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学士学位毕业设计（论文）

无刷直流电机控制系统

的研究与设计

学生姓名：董 宇 学 号：20114073106 指导教师：高 飞 所在学院：信息技术学院 专 业：电气工程及其自动化

中国·大庆 2015年05月

本科毕业设计（论文）任务书

学生姓名 论文题目 题目 分类 董宇 所在班级 2011级电气1 导师姓名 高飞 导师职称 讲师 无刷直流电机数字控制系统的研究与设计 ? 1．应用与非应用类：〇工程 〇科研 〇教学建设 〇理论分析〇模拟 2．软件与软硬结合类：〇软件〇硬件〇软硬结合〇非软硬件 ? （1、2类中必须各选一项适合自己题目的类型在〇内打√） 主要研究内容及指标： 1.了解无刷直流电机的原理构造。 2.研究硬件各部分的功能，完成电路的设计。 3.设计软件，编写C语言程序。 主要参考文献： [1]王益全.电动机原理与实用技术.北京:科学出版社，2005 [2]叶金虎.现代无刷直流永磁电动机的原理和设计.辞学出版社，2007 [3] Microchip PIC18F72 datasheet[R] ，2002 Microchip Technology Inc. [4]G.Henneberger. Brushless motors for electric and hybrid vehicles. Machines and Drives for Electric and Hybrid Vehicles[R]. 1996 阶段规划： 第一阶段3月2日至3月30日 资料收集、整理无刷直流电机背景 第二阶段3月31日至4月30日 硬件设计 第三阶段4月30日至5月1日 软件设计、论文初稿 第四阶段5月1日至5月22日 论文修改、录入 开题时间 2015-3-2 完成论文时间 2015-5-24 专家审定意见： 系主任签字： 年 月 日 注：1．任务书由指导教师填写后交给学生，要求学生妥善保存。

2．此任务书夹于论文扉页与论文一并装订，作为论文评分依据之。

摘要 摘要

因为本文是研究无刷直流电机的控制系统，所以驱动电机用无刷直流电机。本文以单片机AT89C51为控制核心，LM621为换向器，单片机通过采集得到比较电平并接收到霍尔位置传感器反馈过来的信号，再把它们用软件编程后可以发出指令来驱动无刷直流电机，达到设计要求。

关键词：无刷直流电机 AT89C51 LM621 霍尔位置传感器

—I —

ABSTRACT ABSTRACT

Because this paper is a digital control system for brushless DC motor, so the motor brushless DC motor. The AT89C51 single-chip microcomputer as the

control core, LM621 as the commutator, MCU by collecting the comparative level and receive the Holzer position sensor feedback over the signal, then they use programming software can send out instructions to drive brushless DC motor to achieve design requirements.

Keywords:brushless DC motor

AT89C51 —II

—LM621 Holzer position sensor 目录 目录

摘要 .................................................... I ABSTRACT ............................................... II 前言 .................................................. IIV 1 绪论 .................................................. 1

1.1无刷直流电机的背景 ............................... 1 1.2无刷直流电机的的现状 ............................. 1 2 无刷直流电机 .......................................... 2

2.1无刷直流电机的构成原理 ........................... 2 2.2无刷直流电机的工作原理 ........................... 2 2.3无刷直流电机的控制原理 ........................... 3 3 无刷直流电机控制器设计 ................................ 6

3.1无刷直流电机控制器设计方案 ....................... 6 3.2控制器的基本原理 ................................. 7 3.3脉宽调制技术（PWM） .............................. 8 4 AT89C51系列单片机的结构及工作原理简介 ............... 10

4.1 AT89C51单片机的硬件结构 ........................ 10 4.2 AT89C51单片机的引脚及其功能描述 ................ 11 4.3 AT89C51单片机的工作方式 ........................ 12 4.4 AT89C51单片机的最小应用系统 .................... 14 4.5 AT89C51单片机的指令系统 ........................ 15 5 硬件电路 ............................................. 17

5.1单片机与键盘接口设计 ............................ 17 5.2单片机与显示数码管接口的设计 .................... 18 5.3 逆变器与驱动电路接口设计 ....................... 19 5.4 限流保护电路 ................................... 22 6软件设计 ............................................. 24

6.1 控制器软件设计总述 ............................ 24 6.2程序流程图 ...................................... 24 结论 ................................................... 28 参考文献 ............................................... 29 致谢 ................................................... 30 附录A ................................................. 31 附录B ................................................. 32

— —III