單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2024-11-16 01:28 本頁(yè)面
【正文】 ...........19 (三 )主程序設(shè)計(jì) ............................................................................................................................................19 (四 )PI 控制算法子程序設(shè)計(jì) ................................................................................................................20 九 、 系統(tǒng)調(diào)試 ..........................................................................................22 (一 )軟件調(diào)試 .................................................................................................................................................22 (二 )系統(tǒng)仿真 .................................................................................................................................................22 十 、 論 ....................................................................................................23 致 謝 ......................................................................................................24 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................25 3 摘 要 本文主要研究了利用 MCS51系列單片機(jī)控制 PWM信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的方法。文章中采用了專(zhuān)門(mén)的芯片組成了 PWM 信號(hào)的發(fā)生系統(tǒng)，并且對(duì) PWM 信號(hào)的原理、產(chǎn)生方法以及如何通過(guò)軟件編程對(duì) PWM 信號(hào)占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制其輸入信號(hào)波形等均作了詳細(xì)的闡述。此外，本文中還采用了芯片IR2110 作為直流電機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)速功率放大電路的驅(qū)動(dòng)模塊，并且把它與延時(shí)電路相結(jié)合完成 了在主電路中對(duì)直流電機(jī)的控制。另外，本系統(tǒng)中使用了測(cè)速發(fā)電機(jī)對(duì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過(guò)濾波電路后，將測(cè)量值送到 A/D 轉(zhuǎn)換器，并且最終作為反饋值輸入到單片機(jī)進(jìn)行 PI 運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)直流電機(jī)速度的控制。在軟件方面，文章中詳細(xì)介紹了 PI 運(yùn)算程序，初始化程序等的編寫(xiě)思路和具體的程序?qū)崿F(xiàn)。 關(guān)鍵詞 ： PWM 信號(hào) 。測(cè)速發(fā)電機(jī) 。PI 運(yùn)算 4 Abstract This article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using MCS51 singlechip puter to control the speed of a . motor. It also clarifies the principles of PWM and the way to adjust the duty cycle of PWM signal. In addition, IR2110 has been used as an actuating device of the power amplifier circuit which controls the speed of rotation of . motor. What’s more, tachogenerator is used in this system to measure the speed of . motor. The result of the measurement is sent to A/D converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the singlechip puter and participates in a PI calculation. As for the software, this article introduces in detail the idea of the programming and how to make it. Key words:PWM signal。tachogenerator。PI calculation 5 一 、 總體設(shè)計(jì)概述 (一 )總體硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速簡(jiǎn)介：?jiǎn)纹瑱C(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速。 PWM 是通過(guò)控制固定電壓的直流電源開(kāi)關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn)而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。在 PWM 驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)電源，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短。通過(guò)改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來(lái)改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此， PWM又被稱(chēng)為“開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。本系統(tǒng)以 89C51單片機(jī)為核心，通過(guò)單片機(jī)控制， C 語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的平滑調(diào)速。 系統(tǒng)控制方案的分析：本直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)以單片機(jī)系統(tǒng)為依托，根據(jù) PWM調(diào)速的基本原理，以直流電機(jī)電樞上電壓的占空比來(lái)改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速，并通過(guò) 單片機(jī)控制速度的變化。本文所研究的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要是由硬件和軟件兩大部分組成。硬件部分是前提，是整個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行的基礎(chǔ)，它主要為軟件提供程序運(yùn)行的平臺(tái)。而軟件部分，是對(duì)硬件端口所體現(xiàn)的信號(hào)，加以采集、分析、處理，最終實(shí)現(xiàn)控制器所要實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)功能，達(dá)到控制器自動(dòng)對(duì)電機(jī)速度的有效控制。 【 1】 (二 )系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 本系統(tǒng)采用 89C51 控制輸出數(shù)據(jù)，由 PWM信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生 PWM信號(hào)，送到直流電機(jī)，直流電機(jī)通過(guò)測(cè)速電路，濾波電路，和 A/D轉(zhuǎn)換電路交數(shù)據(jù)重新送回單片機(jī)，進(jìn)行 PI運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度和轉(zhuǎn)向的控 制，達(dá)到直流電機(jī)調(diào)速的目的。 主控芯片 PWM 信號(hào)的產(chǎn)生與放大 直流電機(jī) 測(cè)速 發(fā)電機(jī) 濾波 電路 A/D 轉(zhuǎn)換 6 圖 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖 （三） 8051 單片機(jī)簡(jiǎn)介 1． 8051 單片機(jī)的基本組成 8051 單片機(jī)由 CPU 和 8 個(gè)部件組成，它們都通過(guò)片內(nèi)單一總線(xiàn)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。其基本組成如下圖所示： 圖 2 8051 基本結(jié)構(gòu)圖 【 1】 2． CPU 及部分部件的作用功能介紹如下 中央處理器 CP
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