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07级机电工程专业课程设计任务书

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2007 级机电工程专业课程设计任务书
1. 专业课程设计目的 培养综合应用专业课程基本理论和基本知识的能力,体验机械电子系统的设计制作过程。 培养查找设计资料、使用数据手册、绘制工程图表、撰写设计报告的能力。 培养严谨的技术工作作风。 2. 专业课程设计参考资料 机械运动控制技术、计算机控制技术、单片机原理与应用、电子技术基础课程教材,器件数据手册。 3. 专业课程设计内容及要求 设计题目:直流电机PWM调速装置设计。 设计内容:按本任务书指定的方案,设计一个小功率永磁式直流电机的转速PWM装置。具体内容是设 计电路原理图、制作和调试电路板、编写和调试控制程序、撰写设计说明书。 设计要求: ①PWM装置使用外接单12VDC电源。 ②用四位DIP开关设置电机转速, 四位开关有5种有效状态, 如下图所示 (黑色方块为开关的移动拨块) , 对应电机5种转速,其PWM信号的占空比分别为0%、10%、20%、40%、70%。PWM信号由MSC-51系列单 片机用纯软件产生,从P2.0引脚输出,经74LS04缓冲和开关型功率放大器放大后,驱动电机单向转动。当 四位开关出现无效状态时,电机转速保持原转速不变。

③PWM装置的逻辑结构为(虚线框内的部分):

④PWM装置电路板的安装结构为(用万能板安装元件,单片机使用插座,其余元件直接焊在板上):

⑤PWM装置电路板上接线端子J2各端子的定义为(1、4端子接电源;2、3端子接电机):
J2端子 定 义 1 12VDC(+) 2 电机(+) 第1页 / 共2页 3 电机(-) 4 12VDC(-)

⑥PWM装置的程序采用单片机汇编语言编写,要画出详细的流程框图,框图中语义明确。程序不使用 定时器、也不使用中断,程序的全部功能用纯软件方法实现。程序的整体(主程序)结构为:
开始 系统初始化

开关输入处理

高电平输出与延时

低电平输出与延时

⑦PWM装置的其它技术指标和指定元器件:
学号末位数字 电机最大电流 PWM周期(ms) 晶体频率(Hz) 大功率三极管 中功率三极管 0 1.5A 1.7 4M TIP132 9014 9015 1 3A 1.2 6M TIP142 9012 9013 2 1.5A 0.9 8M TIP137 9014 9015 3 3A 0.7 10M TIP147 9012 9013 4 1.5A 0.6 12M TIP31 8050 8550 5 3A 1.6 4M TIP41 2N4401 2N4403 6 1.5A 1.1 6M TIP32 8050 8550 7 3A 0.8 8M TIP42 2N4401 2N4403 8 1.5A 0.6 10M 2955T 2N5401 2N5551 9 3A 0.5 12M 3055T 2N5401 2N5551

⑧使用相同的元器件为:单片机89S51;反相器74LS04;5V稳压器7805;二极管1N4001。电阻器和电 容器自选。 4. 专业课程设计完成形式及要求 设计工作在2周内完成,结束时提交设计说明书一份和试验电路板一块。设计说明书不少于6000字、 用本校课程设计专用纸、手书、从左侧装订,装订顺序为:封面、目录、正文、参考资料列表。 设计说明书正文的内容、章节顺序、以及各章节的标题和编号为(括号中文字为撰写内容提示): 1 设计内容与要求(设计题目、内容和针对本人的具体要求)

2 电路设计 2.1 开关型功率放大器电路设计(功放电路的结构设计、原理和元件参数计算过程) 2.2 单片机电路设计(单片机电路的结构设计、原理和元件参数计算过程) 2.3 PWM装置电路原理图(完整的、标注了元器件型号和主要参数的电路原理图) 3 程序设计 3.1 程序总体设计(使用的各I/O端口定义、RAM存储单元的定义、程序的总体结构) 3.2 开关状态输入程序设计(读取四位开关状态的程序处理方法及其汇编语言代码) 3.3 高电平输出程序设计(PWM信号高电平延时程序处理方法及其汇编语言代码) 3.4 低电平输出程序设计(PWM信号低电平延时程序处理方法及其汇编语言代码) 3.5 PWM装置程序流程图(完整的、尽可能详细的、有中文注释的程序流程框图) 4 4.1 4.2 4.3 5 系统制作 硬件制作与调试(硬件制作和调试的步骤、从中发现的问题及解决的方法) 软硬件联调(系统联调的步骤、从中发现的问题及解决的方法) 系统测试(PWM装置的实际工作情况和数据) 设计体会(设计总结、以及设计中的收获和感想)

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