1、西安航空職業技術學院畢業設計（論文）論文題目：單片機控制直流電動機正反轉所屬系部：電子工程系扌旨導老師：崔晨耕職稱學生姓名：楊濤班級、學號:10202225專 業：電子信息工程技術西安航空職業技術學院制*西安航空職業技術學院畢業設計（論文）任務書題目：單片機控制直流電動機正反轉任務與要求:用單片機控制直流電動機使得直流電動機正反轉，實現弱電控制強電時間：2012年10月15日至2012年12月15日共8周所屬系部：電子工程系學生姓名：楊濤學號：1020222專業：電子信息工程技術指導單位或教研室：指導教師：崔晨耕職稱：西安航空職業技術學院制年 月 日畢業設計（論文）進度計劃表日期工作內容執行情

2、況指導教師 簽字2012-10-4領取論文題目2012-11-1至2012-11-7收集相關資料2012-11-8至2012-11-14繪制各模塊流程圖2012-11-15至2012-11-19繪制整體原理圖及編寫程序代碼2012-11-20 至2012-12-3撰寫論文教師對進 度計劃實 施情況總 評簽名年 月日本表作評定學生平時成績的依據之一西安航空職業技術學院y畢業設計論文 西安航空職業技術學院y畢業設計論文 西安航空職業技術學院畢業設計論文 機控制直流電動機正反【摘要】近年來隨著計算機在社會領域的滲透，單片機的應用正在不斷地走向深入， 同時帶動傳統控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動

3、控制的單片機應用系統 中，單片機往往是作為一個核心部件來使用， 僅單片機方面知識是不夠的，還應 根據具體硬件結構，以及具體應用對象特點的軟件結合，以作完善。本文從硬件和軟件兩方面來講述直流電機控制過程，在控制過程中主要應用 80C51、繼電器和外接電路，而主要是通過鍵盤來對電機的運行狀態進行控制，以單片機為控制部件，并通過繼電器控制電機當前運行的狀態。軟件方面采用c語言來進行程序設計，使指令的執行速度快，節省存儲空間。為了便于擴展和更 改，軟件的設計采用模塊化結構，使程序設計的邏輯關系更加簡潔明了， 使硬件 在軟件的控制下協調運轉。關健詞：電動機；控制；正反轉Abstract: in rece

4、nt years along with computer penetration in the social sphere, SCM applicati ons are con sta ntly deepe nin g, led the traditi onal control test at the same time ever updated. In real-time detection and automatic con trol of the SCM applicati on system, the microc on troller is ofte n used as a core

5、 comp onent, only SCM kno wledge is not eno ugh, should be based on specific hardware structure, as well as the characteristic of the applicatio n object of the software, to make perfect.In this paper, from two aspects of hardware and software about DC motor con trol process, the con trol process is

6、 mainly used 80C51, relay and an exter nal circuit, but mainly through the keyboard to the running state of the motor to control,with single chip microcomputer as controlcomponent, and through the relay to control the motor current running state. Software using C Ian guage for program ming, so that

7、the in struct ion execution speed, save the memory space. In order to facilitate the expansion and the change, the software design uses the modular structure, makethe logic relation of designing program more concise, making hardware un der the con trol of software coord in ati onKey words: motor; co

8、n trol; positive inv ersi on目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1系統概述3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1.1課題的背景及其意義 3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 1.2課題的內容及要求 3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2系統總體設計 3 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document

9、 系統設計概述 3 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 2.2系統總體設計框圖 4 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 3設計的理論基礎 4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 8051單片機結構和原理 4 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 8051 單片機的內部組成 4 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 8051 的信號引腳 6 HYPERLINK l

10、 bookmark36 o Current Document 3.1.3存儲器 9 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 中斷 11 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 定時/計數器 12 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 3.2電磁繼電器的結構與原理 13 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 概述 14 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 3.2.2電磁繼

11、電器的工作原理和特性 14 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 主要技術參數 15 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 3.3直流電動機的結構與原理 15概述 15 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 3.3.2直流電機的結構 16 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 3.3.3直流電機的工作原理 16 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 直流電機主要技術參

12、數 ： 16四硬件設計及描述16 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 設計思路 16 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 4.2設計原理圖 17 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 4.3程序流程圖 18 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 結束語21謝辭22參考文獻:231系統概述1.1課題的背景及其意義當今，自動化控制系統已經在各行各業得到了廣泛的應用和發展，而直流驅動控制

13、作為電氣傳動的主流在現代化生產中起著主要作用。長期以來，直流電動機因其轉速調節比較靈活，方法簡單，易于大范圍平滑調速，控制性能好等特點， 一直在傳動領域占有統治地位。它廣泛應用于數控機床、工業機器人等工廠自動 化設備中。隨著現代化生產規模的不斷擴大，各個行業對直流電機的需求愈益增 大，并對其性能提出了更高的要求。為此，研究并制造高性能、高可靠性的直流 電機控制系統有著十分重要的現實意義。本文設計開發了一套基于單片機的直流電機正反轉控制器，作為其配套的 試驗裝置。論文根據系統的要求完成了整體方案設計和系統選型，針對所設計的控制方案對控制系統的軟、硬件設計作了詳細論述。硬件部分先作了整體設計， 然

14、后介紹了以80C51單片機為核心的硬件構成，對直流電動機正反轉電路作了詳 細闡述。論述了軟件的設計思想和方法；實現了對直流電動機正反轉功能。利用 80C51芯片進行低成本直流電動機控制系統的設計，能夠簡化系統構成、降低系 統成本、增強系統性能、滿足更多應用場合的需要。針對直流電機運行環境惡劣、 干擾嚴重的特點，從系統的硬件設計、軟件設計等多方面進行抗干擾的綜合考慮， 并利用多種軟件和硬件技術來提高和改善系統的抗干擾能力，有效地提高了系統的可靠性和實用性。1.2課題的內容及要求本設計將介紹一種基于單片機的直流電機正反轉控制系統。該系統采用以 單片機為核心，通過控電磁制繼電器來控制電路中開關閉合，

15、從而使得電動機實現正反轉功能。對電動機的控制可分為正轉控制和反轉控制兩種工作狀態，以及電動機停止工作的狀態。本次設計可的主要內容是通過按鍵來控制直流電動機的 運行狀態。2系統總體設計2.1系統設計概述由于直流電機的轉向和流入電流的方向有關， 則可以搭接外部電路，通過開 關控制使得電流從直流電動機的正負級之間切換，然而要實現弱電控制強電的要 西安航空職業技術學院y畢業設計論文 西安航空職業技術學院畢業設計論文 求和，以確保人員的安全。要實現控制外部電路開關可以通過 80C51芯片來控制 電磁繼電器，電磁繼電器來控制外部電路中的開關實現人員不直接接觸強電的要 求2.2系統總體設計框圖圖2-1系統總

16、體框圖3設計的理論基礎本設計系統的基本組成單元包括單片機 80c51、繼電器、直流電動機，本章 將逐一進行8051單片機結構和原理8051單片機的內部組成8051內部有4 KB ROM基本組成如圖3-1所示。圖3-18051單片機結構框圖P0 P1 P2 P3INTO INT1TXD RXD1）中央處理器（CPU中央處理器是單片機的核心,完成運算和控制功能。8051的CPU能處理8位 二進制數或代碼。2）內部數據存儲器（內部RAM8051芯片中共有256個RAM單元，但其中后128單元被專用寄存器占用， 能作為寄存器供用戶使用的只是前 128單元，用于存放可讀寫的數據。因此通常 所說的內部數據

17、存儲器就是指前128單元，簡稱內部RAM3）內部程序存儲器（內部ROM8051共有4KB掩膜ROM用于存放程序、原始數據或表格，因此，稱之為程序存儲器，簡稱內部ROM4）定時/計數器8051共有兩個16位的定時/計數器，以實現定時或計數功能，并以其定時 或計數結果對計算機進行控制。5）并行I/O 口MCS-51共有4個8位的I/O 口（ P0、P1、P2、P3）,以實現數據的并行輸 入/輸出。6）串行口8051單片機有一個全雙工的串行口，以實現單片機和其它設備之間的串行 數據傳送。該串行口功能較強，既可作為全雙工異步通信收發器使用，也可作為 同步移位器使用。7）中斷控制系統8051單片機的中斷

18、功能較強，以滿足控制應用的需要。8051共有5個中斷源，即外中斷兩個，定時/計數中斷兩個，串行中斷一個。全部中斷分為高級和低級共兩個優先級別。8）時鐘電路8051芯片的內部有時鐘電路，但石英晶體和微調電容需外接。時鐘電路為 單片機產生時鐘脈沖序列。系統允許的晶振頻率一般為6 MHz和12 MHn從上述內容可以看出，MCS-51雖然是一個單片機芯片，但作為計算機應該 具有的基本部件它都包括，因此，實際上它已是一個簡單的微型計算機系統了。3.1.2 8051的信號引腳8051是標準的40引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳如圖3-2所示。3TTO-TTTT1J-R-13-ID1/T3-JURXD P3

19、.TXD P3 1 TFTTU P3.2 rRTT P 3.3TO P3.4 T1 P3.5WR P3.6XTAL2XTAL1VSS101234567-IL- lx- lx 盅亠 p p p p p p p p RSCSIVCCPO.OP0.1P0.2P0.3PO 4PO 5P0.6 PO 7 EJWPP LE/PROGP2.7P3 fiP2 5 P2 4 P2.3 P3.2P2 1P2 0T7TF匕-zr-23777T圖3-2 80c51引腳圖1）信號引腳介紹（1）主電源引腳VCC: +5 V電源VSS:地線。（2）時鐘電路引腳XTAL1和XTAL2外接晶體引線端。當使用芯片內部時鐘時，此二

20、引線端用 于外接石英晶體和微調電容；當使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。（3）控制信號引腳RST/VPD復位信號。當輸入的復位信號延續兩個機器周期以上的高電平 時即為有效，用以完成單片機的復位初始化操作；當單片機掉電時，此引腳上可 接備用電源，由VPD向片內RAM提供備用電源，一保持片內RAM中的數據不丟失。ALE/PROG地址鎖存控制信號。在系統擴展時，ALE用于控制把P0 口輸 出的低8位地址鎖存起來，以實現低位地址和數據的隔離。 此外，由于ALE是以 晶振1/6的固定頻率輸出的正脈沖，因此,可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。 對于EPRO型單片機，在EPRAM編程期間，此引腳接收編

21、程脈沖。PSEN:片外程序存儲器讀選通信號輸出端。EA/VPP：訪問程序存儲控制信號。當EA信號為低電平時，對ROM勺讀操 作限定在外部程序存儲器；當 EA信號為高電平時，對ROM勺讀操作是從內部程 序存儲器開始，并可延至外部程序存儲器。對于EPRO型單片機，在EPRAM編程 期間，此引腳接上加21V EPROM編程電源VPPI/O引腳P0.0P0.7 : P0 口 8位雙向口線。P1.0P1.7 : P1 口 8位雙向口線。P2.0P2.7 : P2 口 8位雙向口線。P3.0P3.7 : P3 口 8位雙向口線。(5)P3 口線的第二功能P3的8條口線都定義有第二功能，詳見表 3-1 o表

22、3-1 P3 口各引腳與第二功能表腳引第二功能信號名稱0P3.RXD串行數據接收1P3.TXD串行數據發送2P3.INTO外部中斷0申請3P3.INT1外部中斷1申請4P3.T0定時/計數器0的外部輸入5P3.T1定時/計數器1的外部輸入6P3.WR外部RAMg選通7P3.RD外部RAM讀選通以上把8051單片機的全部信號引腳分別以第一功能和第二功能的形式列西安航空職業技術學院y畢業設計論文 西安航空職業技術學院y畢業設計論文 出。對于各種型號的芯片，其引腳的第一功能信號是相同的， 所不同的只在引腳 的第二功能信號。對于9、30和31三個引腳，由于第一功能信號與第二功能信 號是單片機在不同工作

23、方式下的信號，因此不會發生使用上的矛盾。但是P3 口的情況卻有所不同，它的第二功能信號都是單片機的重要控制信號。因此，在實 際使用時，都是先按需要選用第二功能信號，剩下的才以第一功能的身份作數據 位的輸入/輸出使用。2）并行輸入/輸出口電路結構單片機芯片內還有一項主要內容就是并行I/O 口。8051共有4個8位的并 行I/O 口，分別記作P0、P1、P2、P3。每個口都包含一個鎖存器、一個輸出驅 動器和輸入緩沖器。實際上，它們已被歸入專用寄存器之列，并且具有字節尋址 和位尋址功能。在訪問片外擴展存儲器時，低8位地址和數據由P0 口分時傳送， 高8位地址由P2 口傳送。在無片外擴展存儲器的系統中

24、，這 4個口的每一位均 可作為雙向的I/O端口使用。8051單片機的4個I/O 口都是8位雙向口，這些口在結構和特性上是基本 相同的，但又各具特點。3）時鐘電路（1）內部方式時鐘電路在8051芯片內部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1其輸出端為引腳XTAL2而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器 和微調電容，從而構成一個穩定的自激振蕩器， 這就是單片機的時鐘電路，如圖 3-3所示。時鐘電路產生的振蕩脈沖經過觸發器進行二分頻之后，才成為單片機的時鐘脈沖信號。請讀者特別注意時鐘脈沖與振蕩脈沖之間的二分頻關系，否則會造成概念上的錯誤。一般地，電容C1和C2取30p

25、F左右，晶體的振蕩頻率范圍是1.2 12MHz晶體振蕩頻率高，則系統的時鐘頻率也高，單片機運行速度也就快。8051 在通常應用情況下，使用振蕩頻率為 6MHz或 12MHz8051XTAL1C1C2晶振1 LXTAL21至內部時鐘電路圖3-3時鐘振蕩電路（2）外部方式時鐘電路在由多片單片機組成的系統中，為了各單片機之間時鐘信號的同步，應當引 入惟一的公用外部脈沖信號作為各單片機的振蕩脈沖。這時，外部的脈沖信號是 經XTAL2引腳注入，其連接如圖3-4所示。8051XTAL2XTAL1VSSVCCTTL外部時鐘信號-圖3-4外部時鐘源接法時序時序是用定時單位來說明的。8051的時序定時單位共有4

26、個，從小到大依 次是：節拍、狀態、機器周期和指令周期。它們之間的關系如下：一個振蕩脈沖的周期為節拍；一個狀態就包含兩個節拍；一個機器周期的寬度為6個狀態；一條指令周期由若干個機器周期組成。單片機的復位電路單片機復位是使CPU和系統中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態， 并從這個狀態開始工作，復位后 PC=OOOOH使單片機從第一個單元取指令。單 片機復位的條件是：必須使 RST/VPD或RST引腳加上持續兩個機器周期(即 24 個振蕩周期)的高電平。若時鐘頻率為 12 MHz每機器周期為1卩s,則只需2 卩s以上時間的高電平，在RST引腳出現高電平后的第二個機器周期執行復位。復位后PC值為

27、0000H,表明復位后程序從0000H開始執行，這一點在實訓中已介紹。SP值為07H,表明堆棧底部在07Ho 般需重新設置SP值。(3) P0P3口值為FFH P0P3口用作輸入口時，必須先寫入“ 1”。單片機 在復位后，已使P0P3口每一端線為“ 1”，為這些端線用作輸入口做好了準備。3.1.3存儲器8051內部數據存儲器8051單片機的芯片內部有 RAM和ROM兩類存儲器，即所謂的內部 RAM和內 部ROM首先分析內部RAM(1 )內部數據存儲器低128單元8051的內部RAk共有256個單元，通常把這256個單元按其功能劃分為兩 部分：低128單元(單元地址00H- 7FH和高128單元

28、(單元地址80HFFH。低128單元是單片機的真正RAM存儲器，按其用途劃分為寄存器區、位尋址 區和用戶RAM區三個區域。寄存器區8051共有4組寄存器，每組8個寄存單元，各組都以R(R7作寄存單元編 號。寄存器常用于存放操作數中間結果等。由于它們的功能及使用不作預先規定， 因此稱之為通用寄存器，有時也叫工作寄存器。4組通用寄存器占據內部RAM的00H仆H單元地址。在任一時刻，CPU只能使用其中的一組寄存器，并且把正在使用的那組寄存 器稱之為當前寄存器組。到底是哪一組，由程序狀態字寄存器PSW中 RS1 RS0位的狀態組合來決定。通用寄存器為CPU提供了就近存儲數據的便利，有利于提 高單片機的

29、運算速度。此外，使用通用寄存器還能提高程序編制的靈活性，因此，在單片機的應用編程中應充分利用這些寄存器，以簡化程序設計，提高程序運行速度。位尋址區內部RAM的20H-2FH單元，既可作為一般RAM單元使用，進行字節操作， 也可以對單元中每一位進行位操作，因此把該區稱之為位尋址區。位尋址區共有 16個RAM單元，計128位，地址為00H- 7FH MCS-51具有布爾處理機功能，這 個位尋址區可以構成布爾處理機的存儲空間。這種位尋址能力是MCS-51的一個重要特點。用戶RAME在內部RAM氐128單元中，通用寄存器占去32個單元，位尋址區占去16 個單元，剩下80個單元，這就是供用戶使用的一般

30、RAMx，其單元地址為30H- 7FH對用戶RAM區的使用沒有任何規定或限制，但在一般應用中常把堆棧開辟 在此區中。(2 )內部數據存儲器高128單元內部RAM勺高128單元是供給專用寄存器使用的， 其單元地址為80HFFH 因這些寄存器的功能已作專門規定，故稱之為專用寄存器(Special Fu nction Register )，也可稱為特殊功能寄存器。8051內部程序存儲器8051的程序存儲器用于存放編好的程序和表格常數。8051片內有4 KB的ROM 051的片外最多能擴展64 KB程序存儲器，片內外的 ROM!統一編址的。 如端保持高電平，8051的程序計數器PC在0000H0FFF

31、H地址范圍內(即前4 KB 地址)是執行片內ROM中的程序，當PC在1000* FFFFH地址范圍時，自動執行 片外程序存儲器中的程序；當保持低電平時，只能尋址外部程序存儲器，片外存 儲器可以從0000H開始編址。8051的程序存儲器中有些單元具有特殊功能，使用時應予以注意。其中一 組特殊單元是0000H- 0002H系統復位后，(PC)=0000H,單片機從0000H單元 開始取指令執行程序。如果程序不從0000H單兀開始，應在這二個單兀中存放一一 條無條件轉移指令，以便直接轉去執行指定的程序。還有一組特殊單元是0003HH 002AH共40個單元。這40個單元被均勻地 分為5段，作為5個中

32、斷源的中斷地址區。其中：0003H000AH外部中斷0中斷地址區000BH0012H定時/計數器0中斷地址區0013H001AH外部中斷1中斷地址區001BH0022H定時/計數器1中斷地址區0023H002AH串行中斷地址區中斷響應后，按中斷種類，自動轉到各中斷區的首地址去執行程序，因此在中斷地址區中理應存放中斷服務程序。但通常情況下，8個單元難以存下一個完整的中斷服務程序，因此通常也是從中斷地址區首地址開始存放一條無條件轉移 指令，以便中斷響應后，通過中斷地址區，再轉到中斷服務程序的實際入口地址。3.1.4中斷中斷源中斷源是指能發出中斷請求，引起中斷的裝置或事件。8051單片機的中斷源共有

33、5個，其中2個為外部中斷源，3個為內部中斷源：(1) INT0:外部中斷0,中斷請求信號由P3.2輸入。INT1:外部中斷1,中斷請求信號由P3.3輸入。T0:定時/計數器0溢出中斷，對外部脈沖計數由P3.4輸入。T1:定時/計數器1溢出中斷，對外部脈沖計數由 P3.5輸入。串行中斷：包括串行接收中斷RI和串行發送中斷TI。中斷入口地址8051的五個中斷入口地址：INT0: 0003HT0: 000BHINT1: 0013HT1: 001BH串行口： 0023H3）中斷優先控制和中斷嵌套（1）中斷優先控制8051中斷優先控制首先根據中斷優先級，此外還規定了同一中斷優先級之 間的中斷優先權。其從

34、高到低的順序為：INTO、INT1、T0、T1、串行口。（2）中斷嵌套當CPU正在執行某個中斷服務程序時，如果發生更高一級的中斷源請求中 斷，CPU可以“中斷”正在執行的低優先級中斷，轉而響應更高一級的中斷，這 就是中斷嵌套。中斷嵌套只能高優先級“中斷”低優先級，低優先級不能“中 斷”高優先級，同一優先級也不能相互“中斷”。3.1.5定時/計數器1）定時/計數器控制寄存器，（1）定時/計數器控制寄存器TCONTCONT1中斷 標志T1運行標志T0 中斷 標志T1運行標志INT1 中斷 標志INT1觸發方式INT0 中斷 標志INT0 觸發 方式位名稱TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0I

35、T0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTCOF低4位與外中斷、有關。高4位與定時/計數器T0、T1有關。TF1:定時/計數器T1溢出標志。TF0:定時/計數器T0溢出標志。TR1:定時/計數器T1運行控制位。TR1=1,T1運行;TR1=0,T1停TR0:定時/計數器T0運行控制位。TR0=1,T0運行;TR0=0,T0停TCON勺字節地址為88H,每一位有位地址，均可位操作。（2）定時/計數器工作方式控制寄存器 TMODTMO用于設定定時/計數器的工作方式低4位用于控制T0,高4位用于控制T1。高四位控制T1低四位控制T0西安航空職業技術學院畢業設計論文 西安航空職業技術

36、學院畢業設計論文 門控位計數/疋時方 式選擇工作方 式選擇門控位計數/疋時方 式選擇工作方 式選擇GC/TM1M0GC/TM1M0M1、M0工作方式選擇位M1 M0工作方式功能00方式013位計數器01方式116位計數器10方式2兩個8位計數器，初值自動裝入11方式3兩個8位計數器，僅適用T0C/T :計數/定時方式選擇位C/T=1,計數工作方式,對外部事件脈沖計數,用作計數器。C/T=0,定時工作方式，對片內機周脈沖計數，用作定時器。GATE門控位GATE=0運行只受TCON中運行控制位TR0/TR1的控制。GATE=1運行同時受TR0/TR1和外中斷輸入信號的雙重控制。只有當INT0/IN

37、T1=1 且 TR0/TR1=1,T0/T1 才能運行。TMO字節地址89H,不能位操作，設置TMO須用字節操作指令。2）定時/計數器工作方式（1） 工作方式013位計數器，由TL0低5位和TH08位組成，TL0低5位計數滿時不向TL0 第6位進位，而是向TH0進位，13位計滿溢出，TF0置“1”。最大計數值213 = 8192。（2）工作方式116位計數器，最大計數值為216 = 65536。（3）工作方式28位計數器，僅用TL0計數，最大計數值為256,計滿溢出后，一方面進位 TF0,使溢出標志TF0 =1；另一方面，使原來裝在 TH0中的初值裝入TL0。（4）工作方式3方式3僅適用于T0

38、, T1無方式3。3計算定時/計數初值8051定時/計數初值計算公式:T初值二戈定時時間 機周時間3.2電磁繼電器的結構與原理321概述電磁繼電器是一種電子控制器件， 它具有控制系統（又稱輸入回路）和被控 制系統（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電 流。較低的電壓去控制較大電流。較高的電壓的一種“自動開關”。 故在電路中 起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。322電磁繼電器的工作原理 和特性電磁繼電器一般由電磁鐵、銜鐵、彈簧片、觸點等組成的，其工作電路由低 壓控制電路和高壓工作電路兩部分構成。 電磁繼電器還可以實現遠距離控制和自 動化控制。只要在線圈兩端加上一定

39、的電壓， 線圈中就會流過一定的電流，從而 產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯， 從而帶動銜鐵的動觸點與靜出點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力 也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置， 使動觸點與原來的靜 觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的 目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區分：繼電器線圈未通電 時處于斷開狀態的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態的靜觸點稱為“常閉觸點”圖3-2-2電磁繼電器工作原理圖西安航空職業技術學院y畢業設計論文 西安航空職業技術學院y畢業設計論文 323主要技術

40、參數.額定工作電壓是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據繼電器的型號不同，可以 是交流電壓，也可以是直流電壓。.直流電阻是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬用表測量.吸合電流是指繼電器能夠產生吸合動作的最小電流。 在正常使用時，給定的電流必須 略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩定地工作。而對于線圈所加的工作電壓，一 般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會產生較大的電流而把線圈燒毀。.釋放電流是指繼電器產生釋放動作的最大電流。當繼電器吸合狀態的電流減小 到一定程度時，繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態。這時的電流遠遠小 于吸合電流。.觸點切換電壓和電流是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了

41、繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。3.3直流電動機的結構與原理3.3.1概述直流電機就是將直流電能轉換成機械能 (直流電動機)或將機械能轉換成直 流電能(直流發電機)的旋轉電機。直流電機的結構應由定子和轉子兩大部分組 成。直流電機運行時靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產生磁場，由機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運行時轉動的部分稱為 轉子，其主要作用是產生電磁轉矩和感應電動勢， 是直流電機進行能量轉換的樞 紐，所以通常又稱為電樞，由轉軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風扇等組成。 為了推廣直流電機在化工領域的使用，由于直流電機的

42、功能已得到很大提高，因此更為人性化的設計勢必在操作和顯示方面。直流電機直流電動機調速控制一般采用模擬法，對電動機的簡單控制應用比較多。簡單控制是指對電動機進 行 啟動，制動，正反轉控制和順序控制。這類控制容易實現，并可通單片機，直 流 電機驅動芯片和開關元件來實現，所以本課題采用此法。直流電機的主要功能非常廣泛，例如：軍事 和宇航方面的雷達天線，火炮 瞄準，慣性導航，衛星姿態，飛船光電池對太陽得跟蹤等控制；工業方面的各種加工中心，專用加工設備，數控機床，工業機器人，塑料機械，印刷機械，繞 線機，紡織機械，工業縫紉機，泵和壓縮機等設備的控制；計算機外圍設備和辦公設備中的各種磁盤驅動器，各種光盤驅

43、動器，繪圖儀，掃描儀，打印機，傳真 機，復印機等設備的控制；音像設備和家用電器中的錄音機，錄像機，數碼相機, 洗衣機，冰箱，電扇等的控制。332直流電機的結構直流電機由定子和轉子兩部分組成。在定子上裝有磁極（電磁式直流電機 磁極由繞在定子上的磁繞提供），其轉子由硅鋼片疊壓而成，轉子外圓有槽，槽 內嵌有電樞繞組，繞組通過換向器和電刷引出。圖3-3-2直流電動機示意圖3.3.3直流電機的工作原理直流電機電路模型，磁極 N S間裝著一個可以轉動的鐵磁圓柱體，圓柱體 的表面上固定著一個線圈。當線圈中流過電流時，線圈受到電磁力作用，從而產 生旋轉。根據左手定則可知，當流過線圈中電流改變方向時， 線圈的受

44、方向也將 改變，因此通過改變線圈電路的方向實現改變電機的方向3.3.4直流電機主要技術參數1）直流電機的主要額定值有：2）額定功率Pn：在額定電流和電壓下，電機的負載能力。3）額定電壓Ue：長期運行的最高電壓。4）額定電流Ie :長期運行的最大電流。5）額定轉速n：單位時間內的電機轉動快慢。以r/min為單位6）勵磁電流If :施加到電極線圈上的電流。四 硬件設計及描述4.1設計思路要實現本次設計，可以通過開關控制 80C51芯片的輸出來控制電磁繼電器， 使得通過直流電統計外部電路中的電流可以被電磁繼電器控制，從而實現本次設計的目地?，F在要實現電動機的正反轉功能，則只需要搭接外部電路，而且流經

45、外部電 路中的電流方向需要被電磁繼電器控制， 這可以用完全用繼電器組成驅動電路如 圖4.1構成如圖中所示，通過電磁繼電器的作用，當k10吸和時，k9吸和電動機正轉, k9不吸和時電動機反轉；當k10不吸和時，無論開關k9吸和與否電動機都不運 轉。4.2設計原理圖Protuse仿真圖KTALtXTAL2RSTFIUVAODPEMf腫 1 pgjwnPD.4/A6 *POfi*腫 fFUTM T33FZ.KHSF2a1DFBBI1譽FZ.13FZ.fMlf；pinFl.1Fa.inwBFUP13P3liT1F1.+f3.TDFl JfJATlFlPI.7F3.7AID蘭蘭弍蘭蘭蘭蘭主 蘭圭圭蘭RL2D1-kHIM D7R1，口D21M4CEF-z=圖4.2仿真圖當開關k1按下時，CH1給高電平，CH0給低電平，電磁繼電器 RL2被導通，右 邊開關被吸合，RL1保持斷開，直流電動機正轉（順時鐘）；當按下開關K2, CH0 給高電平，CH1給低電平，電磁繼電器 RL1被導通，左邊的開關被吸合，RL2 保持斷開，直流電動機反轉（逆時鐘）當按下K3時，CH0、CH1都給高電平，電磁繼電器RL1RL2都吸和，直流電動機停止。4.3程序流程圖置系統初 值電動機停 止轉動電動機正轉 返回 )圖4. 3程序流程圖程序代碼：#in elude