【正文】 .................................... 20 主程序流程圖 .................................................................................................. 20 PWM 基本原理及其實現(xiàn)方法 .......................................................................... 20 PWM基本原理 ...................................................................................... 20 實現(xiàn)方法 ............................................................................................... 21 PWM 調(diào)節(jié)的中斷程序及分析 ............................................................. 22 PWM輸出的特殊編程 ........................................................................... 25 測速的實現(xiàn) ...................................................................................................... 27 測速的方法 ............................................................................................ 27 軟件實現(xiàn)分析 ........................................................................................ 28 編程的可靠性分析 ................................................................................. 28 結(jié)論 ............................................................................................................................... 28 參考文獻 ........................................................................................................................ 29 致謝 ............................................................................................................................... 29 基于單片機的直流電動機閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計 廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 前 言 本文介紹利用 51 系列單片機控制 PWM 信號從而實現(xiàn)對大功率直流電機轉(zhuǎn)速進行控制的系統(tǒng)設(shè)計。 沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。PWM 控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進行調(diào)制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。 PWM 控制技術(shù)以 其控制簡單、靈活和動態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，也是人們研究的熱點。由于當今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)沒有了學(xué)科之間的界限，結(jié)合現(xiàn)代控制理論思想或?qū)崿F(xiàn)無諧振軟開關(guān)技術(shù)將會成為PWM 控制技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。 直流電動機具有良好的線性調(diào)速特性、控制簡單、效率高及優(yōu)異的動態(tài)特性，長期以來一直占據(jù)著調(diào)速控制領(lǐng)域的重要地位。 本文主要利用單片機輸出 PWM，調(diào)節(jié)占空比來控制輸出的電壓大小，從而達到調(diào)速的功能。不同的占空比對應(yīng)不同的輸出平均電壓，在平均電壓的作用下，直流電機就會以對應(yīng)的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。 本 文還用到 IR2110 芯片組成的 H 橋驅(qū)動模塊來驅(qū)動大功率直流電機，不僅起到弱電控制強電的效果而且可以控制電機的正反轉(zhuǎn)及瞬時停下。在檢測速度的模塊中用到霍爾元件及磁片來檢測速度?；魻栐兄垢蓴_強，外圍電路簡單等優(yōu)點，在測速應(yīng)用上被大量引用。通過液晶顯示模塊顯示出電壓的占空比以及直流電機的實時速度，通過改變其占空比，調(diào)節(jié)到需要的轉(zhuǎn)速下。過流保護模塊可以保護不當操作而使到電機短路而停止電機。 廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 第一章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 系統(tǒng)總設(shè)計框圖介紹 圖 11 系統(tǒng)設(shè)計框圖 本文使用 STC 單片機 89C52，通過編程使其產(chǎn)生可調(diào) PWM信號，經(jīng)過光電耦合器，輸給 IR2110 模塊，驅(qū)動 H橋，控制電機，可實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)控制，及無級調(diào)速功能。通過霍爾元件可以檢測到電機轉(zhuǎn)速脈沖，反饋給單片機，經(jīng)過液晶顯示出來。當單片機控制電機停下時，液晶顯示時鐘。 單片機 STC89C52 光電耦合隔離 IR2110 驅(qū)動 H橋電路 大功率直流電機 霍爾測速 液晶顯示（轉(zhuǎn)速 時間 占空比） 過流保護 PWM 按 鍵 廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 單片機系統(tǒng)設(shè)計介紹 8051 單片機簡介 ： 圖 12 單片機組成圖 8051 單片機由 CPU 和 8 個部件組成，它們都通過片內(nèi)單一總線連接，其基本結(jié)構(gòu) 依然是通用 CPU 加上外圍芯片的結(jié)構(gòu)模式，但在功能單元的控制上采用了特殊功能寄存器的集中控制方法。其基本組成如上圖所示。 STC 單片機簡介 1． STC89C52 單片機簡介 STC 單片機是由美國設(shè)計 ,國內(nèi)宏晶公司貼牌生產(chǎn)的 ,這個芯片設(shè)計的時候就吸取 51系列單片很容易被破解的教訓(xùn) ,改進了加密機制 . 它是 51系類單片機的增強型。 STC89C52 單片機內(nèi)含 8KB 的 ROM，外接最大 64KB；內(nèi)建 RAM 為 256B，外接最大 64KB；擁有 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器；中斷源有 6個； 4 個 8 位 I/O 口。 2． STC89C52 的特點 1) 加密性強 ,很難解密或破解 ,解密費用很高、國內(nèi)能解密的人少 ,一般的仿制者望而退步 . 2) 抗干擾能力強 : 1 、高抗靜電 (ESD 保護 ) 2 、輕松過 2KV/4KV 快速脈沖干擾 (EFT 測試 ) 3 、寬電壓 ,不怕電源抖動 廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 4 、寬溫度范圍 ,40℃ ~85℃ 5 、 I/O 口經(jīng)過特殊處理 6 、單片機內(nèi)部的電源供電系統(tǒng)經(jīng)過特殊處理 7 、單片機內(nèi)部的時鐘電路經(jīng)過特殊處理 8 、單片機內(nèi)部的復(fù)位電路經(jīng)過特殊處理 9 、單片機內(nèi)部的看門狗電路經(jīng)過特殊處理 3) 三大降低單片機時鐘對外部電磁輻射的措施 : 1 、禁止 ALE輸出 。 2 、如選 6 時鐘 /機器周期 ,外部時鐘頻率可降一半 。 3 、單片機時鐘振蕩器增益可設(shè)為 1/2Gain. 4) 超低功耗 : 1 、掉電模式 :典型功耗 μ A 2 、空閑模式 :典型功耗 2mA 3 、正常工作模式 :典型功耗 4mA7mA 4 、掉電模式可由外部中斷喚醒 ,適用于電池 . 5) 在系統(tǒng)可編程 ,無需編程器 ,可遠程升級 6) 可供應(yīng)內(nèi) 部集成 MAX810 專用復(fù)位電路的單片機 , 7) STC 單片機直接替換 ATMEL,PHILIPS,Winbond 產(chǎn)品 廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 最小系統(tǒng)原理圖及按鍵部分： 圖 13 單片機最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)能夠正常運行必須有復(fù)位電路、晶振、單片機芯片，才能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 圖 14 按鍵控制 四個按鍵分別控制電機的開關(guān)、正反轉(zhuǎn)、速度升、速度降。按鍵懸空的時候單片機的 IO 口為高電平，當按鍵按下時，單片機 IO 口為低電平。 ※ 單片機控制電路應(yīng)（未有）給出，同時應(yīng)標出單片機控制信號與驅(qū)動電路如何相連接，附上總電路圖等 功率放大驅(qū)動電路設(shè)計 該驅(qū)動電路采用 IR2110 集成芯片，它可以輸出上下橋的 PWM 信號。兩個廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）用紙 IR2110 可以架構(gòu) H 橋驅(qū)動電路。 IR2110 芯片及外圍原理圖 圖 15 H橋驅(qū)動電路及光耦隔離 由單片機產(chǎn)生 PWM 信號，通過光耦隔離輸入 IR2110，驅(qū)動場效應(yīng)管構(gòu)成的 H橋驅(qū)動電路，驅(qū)動電機，控制速度及正反轉(zhuǎn)。 IR2110 性能與特點 IR2110 是美國國際整流器公司利用自身獨有的高壓集成電路以及無閂鎖CMOS 技術(shù)，于 1990 年前后開發(fā)并且投放市場的， IR2110 是一種雙通道高壓、高速的功率器件柵極驅(qū)動的單片式 集成驅(qū)動器。它把驅(qū)動高壓側(cè)和低壓側(cè) MOSFET或 IGBT 所需的絕大部分功能集成在一個高性能的封裝內(nèi)，外接很少的分立元件就能提供極快的功耗，它的特點在于，將輸入邏輯信號轉(zhuǎn)換成同相低阻輸出驅(qū)動信號，可以驅(qū)動同一橋臂的兩路輸出，驅(qū)動能力強，響應(yīng)速度快