摘 要在现代社会中，直流电机已经普及到我们生活中的方方面面，随着科技的不断向前发展，直流电机调速系统在现今的工业领域有着重要的作用。脉宽调制（PWM）直流调速技术是最常用的直流调速技术。相比其他技术优势更加明显。调速精度高、调速响应快、范围广和平滑调速的优点。本设计主要介绍基于STC89C51微控制器发生PWM信号输出给驱动芯片L298来控制直流电机的调速系统。详细阐述了PWM基本的工作原理，直流电机调速原理。通过改变PWM占空比的方式来控制直流电机的调速。由四个独立按键来进行输入。通过连接单片机，根据按键的不同状态产生相应的PWM信号。将相应的信号送人驱动芯片L298，然后通过L298对小型直流电机进行直流电机起停、加减速、正反向的控制。 最后是对单片机的程序设计。主要报告键盘实时扫描程序、PWM产生信号程序、单片机定时器0的设置等。详细内容见本设计。
目 录
第一章 绪论 1
1．1课题研究背景 1
1．2课题研究的目的及意义 1
1．3国内外电机的现状以及发展 2
1．4 PWM调速技术的发展 3
1．5课题内容及研究目标 3
第二章 PWM控制直流电机调速系统原理 5
2．1直流电机调速系统总体方案设计 5
2．2直流电机工作原理 5
2．3 PWM控制直流电机调速原理 6
2．4驱动芯片的结构及使用 7
2．5本章小结 8
第三章 硬件系统设计 9
3．1 STC89C51单片机特性及引脚说明 9
3．2供电电源部分 10
3．3 PWM波形产生 11
3．4驱动电路原理 11
3．5直流电机控制键盘 14
3．6时钟和复位电路 14
3.7本章小结 15
第四章 软件系统设计及总体电路图 16
4．1软件设计流程 16
4．2 按键扫描程序流程图 17
4．3 本章小结 18
结 论 19
致 谢 20
附 录 22
第一章 绪论< *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
br /> 1．1课题研究背景
直流电机至发明以来，随着科学技术的发展，已经完全融入我们的生活里，是我们生活中是最普遍、最常见的一种现代化机械。从它诞生为社会服务开始的时候，它已经融入于我们生活的各个领域中。最初的直流电机很容易满足我们简单的需求，但是随着文明的进步，我们的需求越来越复杂，对直流电机的要求要更高。最初的控制以模拟电路、运算放大器，非线性集成电路、数字电路组成的硬件复杂，功能单一的控制系统已经满足不了我们的要求。只有更灵活，更简洁的控制系统才能推动直流电机控制技术的发展和应用。
PWM控制技术是新时代跟据人们的需求而发明的最新技术，利用半导体器件的导通和关断而把直流电压变成有序的电压脉冲列，控制电压脉冲的周期和宽度以达到变压，或控制电压脉冲的周期和宽度以达到变压变频。PWM 控制技术是电机传动自动控制技术史上最新的热点。
因为近代电力电子技术和计算机技术的快速发展作为基础，现代控制理论的铺垫。单片机控制成为了直流电机调速最重要的部分之一。单片机本身就具有体积小、重量轻、功能强、抗干扰能力强、控制灵活、应用方便、价格低廉等特点，应用于直流电机调速系统中可以使得系统更为简洁。灵活度、准确度更高。在实际应用中，单片机的高效率是的电机的调速性能得到了强烈的提高。而电机调速性能对工业生产有着决定性的影响，单片机能够提升电机调速是研究的重大突破。
1．2课题研究的目的及意义
直流电机相对于其它各种类型的电机而言，具有无可挑剔的启动性能和调速特性，在自动控制系统、电子仪器、大型工业机床、航空设备等方面，直流电机都具有重要作用。在目前的社会生产过程中，大部分的设备都需要电机调速平滑，调速范围广，过载能力强，抗冲击负载能力强，能够频繁进行转换、起停控制。
直流电机在有着良好的控制系统下均能满足要求。初期的直流电机的控制系统通过改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已经不能满足大多工业生产的要求。通过PWM控制技术直流电机调速的方法就顺着需求而代替了传统的方法。
PWM直流电动机调压调速系统主要控制部分由单片机构成，单片机的高效率、小体积让调速系统的组成的功率元件少、线路简单、抗干扰能力强、控制灵活、控制方式多样化、能够与数字速度给定信号直接接口。满足了大多数设备的需求，得到了工厂企业的广泛应用。
1．3国内外电机的现状以及发展
从直流电动机和交流电动机在19世纪70年代开始发展以来，人类迈步进入了以电动机为动力的时代。人类的工业生产能力得到了巨大的提升，以电动机的为动力推动了社会的向科技时代的跨越。
在新世纪的工农商业社会生产活动中，电力驱动是目前社会上动力设备的主体，电动机是电力驱动设备中的最为主要的部分。电动机通过电力制动成为各种设备的动能端，一般情况下都是占用设备中的大部分用电，是设备中最耗电的部分。电动机根据用电的电流形式不同，分为直流电动机和交流电动机。在电力拖动的情况下，要求电机有着良好的启停性能和制动性能，在大的范围内能够平滑调速。在此情况下，直流电机相比于交流电机更实用。所以在电力拖动的领域直流电机的应用比较广。
自直流电动机诞生以来，一直在发生着变化，由最初的直流电压供电，只要改变电路中的电阻就可以实现调速。到目前的PWM控制直流电机调速系统。经过了以下几种方法的改变，第一种方法：旋转变流组（发电机——电动机）控制调速。在20世纪30年代出现。由电磁放大器、闸流管等主要控制器件发挥作用，当需要控制电动机减速时，电动机轴上的飞轮惯量可以通过发电机反馈给电网。使制动过程可以很顺滑，又减少能量的损耗，提高效率，克服最初调速系统调速精度低和调速不稳定的不良缺点。但是组成系统的各种设备和电路连接比较复杂，各个器件的成本高昂，制造系统成本较高的缺点。第二种方法：，利用汞弧变流器代替上述旋转变流组系统进行调速，是调速系统又一步发展。进一步提高了对直流电动机的调速性能，使调速精度、调速相应的速度得到更高更快的发展。不过此种调速方式同时也有很大短处，汞弧变流器在运作的时侯，设备中含有的汞会挥发到空气中，对操作人员的健康产生不好的影响，在这种情况下不能长久的工作。挥发出来的汞不利于环境的保护，所以每有得到广泛的推广。第三种方法：晶闸管研整流装置调速系统，直流电机调速性能又取得了历史性的提高。晶闸管与其它电气元器件相比具有很多独特的优越性。这种调速系统比以往的调速系统体积更小，调速精度更高，成本更低得系统在在之后的相当长的时间里一直是直流电机调速的主要调速方式。以晶闸管整流装置取代了以往的直流发电机电动机组及水银整流装置，使直流电气传动完成一次大的跃进。

原文链接：http://www.jxszl.com/jxgc/zdh/178045.html