毕业设计-直流电机控制设计 - 图文(4)

图2-7 H桥驱动电路

要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。例如，如图2-8所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。[12]

图2-8 H桥电路驱动电机顺时针转动

图2-9所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。

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图2-9 H桥驱动电机逆时针转动

2.3.4 直流电机模块

直流电机可按其结构、工作原理和用途等进行分类，其中根据直流电机的

用途可分为以下几种：直流发电机（将机械能转化为直流电能）、直流电动机（将直流电能转化为机械能）、直流测速发电机（将机械信号转换为电信号）、直流伺服电动机（将控制信号转换为机械信号）。下面以直流电动机作为研究对象。

直流电机由定子和转子两部分组成。在定子上装有磁极（电磁式直流电机磁极由绕在定子上的磁绕提供），其转子由硅钢片叠压而成，转子外圆有槽，槽内嵌有电枢绕组，绕组通过换向器和电刷引出,直流电机结构如图2-10所示。

图2-10 直流电动机结构

直流电机电路模型如图2-11所示，磁极N、S间装着一个可以转动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面上固定着一个线圈abcd。当线圈中流过电流时，线圈受到电磁力作用，从而产生旋转。根据左手定则可知，当流过线圈中电流改变方向时，线圈的受方向也将改变，因此通过改变线圈电路的方向实现改变电机的方向。[8]

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N+-AabcBdS图2-11 直流电动机电路模型

直流电机的主要额定值有： 图1.1 直流电机工作额定功率Pn：在额定电流和电压下，电机的负载能力。 额定电压Ue：长期运行的最高电压。 额定电流Ie：长期运行的最大电流。

额定转速n：单位时间内的电机转动快慢。以r/min为单位。 励磁电流If：施加到电极线圈上的电流。

2.3.5 液晶显示模块

本次设计采用LCD1602液晶显示模块.1602是能显示2行，每行16个字符，字符包括英文字符及阿拉伯数字。但其不能显示汉字。1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，其引脚如图2-12所示

图2-12 1602液晶显示模块引脚分布

1602LCD主要技术参数：

显示容量:16×2个字符 芯片工作电压:4.5—5.5V

工作电流:2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压:5.0V

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字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm 引脚功能说明：

第1脚：VSS为地电源。 第2脚：VDD接5V正电源。

第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。

第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。 第15脚：背光源正极。 第16脚：背光源负极。

1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表2-13所示：

表2-13：1602控制命令表 序号 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 清显示 光标返回 置输入模式 显示开/关控制 光标或字符移位 置功能 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 D 0 1 1 * I/D S C B * * S/C R/L * F * DL N 置字符发生存贮器地0 址 置数据存贮器地址 读忙标志或地址 0 0 字符发生存贮器地址 显示数据存贮器地址 BF 计数器地址 第 15 页

10 11 写数到CGRAM或DDRAM） 1 0 1 要写的数据内容 从CGRAM或DDRAM读数 1 读出的数据内容 1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平）

指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。 指令2：光标复位，光标返回到地址00H。

指令3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。

指令4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。

指令5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。

指令6：功能设置命令 DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。

指令7：字符发生器RAM地址设置。 指令8：DDRAM地址设置。

指令9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。

指令10：写数据。 指令11：读数据。[1]

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