課程設計題目 pwm脈寬調(diào)二級學院電子信息與自動化專業(yè)電氣工程及其自動化班級電氣4班學生姓名李燚學號10707040418指導教師雷李徐鵬考核項目設計50分平時成績20分答辯30分設計質(zhì)量20分創(chuàng)新設計15分報告質(zhì)量15分熟練程度20分個人素質(zhì)10分得分總分考核等級教師簽名目錄一：概述所做課題的意義本人所做的工作系統(tǒng)主要功能二：硬件電路的設計及其描述方案的選擇及設計思想原理框圖及各元件之間的邏輯關系工作原理原理電路圖以及各原件之間的實際連接關系元器件清單列表三：軟件設計流程及其描述系統(tǒng)模塊層次結構圖程序流程圖源程序代碼四：測試五：總結六：參考文獻1.摘要：本次設計是針對計算機控制技術綜合應用的考察，我們小組選擇了pwm脈寬調(diào)制這一課題，本次設計我們主要應用AT89c51單片機可控制pwm脈寬的性能來對步進電機進行調(diào)速，通過對51單片機的編寫程序來控制輸出pwm波的脈寬，再經(jīng)過L298對脈沖的處理產(chǎn)生穩(wěn)定的方波通過h橋接電路來控制電機的速度。2、此次課題能使我們對選題、方案論證、軟件設計、軟硬件實現(xiàn)、系統(tǒng)測試有更深刻的認識，能更熟練地對模擬電路、數(shù)字電路、微機原理、單片機等相關課程加以應用，使我們把理論與實際相結合。培養(yǎng)我們查找資料、撰寫論文的能力，為今后的畢業(yè)設計打下基礎。3、本人所做的是對系統(tǒng)進行調(diào)試，檢查系統(tǒng)的毛病，并加以修改，使系統(tǒng)能正常運行。達到預期目標。4、此系統(tǒng)的主要功能是通過兩個按鍵開關，對系統(tǒng)的占空比進行調(diào)節(jié)，通過改變占空比對直流電動機進行調(diào)速。按一下按鍵開關1可以對電機加一點速，繼續(xù)按可以繼續(xù)加。按一下開關2能使電動機減速，當減到一定程度后電動機停止轉(zhuǎn)動，繼續(xù)按電機就會反轉(zhuǎn)，在按反轉(zhuǎn)速度增加。就是通過兩個按鍵開關實現(xiàn)對電動機的調(diào)速和正反轉(zhuǎn)。二、硬件電路的設計及其描述1、方案選擇及設計思想由于PWM可以同時實現(xiàn)變頻變壓反抑制諧波的特點。由此在交流傳動及至其它能量變換系統(tǒng)中得到廣泛應用。PWM控制技術大致可以為為三類，正弦PWM（包括電壓，電流或磁通的正弦為目標的各種PWM方案，多重PWM也應歸于此類），優(yōu)化PWM及隨機PWM。正弦PWM已為人們所熟知，而旨在改善輸出電壓、電流波形，降低電源系統(tǒng)諧波的多重PWM技術在大功率變頻器中有其獨特的優(yōu)勢，而優(yōu)化PWM所追求的則是實現(xiàn)電流諧波畸變率（THD）最小，電壓利用率最高，效率最優(yōu)，及轉(zhuǎn)矩脈動最小以及其它特定優(yōu)化目標。2、原理框圖開始開始AT89S51通電啟動程序控制單片機輸出PWM脈沖PWM輸入L298進行脈沖處理電機轉(zhuǎn)速控制結束3、工作原理采樣控制理論中有一個重要結論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時,其效果基本相同.PWM控制技術就是以該結論為理論基礎,對半導體開關器件的導通和關斷進行控制,使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖,用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形.按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進行調(diào)制,既可改變逆變電路輸出電壓的大小,也可改變輸出頻率.從而對電機進行調(diào)速。4、原理電路圖原件清單列表：電路板1塊AT89c51芯片1個晶振1個電容33p2個10p1個電阻10K1個按鍵開關2個L298芯片1個二極管4個直流電機1個導線若干三：軟件設計流程及其描述1、系統(tǒng)模塊層次結構圖C51C51單片機通過編程，P1.1P1.2輸出PWM脈沖PWM脈沖控制L298全橋驅(qū)動，L298輸出控制電機電機按鍵控制PWM輸出脈寬2、程序流程圖開始開始設置定時計數(shù)器K1加速？增加計數(shù)值K2減速減小計數(shù)值NYYN3、程序源代碼：#include<reg51.h>sbitPWMQ1=P1^1;sbitPWMQ2=P1^2;sbitk1=P1^3;sbitk2=P1^4;sbitk3=P1^5;unsignedintpwmt=100;//周期0.1sunsignedintpwmc=50;//脈寬0.05sunsignedintpwmj;//1ms計數(shù)voidt0int()interrupt1//1ms{//確定定時器0時間TH0=((-1000)>>8)&0xff;//獲取1ms的高8位TL0=-1000;//獲取1ms的低8位pwmj++;if(pwmj>=pwmt)pwmj=0;PWMQ1=(pwmj<pwmc);PWMQ2=~PWMQ1;}voiddelay(unsignedcharm);voidmain(){//定時器0工作方式TMOD=0x11;//啟動定時器0TR0=1;//開中斷ET0=1;EA=1;while(1){do{if(pwmc!=100)pwmc++;delay(1000);}while(k1==0);do{if(pwmc!=0) pwmc--; delay(1000); } while(k2==0); }}voiddelay(unsignedcharm){unsignedchari;while(m--){for(i=0;i<5;i++);}}四、測試經(jīng)過硬件電路的設計和程序的編寫，我們開始將元器件焊接在電路板上，焊接后連接電源，將程序輸入51單片機，進行調(diào)試。發(fā)現(xiàn)電機并沒有轉(zhuǎn)動，我們首先對硬件部分進行檢查，檢查線路的連接是否出現(xiàn)問題，通過萬用表看是否哪個部分短路，元器件是否損壞。檢驗完畢發(fā)現(xiàn)有幾個地方發(fā)現(xiàn)短路，還有些元器件出現(xiàn)問題，于是我們重新把焊接的地方進行檢查重新焊接并換上合格的元器件在進行檢查發(fā)現(xiàn)沒有什么問題。然后我們再一次打開開關測量單片機是否發(fā)出我們所需要的pwm波，結果發(fā)現(xiàn)這個pwm波不是我們想要的脈寬和周期的波于是我們檢查程序的編寫，發(fā)現(xiàn)我們對pwm波的設置出現(xiàn)問題，于是翻閱資料超找51單片機pwm波的定義如何產(chǎn)生一定波長以及頻率的波，最后進行改正，得到想要的結果。再一次運行程序發(fā)現(xiàn)電機仍然不動，我們用示波器檢查l298發(fā)出的方波，發(fā)現(xiàn)沒有發(fā)出波形，覺得是對l298芯片的連接出現(xiàn)問題，我們上網(wǎng)查找l289的說明書，發(fā)現(xiàn)我們的電源采用不對，于是改變電源。再一次運行系統(tǒng)，電動機有了轉(zhuǎn)動，但是在按動加速按鈕后沒有發(fā)現(xiàn)有明顯的加速，減速也是，于是我們開始檢查自己程序和按鈕電路，電路沒有問題，發(fā)現(xiàn)程序的編寫出現(xiàn)邏輯的錯誤，因此并沒有使加減速的程序得到運行，再改動程序后重新輸入程序，運行系統(tǒng)電機可以轉(zhuǎn)動以及加減速了。五、總結本次我們是通過查找資料看了很多pwm波控制直流電機地方法，找到這種最容易實現(xiàn)的方法，所以我們的設計是簡單化的設計，只是用來讓電動機轉(zhuǎn)動然后加速減速，所以我們的設計也有個很大的缺陷就是不能準確控制速度，只能大概的加速減速并且加減速不穩(wěn)定，只是簡單的開環(huán)控制。并且電機的速度變化也是固定的值并不是無級變速。因此這個系統(tǒng)還有很大的提升空間，可以加很多元器件來實現(xiàn)閉環(huán)控制來更穩(wěn)定的調(diào)節(jié)速度的變化。通過這次一周多的試驗，是我對電路設計應用與計算機應用之間的聯(lián)系進一步的鞏固了，再設計電路過程中盡可能的設計出一個最簡潔最優(yōu)秀的電路才能對以后的計算機編程和調(diào)試更加有利，同時在調(diào)試過程中又能對前邊的設計進行改正使之結構更合理，可以說此次試驗是個綜合的系統(tǒng)的對我們以前所學的知識的考核，在這次試驗中讓我看到了我對自己專業(yè)知識的不足之處，這