【正文】 .................6 PWM 的實(shí)現(xiàn) ..................................................................................................7 硬件實(shí)現(xiàn) .......................................................................................................8 主控電路 ................................................................................................................8 ．芯片的組成原理 ..........................................................................................8 ． CPU 及部件的作用功能 ...............................................................................9 引腳功能 ..................................................................................................... 10 硬件實(shí)現(xiàn) ..................................................................................................... 11 顯示模塊 ............................................................................................................... 12 工作原理 ..................................................................................................... 12 元件 — 地址鎖存器 ....................................................................................... 13 硬件實(shí)現(xiàn) ..................................................................................................... 13 串行通信模塊 ....................................................................................................... 14 模塊工作原理 .............................................................................................. 14 元件 MAX232 ............................................................................................. 15 單片機(jī)串口通信簡(jiǎn)介 ................................................................................... 16 九針串口 ..................................................................................................... 19 硬件實(shí)現(xiàn) ..................................................................................................... 21 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 ....................................................................................................... 22 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) H 型橋式驅(qū)動(dòng)電路 ........................................................................................ 22 硬件實(shí)現(xiàn) ..................................................................................................... 23 光電測(cè)速模塊 ....................................................................................................... 23 工作原理 ..................................................................................................... 23 硬件實(shí)現(xiàn) ..................................................................................................... 24 本章小節(jié) ............................................................................................................. 25 致 謝 ........................................................ 32 參考文獻(xiàn) ..................................................... 33 附 錄 ........................................................ 34 附錄一 詳細(xì)電路設(shè)計(jì)圖 .............................................................................................. 34 附錄二 軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 35 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 引 言 設(shè)計(jì)背景 在 現(xiàn)代 化電子信息產(chǎn)業(yè)中 ，電機(jī)是 一種十分常用 的 動(dòng)力 設(shè)備 。并且為了適應(yīng)聯(lián)機(jī) 操作，本設(shè)計(jì) 電路還提供了一個(gè)串行接口提供給上位機(jī)發(fā)送命令以及接收數(shù)據(jù)使用。 關(guān)鍵詞： 數(shù)字式；直流電機(jī)；光柵控速；串行通信 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) III DC motor digital speed control system ZhangPing (Sichuan University of Science and Engineering, Zigong, China, 643000) Abstract: This article make the control of the motor by pulse duration modulation. This article use a kind of simple and practical design solution .By help of Single Chip Micyoco , we could do something more flexible . the system can pute the speed of the motor by checking the optical grating . when get the data , it will dispose the data with a corresponding way , and then control DC motor by adjusting the PWM . on the other side , online is very important for a system , so to municate with other system , the system support a Serial interface ,too . Key words: digital 。 目前 ， 在直流電動(dòng)機(jī) 控制 系統(tǒng)中已 普遍開始 采用可控硅 等 裝置 進(jìn)行 電動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)速控制 ， 進(jìn)而逐漸淘汰了 發(fā)電動(dòng)一電動(dòng)機(jī)的 F—D 系統(tǒng)，又伴隨著電子技術(shù)的高度發(fā)展，促使直流電機(jī)調(diào)速逐步從模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，特別是單片機(jī) 的廣泛使用 ，使直流電機(jī) 控速 設(shè)計(jì) 又 步入到了一個(gè)全新的高度，從此我們可以更加 智能化、 更加 可靠 的完成系統(tǒng)要求的控制，并且該過(guò)程還更加簡(jiǎn)單化，只要需要甚至一個(gè)只有一點(diǎn)電路基礎(chǔ)的人在短時(shí)間內(nèi)也能學(xué)會(huì)這項(xiàng)控制技術(shù) 。直到進(jìn)入上世紀(jì) 80 年代，隨著全 控型電力電子器件的出現(xiàn)和迅速發(fā)展， PWM 控制技術(shù)才真正得到應(yīng)用。早期直流電動(dòng)機(jī)的控制 多以 模擬電路為基礎(chǔ)，采用運(yùn)放、非線性集成電路 及 一定 的數(shù)字電路 混合構(gòu)成 ，控制系統(tǒng)的硬件部分 往往很復(fù)雜 ， 而且在 功能，系統(tǒng)靈活 性 、調(diào)試 等方面還十分不理想 ， 這些限制了 直流電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展 以及 應(yīng)用。 現(xiàn)在 ，直流電機(jī) 控 速系統(tǒng) 的 數(shù)字化已經(jīng) 日趨成熟 ，伴隨著電子技術(shù)的 高速 發(fā)展，直流電機(jī)調(diào)速逐步從模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，特別是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使直流電機(jī)調(diào)速技術(shù)又進(jìn)入到一個(gè) 嶄新 的階段，智能化、高可靠性已 不可避免的 成為了 它發(fā)展的 新 趨勢(shì) 。 本文就是利用這種控制方式來(lái)改變電壓的占空比實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)速度的控制。又分析了直流電機(jī)控速在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中的重要作用。 脈沖調(diào)速 是通過(guò)控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率， 從而改變負(fù)載兩端的電壓，達(dá)到控制要求的一種調(diào) 速 方法。本系統(tǒng)以 AT89C52 單片機(jī)為核心，通過(guò)單片機(jī) 的控制， 采用 C 語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的 速度檢測(cè)以及轉(zhuǎn)動(dòng) 調(diào)速。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。張平：數(shù)字式直流電機(jī)控速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 這樣， 我們 終于 可以將其近似地看成是線性關(guān)系。 單片機(jī)：完成系統(tǒng)控制的核心模塊，本文系統(tǒng)在該元件的支持下完成其功能。 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。由于當(dāng)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(wú)諧振軟開關(guān)技術(shù)將會(huì)成為PWM 控制技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。通過(guò)改變直流電機(jī)電樞上電壓的 “占空比 ”來(lái)達(dá)到改變平均電壓大小的目的，從而來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 一般來(lái)說(shuō) ，平均速度Vaverge 與占空比 T 并非嚴(yán)格的線性關(guān)系 ，而且在帶動(dòng)負(fù)載的情況下事情將會(huì)更加復(fù)雜 ，但是 情況卻可以因?yàn)槲覀兊闹悄艹绦蚨邢喈?dāng)大的改善（假設(shè)電機(jī)確實(shí)能夠帶動(dòng)負(fù)載的情況下），在智能系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控之下，如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)不到希望的等級(jí) ， 系統(tǒng)是不會(huì)死守最初的規(guī)則，其會(huì)根據(jù)情況適當(dāng)?shù)恼{(diào) 節(jié)占空比 T 的輸出，如果轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求系統(tǒng)會(huì)逐級(jí)加大占空比 T，直到達(dá)到要求或者電機(jī)負(fù)載上限。計(jì)時(shí)器 0 被設(shè)置成計(jì)時(shí)模式，每隔 1 毫秒其會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)，系統(tǒng)再根據(jù)需要來(lái)判斷這 1 毫秒是否屬 于工作區(qū)間，如果屬于則輸出工作信號(hào)，若不屬于則輸出停止工作信號(hào)。通常說(shuō)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器就是指這前 128 個(gè)單元，簡(jiǎn)稱內(nèi)部 RAM。 其引腳圖如圖 35 所示 ： CPU 震蕩電路 特殊 功能 寄存 器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 程序存儲(chǔ)器 中斷系統(tǒng) 并行 I/O 串行 I/O 定時(shí)器 張平：數(shù)字式直流電機(jī)控速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 圖 35 AT89C52 單片機(jī)引腳圖 引腳功能 ：這 8個(gè)引腳共有兩種不同的功能，分別使用于兩種不同的情況。它的第二功能和 P0 口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲(chǔ)器的高 8位地址，共同選中片外存儲(chǔ)器單元，但是并不能像 P0 口那樣還可以傳送存儲(chǔ)器的讀寫數(shù)據(jù)。 ALE/_________PROG ：地址鎖存允許 /編程線，配合 P0 口引腳的第二功能使用，在訪四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)， 8051CPU 在 引腳線上輸出片外存儲(chǔ)器低 8位地址的同時(shí)還在 ALE/_________PROG 線上輸出一個(gè)高電位脈沖，其下降沿用于把這個(gè)片外存儲(chǔ)器