毕业论文:用单片机控制直流电机.doc
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1、用单片机控制直流电动机摘要 本设计为单片机控制直流电动机,采用PWM驱动。操作者由键盘控制电动机执行15种功能,并可由L电动机转速显示出控制效果。在实现上,PWM调速采用定频调宽法,系统稳定性较好;电动机输入脉冲的电平转换采用双定时器中断实现,可节省CPU资源;键盘输入采用阵列式输入,用4*4的键盘形式,这样可以有效的减少对单片机I/O口的占用. 关键词:PWM 定频调宽 双定时器中断正文1. 系统分析与论证直流电机控制电路单片机控制键盘l 系统总体框图motor通过按动15个按键来实现对电动机的正反转,逐步加、减速与分档加减速控制。l PWM调速方法的方案论证tT2:低电平持续时间T1:高电
2、平持续时间T:周期T2T1TU根据改变占空比方法的不同,PWM调速可分为以下三种:(1) 定宽调频这种方法是保持T1不变,只改变T2,使周期也随之改变。(2) 调频调宽这种方法是保持T2不变,而改变T1,使周期也随之改变。(3) 定频调宽这种方法是保持周期T不变,而同时改变T1和T2。前两种方案由于在调速时改变了脉冲频率,故当控制脉冲频率与系统固有频率接近时,将会引起振荡,因此采用定频调宽。l PWM控制信号的产生方案论证PWM控制信号的产生方法有四种,分述如下:(1) 分立电子元件组成的PWM信号发生器这种方法是用分立的逻辑电子元件组成PWM信号电路。此方法优点是不用软件设计,但硬件较为庞大
3、。(2) 软件模拟法这种方法是利用单片机的I/O引脚,通过软件对该引脚不断输出上下电平来实现PWM信号输入。此种方法虽然要占用CPU,但硬件大为减少。(3) 专用PWM集成电路此种芯片的使用可减轻单片机负担,硬件电路也不大。(4) 单片机的PWM口新一代的单片机可通过初始化设置,使其自动发出PWM脉冲波,只有在改变占空比时CPU才进行干预。后两种是目前PWM信号获得的主流方案,但考虑到本系统较小,单片机的CPU资源亦未得到充分利用,故采用第二种方案l 软件中改变PWM占空比的方案论证(1) 软件延时高电平与低电平的持续时间由软件延时,延时时间由存放在两个存放器中的数据来控制。此种方法占用单片机
4、内部硬件资源较少,但CPU占用严重。(2) 双定时器中断上下电平由定时器定时中断产生。此种方法虽占用单片机内部硬件资源较多,但可节省CPU,且不干扰主程序的执行,便于调试。本系统中采用方案二。2硬件设计 硬件电路由两组成:单片机与键盘控制局部、电动机调速局部单片机与键盘控制局部如图2.1所示:单片机扫描键盘的输入,并将命令传送给LED和电动机,当正转按键按下时,电机正转;当反转按键按下时,电机反转;当逐步加速按键或分档加速按键按下时,电机转速逐步加快或分档加快;当逐步减速按键或分档减速按键按下时,电机转速逐步减慢或分档减慢. 15个按键通过单片机来实现对电动机的15种控制。电动机调速局部如图2
5、.2所示:.对称的左右两局部子电路构成该电路,分别控制电机的正反转。当左边光电耦合器导通时,电源通过三极管Q014加在直流电机左端,控制电机正转;反之,当右边光电耦合器导通时,电源通过三极管Q024加直流电机右端,控制电机反转。其中,光耦起隔断强弱电的作用;二极管起续流与保护三极管的作用;电感起起限制冲击电流的作用;电动机两端的电容可防止其两端电压的突变。3软件设计l 软件总体分析通过对按键的扫描检测来判断哪个按键按下,而后完成其对应的15种功能。而在每个功能里面,通过双定时器中断来控制PWM的电平转换。l 本系统软件设计的特点:(1) 定时器中断控制电动机输入的电平转换。本系统采用两个定时器
6、中断,定时器零用来控制PWM的周期,定时器一用来控制高点平的持续时间。平时单片机执行主程序,当定时器零中断到来时,单片机输出一个高点平给电机并持续一小段时间,而后返回执行主程序;当定时器一中断到来时,单片机输出一个低电平给电机并持续一小段时间,而后返回执行主程序;如此反复。由于定时器的引入,使PWM调速的频率恒定,且节省CPU。(2) 查表直接实现跳转当检测到按键按下时,单片机通过查表获知跳转子程序的地址,直接跳转至子程序。l 实现功能:15个按键实现的功能如下:1:正转 2:反转 3:逐步加速 4:逐步减速 5-A:分档加速 B-E:分档减速4系统实现开始初始化(定时器)扫描键盘(行列式)是
7、否有键按下?去抖动延时根据扫描值查转移表YN返回正转反转停止加速档15减速档15软件流程图如图2.3所示:主流程图中断效劳程序2现场保护置正转口置反转口正转?恢复现场返回中断效劳程序1现场保护给定时器0和1赋值正转?置正转口置反转口启动定时器1恢复现场返回YNYN中断效劳程序其中,正反转、加减速等子程序实现改变定时器一计数初值,当中断到来时,PWM高电平的持续时间将随之改变。结束语l 本系统采用定频调宽的PWM驱动来控制电动机的正反转,系统较为稳定;软件上采用双定时器中断来控制电机输入电平的转换,节省CPU且使电动机输入脉冲频率恒定;人机界面采用键盘输入.l 通过系统调试,软硬件运行稳定,完全
8、符合本设计的要求.原文已完。下文为附加文档,如不需要,下载后可以编辑删除,谢谢!施工组织设计本施工组织设计是本着“一流的质量、一流的工期、科学管理来进行编制的。编制时,我公司技术开展部、质检科以及工程部经过精心研究、合理组织、充分利用先进工艺,特制定本施工组织设计。一、 工程概况:西夏建材城生活区27#、30#住宅楼位于银川市新市区,橡胶厂对面。本工程由宁夏燕宝房地产开发开发,银川市规划建筑设计院设计。本工程耐火等级二级,屋面防水等级三级,地震防烈度为8度,设计使用年限50年。本工程建筑面积:27#m2;30# m2。室内地坪 m为准,总长27#m;30# m。总宽27#m;30# m。设计室
9、外地坪至檐口高度18.6 00m,呈长方形布置,东西向,三个单元。本工程设计屋面为坡屋面防水采用防水涂料。外墙水泥砂浆抹面,外刷浅灰色墙漆。内墙面除卫生间200300瓷砖,高到顶外,其余均水泥砂桨罩面,刮二遍腻子;楼梯间内墙采用50厚胶粉聚苯颗粒保温。地面除卫生间200200防滑地砖,楼梯间50厚细石砼1:1水泥砂浆压光外,其余均采用50厚豆石砼毛地面。楼梯间单元门采用楼宇对讲门,卧室门、卫生间门采用木门,进户门采用保温防盗门。本工程窗均采用塑钢单框双玻窗,开启窗均加纱扇。本工程设计为节能型住宅,外墙均贴保温板。本工程设计为砖混结构,共六层。根底采用C30钢筋砼条形根底,上砌MU30毛石根底,
10、砂浆采用M10水泥砂浆。一、二、三、四层墙体采用M10混合砂浆砌筑MU15多孔砖;五层以上采用M混合砂浆砌筑MU15多孔砖。本工程结构中使用主要材料:钢材:I级钢,II级钢;砼:根底垫层C10,根底底板、地圈梁、根底构造柱均采用C30,其余均C20。本工程设计给水管采用PPR塑料管,热熔连接;排水管采用UPVC硬聚氯乙烯管,粘接;给水管道安装除立管及安装IC卡水表的管段明设计外,其余均暗设。本工程设计采暖为钢制高频焊翅片管散热器。本工程设计照明电源采用BV铜芯线,插座电源等采用BV4铜芯线;除客厅为吸顶灯外,其余均采用座灯。二、 施工部署及进度方案1、工期安排本工程合同方案开工日期:2004年
11、8月21日,竣工日期:2005年7月10日,合同工期315天。方案2004年9月15日前完成根底工程,2004年12月30日完成主体结构工程,2005年6月20日完成装修工种,安装工程穿插进行,于2005年7月1日前完成。具体进度方案详见附图1施工进度方案。2、施工顺序根底工程工程定位线验线挖坑钎探验坑砂砾垫层的施工根底砼垫层刷环保沥青 根底放线预检砼条形根底刷环保沥青 毛石根底的砌筑构造柱砼地圈梁地沟回填工。结构工程结构定位放线预检构造柱钢筋绑扎、定位隐检砖墙砌筑50cm线找平、预检柱梁、顶板支模预检梁板钢筋绑扎隐检、开盘申请砼浇筑下一层结构定位放线重复上述施工工序直至顶。内装修工程门窗框安
12、装室内墙面抹灰楼地面门窗安装、油漆五金安装、内部清理通水通电、竣工。外装修工程外装修工程遵循先上后下原那么,屋面工程包括烟道、透气孔、压顶、找平层结束后,进行大面积装饰,塑钢门窗在装修中逐步插入。三、 施工准备1、 现场道路本工程北靠北京西路,南临规划道路,交通较为方便。场内道路采用级配砂石铺垫,压路机压。2、 机械准备设2台搅拌机,2台水泵。现场设钢筋切断机1台,调直机1台,电焊机2台,1台对焊机。现场设木工锯,木工刨各1台。回填期间设打夯机2台。现场设塔吊2台。3、施工用电施工用电已由建设单位引入现场;根据工程特点,设总配电箱1个,塔吊、搅抖站、搅拌机、切断机、调直机、对焊机、木工棚、楼层
13、用电、生活区各配置配电箱1个;电源均采用三相五线制;各分支均采用钢管埋地;各种机械均设置接零、接地保护。具体配电箱位置详见总施工平面图。3、 施工用水施工用水采用深井水自来水,并砌筑一蓄水池进行蓄水。楼层用水采用钢管焊接给水管,每层留一出水口;给水管不置蓄水池内,由潜水泵进行送水。4、 生活用水生活用水采用自来水。5、 劳动力安排结构期间:瓦工40人;钢筋工15人;木工15人;放线工2人;材料1人;机工4人;电工2人;水暖工2人;架子工8人;电焊工2人;壮工20人。装修期间抹灰工60人;木工4人;油工8人;电工6人;水暖工10人。四、主要施工方法1、施工测量放线施工测量根本要求A、西夏建材城生
14、活区17#、30#住宅楼定位依据:西夏建材城生活区工程总体规划图,北京路、规划道路永久性定位B、根据工程特点及建筑工程施工测量规程DBI012195,4、3、2条,此工程设置精度等级为二级,测角中误差12,边长相对误差1/15000。C、根据施工组织设计中进度控制测量工作进度,明确对工程效劳,对工程进度负责的工作目的。工程定位A、根据工程特点,平面布置和定位原那么,设置一横一纵两条主控线即27#楼:A轴线和1轴线;30#楼:A轴线和1轴线。根据主轴线设置两条次轴线即27#楼:H轴线和27轴线;30#楼:H轴线和27轴线。 B、主、次控轴线定位时均布置引桩,引桩采用木桩,后砌一水泥砂浆砖墩;并将
15、轴线标注在四周永久性建筑物或构造物上,施测完成后报建设单位、监理单位确认后另以妥善保护。C、控轴线沿结构逐层弹在墙上,用以控制楼层定位。D、水准点:建设单位给定准点,建筑物.500m。根底测量A、在开挖前,基坑根据平面布置,轴线控制桩为基准定出基坑长、宽度,作为拉小线的依据;根据结构要求,条基外侧1100mm为砂砾垫层边,考虑放坡,撒上白灰线,进行开挖。B、在垫层上进行根底定位放线前,以建筑物平面控制线为准,校测建筑物轴线控制桩无误后,再用经纬仪以正倒镜挑直法直接投测各轴线。C、标高由水准点引测至坑底。结构施工测量A、首层放线验收后,主控轴一引至外墙立面上,作为以上务层主轴线竖身高以测的基准。
16、B、施工层放线时,应在结构平面上校投测轴线,闭合后再测设细部尺寸和边线。C、标高竖向传递设置3个标高点,以其平均点引测水平线折平时,尽量将水准仪安置在测点范围内中心位置,进行测设。2、基坑开挖本工种设计地基换工,夯填砂砾垫层1100mm;根据此特点,采用机械大开挖,留200mm厚进行挖工、铲平。开挖时,根据现场实际土质,按标准要求1:0.33放坡,反铲挖掘机挖土。开挖出的土,根据现场实际情况,尽量留足需用的好土,多余土方挖出,防止二次搬运。人工开挖时,由技术员抄平好水平控制小木桩,用方铲铲平。挖掘机挖土应该从上而下施工,禁止采用挖空底脚的操作方法。机械挖土,先发出信号,挖土的时候,挖掘机操作范
17、围内,不许进行其他工作,装土的时候,任何人都不能停留在装土车上。3、砌筑工程材料砖:MU15多孔砖,毛石根底采用MU30毛石。砂浆:0.00以下采用M10水泥砂浆,一、二、三、四层采用M10混合砂浆,五层以上采用M7.5混合砂浆。砌筑要求A、开工前由工长对所管辖班组下发技术交底。B、砌筑前应提前浇水湿润砖块,水率保持在1015。C、砌筑采用满铺满挤“三一砌筑法“,要求灰浆饱满,灰缝812mm。D、外墙转角处应同时砌筑,内外墙交接处必须留斜槎,槎子长度不小于墙体高度的2/3,槎子必须平直、通顺。E、隔墙与墙不同时砌筑又不留成斜槎时可于墙中引出阳槎或在墙的灰缝中预埋拉结筋,每道不少于2根。F、接槎
18、时必须将外表清理干净,浇水湿润,填实砂浆,保持灰缝平直。G、砖墙按图纸要求每50mm设置26钢筋与构造柱拉结,具体要求见结构总说明。H、施工时需留置临时洞口,其侧边离交接处的墙面不少于500mm,顶部设边梁。4、钢筋工程凡进场钢筋须具备材质证明,原材料须取样试验,经复试合格前方可使用。钢筋绑扎前应仔细对照图纸进行翻样,根据翻样配料,施工前由工长对所管辖班组下发技术交底,准备施工工具,做好施工的准备工作。板中受力钢筋搭接,I级钢30d,II级钢40d,搭接位置:上部钢筋在跨中1/3范围内,下部钢筋在支座1/3范围内。钢筋保护层:根底40mm,柱、梁30mm,板20mm。保护层采用50mm50mm
19、的水泥砂浆块。板上部钢筋用马凳按梅花状支起。所有钢筋绑扎,须填写隐检记录,质评资料及目检记录,验收合格前方可进行下道工序。5、砼工程水泥进场后须做复试,经复试合格后由试验室下达配合比。施工中严格掌握各种材料的用量,并在搅拌机前进行标识,注明每立方米、每盘用量。同时搅拌时,须车车进磅,做好记录。 浇筑前,对模板内杂物及油污、泥土清理干净。投料顺序:石子水泥砂子。本工程均采用插入式振捣器,一次浇筑厚度不宜超过振捣器作用局部长度的倍,捣实砼的移动间距不宜大于振捣器作用半径的倍。砼浇筑后1昼夜浇水养护,养护期不少于7d,砼强度未到达MPa之前不得上人作业。6、模板工程本工程模板采用钢木混合模板。模板支
20、搭的标高、截面尺寸、平整度、垂直度应到达质量验收标准,以满足其钢度,稳定性要求。模板支撑应牢固可靠,安装进程中须有防倾覆的临时固定措施。本工程选用851脱模剂,每撤除一次模板经清理后涂刷脱模剂,再重新组装,以保证砼的外观质量。6、 架子工程本工程采用双排架子防护,外设立杆距墙2m,里皮距墙50cm,立杆间距,顺水间距,间距不大于1m。 架子底部夯实,垫木板,绑扫地杆。为加强架子的稳定性,每七根立杆间设十字盖,斜杆与地面夹角60o。为防止脚平架外倾,与结构采用钢性拉接,拉接点间距附和“垂四平六“的原那么。外防护架用闭目式平安网进行封闭,两平网塔接和网下口必须绑孔紧密。结构架子高出作业层1m,每步
21、架子满铺脚手板,要求严密牢固并严禁探头板。7、 装饰工程装饰工程施工前,要组织质监部门、建设、设计、施工单位四方参加的主体结构工程核验收,对已完全体分部工程进行全面检查、发现问题及时处理,去除隐患,并做好装饰前材料、机具及技术准备工作。1、根据预算所需材料数量,提出材料进场日期,在不影响施工用料的原那么下,尽量减少施工用地,按照供料方案分期分批组织材料进场。2、将墙面找方垂直线,清理基层,然后冲筋,按照图纸要求,分层找平垂直,阴阳角度方正,然后拉线作灰饼。底子灰应粘结牢固,并用刮杠刮平,木抹子抹平。3、罩面应均匀一致,并应在终凝前刮平压光,上三遍灰抹子。4、油漆、涂料施工:油漆工程施工时,施工
22、环境应清洁干净,待抹灰、楼地面工程全部完工前方可施工,油漆涂刷前被涂物的外表必须枯燥、清洁,刷漆时要多刷多理不流坠,到达薄厚均匀,色调一致,外表光亮。墙面涂料基层要求现整,对缝隙微小孔洞,要用腻子找平,并用砂纸磨平。为了使颜色一致,应使用同一配合比的涂料,使用时涂料搅匀,方可涂刷,接槎外留在阴阳角外必须保证涂层均匀一致外表不显刷纹。8、 楼地面工程楼地面工程只作50厚豆石砼垫层。做垫层必须先冲筋后做垫层,其平整度要控制在4mm以内,加强养护45天后,才能进行上层施工。10、层面工程1、屋面保温层及找平层必须符合设计要求,防水采用防水卷材。2、做水泥砂浆找平层外表应平整压光,屋面与女儿墙交接处抹
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