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时间:2020-07-05 作者:admin
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本科生毕业设计(设计)

题目直流电机的遥控设计

专业电子信息科学与技术

院系物理与电子工程学院

学号

姓名

指导教师

答辩时间二○一○年五月

论文工作时间:2016年12月至2016年5月

论文题目来源:

国家自然科学基金项目

编号:

四川省自然科学研究项目

编号:

校级自然科学研究项目

编号:

直流电机的遥控设计

学生:

指导教师:

摘 要:无线遥控也越来越普及,如空调,电视的遥控等,将来遥控设计必定会有很大的发展空间.本设计采用了单片机对电动机进行无线控制,以红外线传输技术实现一定距离的遥控功能.系统由硬件和软件部分构成,硬件设计部分:无线遥控模块与单片机连接部分电路制作,直流电机驱动模块设计制作.其中遥控系统由发射,接收模块组成,通过用接口电路处理接收的遥控信息,整个设计采用ATMEL89C51单片机为核心,L298N作为驱动芯片来驱动直流电机,软件设计采用C51语言编程,利用主控程序实现对直流电机正转,反转,启动,停止四种运行状态的控制,经实验验证遥控距离可达5M以上.

关 键 词:遥控,直流电机,单片机,驱动器

DesignOfDCMotorRemoteControl

Undergraduate:Caohuali

Supervisor:Guoxin

Abstract:WiththeincreasinglyuseofDCmotors,thetechnologyofwirelessremotecontrolhasalsobeepopular,suchasremotecontrolforairconditioning,TVsetetc.Inthefuture,wirelessremotecontrolwouldplayanimportantroleinthefieldsofintelligentcontrol.Inthedesign,aninfraredtransmissiontechnologyhasbeenappliedtocontrolaDCmotor.Thesystemconsistsofhardwareandsoftwaredesign.Hardwarecircuitsincludeawirelessremotecontrolmodule,SCMsystemandtheDCmotordrivermodule.Theremotecontrolsystemconsistsoftransmitterandreceivermodules,byusingtheremotecontrolinterfacecircuitstoreceiveinformation.Beingitscore,theC51controlstheperformanceofsystem.AndL298NhasbeendesignedadriverchiptodriveDCmotors.Themaincontrolprogram,Clanguage,controlsfouroperationalstatesofthemotorincludingforward,reverse,startandstop.Ithasbeenprovedthatthedistanceofcontrolwouldexceed5metersinexperiment.

Keywords:DCmotor,SCM,DriverIC

目录

绪论1

1设计方案2

1.1系统框图设计2

1.2无线遥控的设计方案2

1.3驱动芯片的选择3

2硬件部分3

2.1直流电机3

2.1.1直流电机的定义3

2.1.2直流电机的结构3

2.1.3直流电动机的工作原理4

2.289C51单片机5

2.2.189C51单片机引脚功能5

2.3驱动芯片L298N7

2.3.1L298N功能7

2.3.2L298N的逻辑控制原理8

2.4无线遥控设计8

2.4.1PT2262/PT2272编码解码芯片原理简介8

2.4.2PT2262/PT2272的引脚说明9

2.4.3无线遥控器件10

2.5直流电机无线遥控的硬件部分10

2.5.1直流电机驱动模块10

3主控系统软件编程11

3.1整个设计的流程图11

3.2程序设计过程12

结论13

参考文献14

致谢15

附录一16

附录二17

绪论

随着无线遥控技术的发展,特别是采用了先进的数字处理技术,工业无线遥控系统的运用范围更广泛,安全性能得到日益完善.无论在农业,林业,建筑业,载重运输行业或者工业领域,无线遥控技术的运用在各项工作,各类要求时,能够更加灵活,安全并且经济有效的完成.由于直流电动机在快速性,可控性,可靠性,体积小,重量轻,节能,效率高,耐受环境和经济性等方面具有明显的优势,故在当今国民经济各个领域,如医疗器械,仪器仪表,化工,轻纺以及家用电器等方面的应用日益普及以往数控机床系统均采用直流电动机.虽然当前交流电动机有逐渐取代直流电动机之势,但直流电动机仍被采用,并且已用于数控机床上的大量直流驱动系统还需要维护,因此了解直流驱动仍是很有必要的.

图1-1系统框图

1.2无线遥控的设计方案

本设计选用的无线遥控器经验证后是高电平有效,而单片机只识别低电平所以设计中选用了74LSO4六位反向器,经过反向器后设计最终按下按钮ABCD对应的信号如表1-1:

表1-1单片机接收到对应的无线按钮的有效值

无线按扭单片机接收有效值

A0XFE

B0XFD

C0XFB

D0XF7

表1-2编码发射与接收芯片匹配

编码发射芯片编码接收芯片PT2262PT2260SC2260SC2260CS5211PT2272/SC2272/CS5212

1.2M无3.3M1.1M1.3M200K

1.5M无4.3M1.4M1.6M270K

2.2M无6.2M2M2.4M390K

3.3M无9.1M3M3.6M680K

4.7M1.2M12M4.3M5.1M820K

根据表1-2所示,2272根据其后缀的不同其数据输出类型可分为锁存型和瞬太型.锁存型的2272-LX在接受到有效编码后将数据输出,并将数据一直保存到下一次接收到的有效编码.而瞬态型的2272-MX在接收到有效编码后,只是将数据瞬间输出,接收结束后,并不保留.由于设计用315MHz的高频发射电路,当有按键按下时,PT2262得电工作,其第17脚输出经调制的串行数据信号,当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡,所以高频发射电路完全收控于PT2262解码PT2272的第1~8脚为地址设定脚,有三种状态可供选择:悬空.接正电源.接地三种状态,3的8次方为6561,所以地址编码不重复度为6561组,只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同,才能配对使用ULN2803是达林顿管输出器件,在电路中能起到大电流输出和高压输出作用单片机本身产生的PWM波带载能力很低,驱动能力不足,不能直接驱动电机定义输出或输入为直流电能的旋转电机,称为直流电机,它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机.当它作电动机运行时是直流电动机,将电能转换为机械能,作发电机运行时是直流发电机,将机械能转换为电能.

由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到,直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成.直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座,主磁极,换向极,端盖,轴承和电刷装置等组成.运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴,电枢铁心,电枢绕组,换向器和风扇等组成.1.定子

(1)主磁极主磁极的作用是产生气隙磁场.主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成.铁心一般用0.5mm~1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成,分为极身和极靴两部分,上面套励磁绕组的部分称为极身,下面扩宽的部分称为极靴,极靴宽于极身,既可以调整气隙中磁场的分布,又便于固定励磁绕组.励磁绕组用绝缘铜线绕制而成,套在主磁极铁心上.整个主磁极用螺钉固定在机座上

2)换向极

换向极的作用是改善换向,减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花,一般装在两个相邻主磁极之间,由换向极铁心和换向极绕组组成,如所示.换向极绕组用绝缘导线绕制而成,套在换向极铁心上,换向极的数目与主磁极相等.

(3)机座

电机定子的外壳称为机座.机座的作用有两个:一是用来固定主磁极,换主磁极的结构向极和端盖,并起整个电机的支撑和固定作用,二是机座本身也是磁路的一部分,借以构成磁极之间磁的通路,磁通通过的部分称为磁轭.为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能,一般为铸

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