【正文】 8 電流檢測電路 ............................................................................................................ 19 按鍵和顯示模塊 ........................................................................................................ 20 顯示電路 .............................................................................................................. 20 按鍵電路 .............................................................................................................. 21 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） IV 第 4 章 軟件程序的設計 ...................................................................................................... 22 PWM 信號發(fā)生器軟件的設計 .................................................................................. 22 顯示電路軟件設計 .................................................................................................... 25 字符的顯示 .......................................................................................................... 25 漢字的顯示 .......................................................................................................... 25 LCD1602 的引腳說明 ........................................................................................ 25 LCD1602 指令說明及時序 ................................................................................. 26 雙閉環(huán) PI 控制軟件的設計 ....................................................................................... 28 結論 .......................................................................................................................................... 31 參考文獻 .................................................................................................................................. 32 附錄 程序清單 ........................................................................................................................ 33 致謝 .......................................................................................................................................... 39 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 1 第 1 章 緒 論 研究背景及意義 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，幾乎所有的地方都是用電機把電能轉換為的其他形式的機械能。 關鍵詞： 脈沖寬度調(diào)制；單片機；直流調(diào)速 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） II Abstract DC motor with easy adjustment, good dynamic performance, in the industry has been widely used. But due to the application of analog circuits to achieve, so the production cost is high, be influenced by temperature drift of devices, the control precision of the great impact, for some plex, nonlinear control law is difficult to achieve. Along with the electric power electronic technology, data processing and the development of the puter, the digital PID control also got swift and violent development. It can not only realize the traditional speed regulating device of a task, and convenient maintenance, easy maintenance, algorithm is flexible, stability is strong wait for an advantage more and more extensive application. The design is based on the digital PI control algorithm for the basic, with single chip microputer ( AT89C51) as the core, to generate adjustable duty ratio PWM wave, through a power amplifying and driving circuit for DC motor speed control. Using photoelectric encoder for speed detection, feedback to the micro controller ( AT89C51), to achieve closedloop speed control. At the same time with the ACS712D current sensor converts the current into a voltage proportional to the output voltage signal, through the TLC549A/D converter, converts the digital signal into the micro controller ( AT89C51) to realize the current closed loop control. In the design by the use of LCD1602 in speed, steering display, through the button on the input control. The DC speed control system has high reliability, easy to control . Key words : PWM wave。 再 利用光電編碼器對轉速進行檢測，反饋到單片機中（ AT89C51），實現(xiàn)了對轉速的閉環(huán)控 制。但以往的直流調(diào)速是用模擬電路來實現(xiàn)的，所以制作成本高， 由于 器件溫度 的 漂移，對控制精度產(chǎn)生的很大的影響，對于一些復雜的，非線性控制規(guī)律難以實現(xiàn)。隨著電力電子技術、數(shù)據(jù)處理技術以及計算機的發(fā)展，數(shù)字控制技術也得到了迅猛的發(fā)展。 同時用 ACS712D 電流傳感器將電流轉換為成比例的電壓，輸出的電壓信號通過 TLC549A/D轉換器，轉換為數(shù)字信號送入單片機（ AT89C51）實現(xiàn)電流的閉環(huán)控制。 MCU。在機械生產(chǎn)、金屬冶煉、化學等各種工業(yè)部門中，采用了各種各樣的電動機來傳動 ,比如在機床、軋機、挖掘機、提升機、起重機、水泵、紙機、輸送機械等各種生產(chǎn)機器中。在與交流電動機 相比較，直流電動機具有以下優(yōu)點：直流電機的調(diào)速性能好、靜差率小、穩(wěn)定性強，動態(tài)特性好、運行效率高，所以在很長一段時間內(nèi)， 直流電動機 都被應用在了高性能的調(diào)速系統(tǒng)中。 隨著邏輯電路電壓的發(fā)展，讓這 類 芯片能夠在低電壓程序邏輯 中 使用，比如 5V的直流電動機速度控制裝置在很多大型機械中 得 到了廣泛的應用，很多半導體制造商都推出了能夠提升工作電壓的專用電機驅動芯片，如 IR公司的 IR211 IR2105等。在應用這些芯片驅動大功率直流電動機時，因為器件的不對稱， H橋的上下橋臂的特性不同，使得上橋臂燒毀和直通現(xiàn)象發(fā)生 [1]。集散型的微機控制系統(tǒng)在國外已經(jīng)有成套的定性產(chǎn)品。微機數(shù)字控制系統(tǒng)在各方面的性能都遠遠優(yōu)于模擬控制系統(tǒng)且應用越來越廣泛， 但是我國自主研發(fā)的全數(shù)字控制的直流調(diào)速裝置很少見 。就是在輸出波形的半周期內(nèi)產(chǎn)生多個脈沖，使每個脈沖的電壓等值為正弦波，這樣得到的波形輸出平滑且低次諧波減少。若把每個輸出的波形進行分析變換，在低頻段它們的特性非常相似，高頻段上略 有差異。 如果把上述脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替，使矩形脈沖的中點和相應正弦等分的中點重合，且使矩形脈沖和相應正弦部分面積（ 即沖量）相等，就得到一組脈沖序列，這就是脈寬調(diào)制波形。在脈寬調(diào)制波形中，每個脈沖的幅值相等。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 4 U ( t )0tTt 0U 直流電動機的脈寬調(diào)制控制技術 直流調(diào)速系統(tǒng)中有三種調(diào)速方法：調(diào)節(jié)電樞兩端的供電電壓、減弱勵磁磁通和改變電樞回路中的電阻。 直流 PWM調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點：由于 PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關頻率高，靠電樞電感的濾波作用就能獲得平穩(wěn)的直流電流，速度的穩(wěn)定性強，精度高、低速特性好、調(diào)速范圍寬；同樣，由于其開關頻率高 ,快速響應性能好 ,增強了動態(tài)抗干擾能力，還能獲得很寬的頻帶，由于開關器件只工作在開關狀態(tài)，因此主電路損耗小、提高了裝置效率，直流電源采用三相不可控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器要高，正因為直流 PWM調(diào) 速系統(tǒng)有如上所述的優(yōu)點，并且隨著電力電子器件開關性能的提高，直流脈寬調(diào)制 (PWM)技術得到了迅猛的發(fā)展。 圖 22 周期性 PWM矩形脈沖 為了實現(xiàn)直流電動機的 PWM可逆控制 ， 還 必須 產(chǎn)生四路驅動信號 來控制電動機的正反轉。采用 M/T法不論是在高速還是在低速測量時都具有較強的分辨能力和測量精度，轉速覆蓋范圍廣，在電動機轉速齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 6 測量中應用十分廣泛， 所以本設計采用 M/T測速法測速。但是在調(diào)速系統(tǒng)中有兩類情況對電流的控制提出了新的指標：一是啟制動對時間的控制問題，二是由于載擾動對電流控制問題。達到給定轉速時，立即讓電磁轉矩與負載相平衡，從而轉入穩(wěn)態(tài)運行。 圖 24 時間最優(yōu)的理想控制過程 電流截止負反饋環(huán)節(jié)只能限制電動機的動態(tài)電流不超過某一數(shù)值，而把電流控制在所需值上。 Id Idm n 0 Idl Idm? t Kp 1?sTKss 1/12 ?? sTsTT Cmhme )1( ?sTR s ? *Un Un Un? Uc 0Ud E n Id 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文） 8 由圖 25啟動電流的變化