基于單片機的礦用電機車調(diào)速系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(硬件部分)

摘   要

本文主要介紹了基于單片機的礦用電機車的調(diào)速系統(tǒng)硬件設(shè)計，文中先對直流調(diào)速的原理，降壓斬波電路控制方式及調(diào)速特性，PWM基本原理及實現(xiàn)方式進行了闡述。再將硬件分成主電路和控制電路分別進行描述。
為實現(xiàn)系統(tǒng)的微機數(shù)字化控制，在設(shè)計中，采用了AT89C51單片機作為整個控制系統(tǒng)的控制電路的核心部分，配以各種顯示、驅(qū)動、測量對模塊，實現(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速參數(shù)的顯示和測量；主電路由整流電路、濾波電路組成，控制電路以單片微機為核心,組成包括電流檢測模塊、轉(zhuǎn)速檢測模塊、保護模塊等。在設(shè)計中，采用PWM調(diào)速方式，通過改變PWM的占空比從而改變電動機的電樞電壓，進而實現(xiàn)對電動機的調(diào)速。為了提高控制系統(tǒng)的性能和可靠性。

關(guān)鍵詞：AT89C51單片機；礦用電機車；調(diào)速

ABSTRACT
This paper mainly introduces single-chip based on the mine locomotive power the speed control system hardware design，In this paper, first the principle of the DC converter, step-down chopper control mode and speed characteristics, PWM realization of the basic principles and methods ，Hardware and then into the main circuit and control circuits were described.
To achieve the computer digital control, in terms of design, used AT89C51 as a whole control system of the control circuit core, and with all that driving, Measurement of modules to achieve the parameters of the motor speed display and measurement; rectifier circuit by circuit, the filter circuit, that the power conversion module components, the control circuit for a microcomputer core consists of current detection module, speed detection module, protection module. In the design, using PWM speed control mode by changing the duty cycle of the PWM thus changing the motor armature voltage, thereby realizing the right motor speed control.

Keywords: AT89C51；Mine electric locomotive； speed control system

目    錄
第一章  緒論…………………………………………………………………………… 1
1.1單片機控制調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀………………………………………………1
1.2  礦用電機車簡介…………………………………………………………………1
1.3礦用電機車調(diào)速的發(fā)展趨勢……………………………………………………2
第二章  方案比較與選擇……………………………………………………………………… 2
     2.1系統(tǒng)控制對象的確定………………………………………………………………………  2
2.2電動機供電方案的選擇……………………………………………………………………  3
2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇……………………………………………………………………… 3
第三章  控制原理分析…………………………………………………………………………  5
3.1  電動機調(diào)速原理…………………………………………………………………5
3.2  降壓斬波電路控制原理…………………………………………………………5
3.3  橋式降壓斬波電路控制原理……………………………………………………6
3.3  雙閉環(huán)控制原理…………………………………………………………………7
第四章  系統(tǒng)主電路設(shè)計……………………………………………………………………… 9
4.1  主電路………………………………………………………………………………9
4.2  驅(qū)動電路…………………………………………………………………………10
4.3  參數(shù)計算和元件選擇……………………………………………………………13
4.4  主電路器件表……………………………………………………………………16
第五章  控制電路設(shè)計………………………………………………………………………… 17
5.1  降壓斬波電路……………………………………………………………………17
5.2  AT89C51單片機介紹……………………………………………………………18
5.3  顯示與鍵盤模塊設(shè)計……………………………………………………………19
5.4  時鐘電路設(shè)計……………………………………………………………………20
5.5  復(fù)位電路…………………………………………………………………………21
5.6  故障檢測及保護電路設(shè)計……………………………………………………21
5.7 轉(zhuǎn)速檢測………………………………………………………………22
5.8  電流檢測…………………………………………………………………………24
5.9 A/D轉(zhuǎn)換器………………………………………………………………………25
結(jié)論……………………………………………………………………………………… 26
參考文獻………………………………………………………………………………… 27
致謝………………………………………………………………………………………28
附錄A:線路總圖………………………………………………………………………29