运动控制期末大作业

《运动控制》期末作业。

姓名。学号。

班级。日期。

目录。1、题目1

2、电路系统框图以及电路方案设计的思路1

3、各单元具体电路图，电路的工作原理，电路中主要元器件的作用及其参数的确定。1

4、电气原理图以及整体电路的工作原理4

五、单片机程序流程图和清单以及程序说明5

一、题目。设无刷直流电机的额定工作电压为12v，功率为6w，试设计一个 “两两换向” 桥式驱动控制电路，使电机能连续运转。电机转子位置传感器采用光电元件，按120°角度布设，其他电路形式不限，作业具体要求如下：

1.画出电路的系统框图，说明电路方案设计的思路、理由或依据；

2.分单元画出各单元具体的电路图，阐述电路的工作原理，介绍电路中主要元器件的作用及其参数的确定原则或依据；

3.画出完整的电气原理图，介绍整体电路的工作原理，要讲清转子位置传感器的工作情况；

4.如果采用了单片机，给出单片机程序的流程图和清单，说明程序的工作原理。

注：本题难度系数为1.2

二、电路系统框图以及电路方案设计的思路。

电路系统框图：

电路方案设计思路：

首先，通过对at89c51单片机进行无刷电机控制程序的编写，通过单片机at89c51的输出端口p0.0—p0.5对光电耦合器输出进行控制，从而控制三相桥式驱动控制电路的两两换相，最终，实现控制无刷电机的两两换相驱动，同时也通过传感器成120°角的排布，使得测量转子的位置，实现转速的测量。

三、各单元具体电路图，电路的工作原理，电路中主要元器件的作用及其参数的确定；

单片机控制单元及其工作原理：

单片机控制单元工作原理：单片机at89c51对外来中断（即按钮信号，控制电机正反转的信号）进行处理，也即通过对**至单片的十六进制文件的程序对中断的处理，从而实现单片机对脉宽的控制（p2.3口）、电机正反转信号给定的控制（p2.

4—p2.5口）和对光电耦合器的控制（p0.0—p0.

5口）。

光电耦合器控制单元及其工作原理：

光电耦合器单元工作原理：光电耦合器对来自单片机的信号(也即p0.0—p0.

5口)，进行控制光电耦合器按一定规律的信号输出，从而实现光电耦合器的控制作用，此目的可以隔离单片机和电机的直接相连，使得单片机at89c51不会受到电机的冲击作用，最终是为了实现三相桥式驱动控制电路的两两换相。

三相桥式驱动控制与电机单元及其工作原理：

三相桥式驱动控制及电机单元工作原理：三相桥式驱动控制电路对来自光电耦合器的信号实现桥式电路的两两换相，从而实现对电机的两两换相驱动控制，使得电机能够使电机能连续运转。

主要原器件的作用及其参数的确定：

单片机at89c51的作用：作为主控制器，整体驱动控制电路的核心，对三相桥式驱动控制电路两两换相，最终实现电机两两换相连续运转起到控制作用；

光电耦合器的作用：传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰，使通道上的信号杂讯比大为提高，最终实现电机与单片机的隔离，保护单片的的作用；

晶体三极管的作用：用于电子开关(也即导通与截止作用)，实现三项桥式驱动控制电路的两两快速换相；

按钮的作用：给定对电机的正反转控制信号；

转子位置传感器作用：实现对电机转子位置的测量，成120°角排布。

四、电气原理图以及整体电路的工作原理。

完整电气原理图：

整体电路工作原理：

单片机通过来自外部中断(int0/int1)的信号进行相应的程序处理(程序具体工作原理见程序清单)，将处理的信息传送至输出端口(p0.0—p0.5/p2.

0—p2.6)，从而控制六个光电耦合器的导通和截止，实现控制由晶体三极管搭建的桥式驱动控制电路，使得桥式驱动控制电路六个晶体管按一定规律导通(q1和q4、q1和q6、q3和q2、q3和q6、q5和q2、q5和q4循环导通，也即ab—ac—ba—bc—ca—cb—ab轮流导通)，转子位置传感器实现对转速的测量并显示测量转速，最终实现电机的两两换相驱动连续运转。

五、单片机程序流程图和清单以及程序说明。

流程图：程序清单：

#ifndef _bldc_h_

#define _bldc_h_

#include ""

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

引脚说明。#define bridge p0p0 控制桥臂。

#define hall_port p2 //p2 霍尔传感器。

#define hall_ctr 0x07 //p2.0-p2.2

#define _hallhall_port & hall_ctr )

sbit fwd_led = p2^4; /p2.4

sbit back_led = p2^5; /p2.5

sbit run_led = p2^6; /p2.6

h-bridge drive code

#ifdef bldc_file

#define step1 0xdb

#define step2 0xed

#define step3 0xf9

#define step4 0xf6

#define step5 0xde

#define step6 0xe7

uchar code forword [8]=;正传驱动码。

uchar code backword[8]=;反传驱动码。

操作宏。#define _pwm0_setwidth( pv ) pwm_width=pv

#define _pwm0_starttr0=1

#define _pwm0_stoptr0=0

#define _setpower(spwm0_setwidth(s)//0~255

#define _powerpwm_width

#define bldc_file

extern bit run_flag;

extern bit run_direction;

函数原型。void led_init(void);

void inter_init(void

void run_forward(void

void run_backward(void);

void stop_running(void);

bit run_flag = 0电机运行状态 0/1 停/起。

bit run_direction = 0; /电机运行方向 0/1 前/后。

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