【正文】 PUSH PSW MOV TMOD， 90H ； 設(shè) GATE=1， T1 工作方式 1 MOV TH1， 3CH MOV TL1， 0B0H ； 定時(shí) 100ms JB ， $ JNB ， $ ； 等待上升沿 SETB TR1 ； 開(kāi)計(jì)時(shí) LOOP1: JBC TF1， ADDNUM1 ； 溢出則轉(zhuǎn)滿 100ms 存儲(chǔ)單元 22h 加 1 NX1: JB ， LOOP1 ； 等待 下降 LOOP2: JBC TF1， ADDNUM2 ； 溢出則存儲(chǔ)單元 22h 加 1 NX2: JNB ， LOOP2 ； 等待 有上升沿 CLR TR1 ； 停止計(jì)時(shí) MOV 20H， TL1 MOV 21H， TH1 ； 測(cè)量到的數(shù)據(jù)小數(shù)部分放在 20h， 21h LJMP DESPLAY ； 跳到數(shù)據(jù)處理及速度顯示程序段 ADDNUM1: MOV TH1， 3CH MOV TL1， 0B0H ； 重新裝入定時(shí)器初值 CLR TF1 ； 清計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位 INC 22H ； 100ms 存儲(chǔ)單元 22h 加 1 LJMP NX1 ADDNUM2: MOV TH1， 3CH MOV TL1， 0B0H CLR TF1 INC 22H LJMP NX2 DESPLAY: MOV A， 22H CJNE A， 00H， ONDES ； 大于 100ms 則轉(zhuǎn) CLR C ； 先低位相減要清進(jìn)位 /借位標(biāo)志 基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速 系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 29 MOV A， 20H SUBB A， 0B0H MOV 23H， A ； 低位存入 23h MOV A， 21H SUBB A， 3CH MOV 24H， A ； 高位存入 24h LCALL CHUFA ； 調(diào)除法程序計(jì)算速度值存放在 26h， 25h JB 7FH， MOSHI1 ； 檢測(cè)顯示模式標(biāo)志位 7FH JB OV， SW1 ； 溢出顯示錯(cuò)誤 Er MOV A， 25H JNZ SW1 ； 25h 不為 0 則顯示錯(cuò)誤 MOV A， 26H ； 判斷 26h 值是否超過(guò) 99 CLR C SUBB A， 63H JNC SW1 ； 超過(guò) 99 顯示錯(cuò)誤 Er MOV A， 26H DA A ； 顯示 26h 中的速度， 25h 實(shí)際上無(wú)用 ANL A， 0FH MOV DPTR， TABLE MOVC A， A+DPTR MOV P0， A MOV A， 26H DA A SWAP A ANL A， 0FH MOV DPTR， TABLE MOVC A， A+DPTR MOV P2， A LJMP GO MOSHI1: MOV A， 29H ； 顯示預(yù)設(shè)定的速度值 DA A ANL A， 0FH MOV DPTR， TABLE MOVC A， A+DPTR ； 查表 MOV P0， A ； 送顯示 MOV A， 29H DA A SWAP A ANL A， 0FH MOV DPTR， TABLE MOVC A， A+DPTR 基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速 系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 30 MOV P2， A LJMP GO SW1: MOV A， 0AH ； 顯示 Er MOV DPTR， TABLE MOVC A， A+DPTR MOV P2， A MOV A， 0BH MOV DPTR， TABLE MOVC A， A+DPTR MOV P0， A GO: POP PSW POP ACC RET ONDES: CJNE A， 01， DO1 ； 如果所測(cè)脈沖周期超過(guò) 200ms， 則速度顯示 0 MOV A， 01H ； 在 100ms～ 200ms 內(nèi) LJMP MOON1 DO1: MOV A， 00H MOON1: MOV DPTR， TABLE MOVC A， A+DPTR MOV P0， A MOV A， 00H MOV DPTR， TABLE MOVC A， A+DPTR MOV P2， A POP PSW POP ACC RET CHUFA: PUSH ACC ； 4 四字節(jié)除二字節(jié)除法程序 PUSH PSW MOV R2， 00H MOV R3， 01H MOV R4， 0F8H MOV R5， 48H MOV R6， 24H ； 所計(jì)的時(shí)間高位 MOV R7， 23H ； 所計(jì)的時(shí)間低位 CLR C MOV A， R3 SUBB A， R7 MOV A， R2 SUBB A， R6 JC DVD1 SETB OV 基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速 系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 31 RET DVD1: MOV B， 10H DVD2: CLR C MOV A， R5 RLC A MOV R5， A MOV A， R4 RLC A MOV R4， A MOV A， R3 RLC A MOV R3， A MOV A， R2 RLC A MOV R2， A MOV F0， C CLR C MOV A， R3 SUBB A， R7 MOV R1， A MOV A， R2 SUBB A， R6 ANL C， /F0 JC DVD3 MOV R2， A MOV A， R1 MOV R3， A INC R5 DVD3: DJNZ B， DVD2 MOV A， R4 MOV R2， A MOV A， R5 MOV R3， A CLR OV MOV 25H， R2 MOV 26H， R3 POP PSW POP ACC SETB NOP RET TABLE: DB 0C0H， 0F9H， 0A4H， 0B0H， 99H， 92H， 82H， 0F8H DB 80H， 90H， 86H， 70H ； 字碼表 基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速 系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 32 TOINT0: PUSH PSW ； INT0 中斷服務(wù)程序 ， 掃描鍵盤(pán) PUSH ACC MOV A， 0FEH ； LED 指示 MOV P1， A MOV 28H， A JNB ， $ 。 每次 PID 計(jì)算結(jié)束后將本次測(cè)試結(jié)果相應(yīng)的值移入相應(yīng)的寄存器中 。 模擬 PID 控制算法為 ： ? ? ? ? ? ? ? ?p I D d e tm t K e t K e t d t K dt? ? ?? （ 51） 式中， )(tm 為輸出信號(hào) ， ??te 為偏差信號(hào) ， pK 為比例系數(shù) ， IK 為積分時(shí)間 ， DK 為微分時(shí)間。 其主要思路是 ， 先設(shè)定好速度初始值 ， 這個(gè)初始值與測(cè)速電路送來(lái)的值相比較得到一個(gè)誤差值 ， 并比較兩者的差別 ， 然后做 PID 控制運(yùn)算 ， 算出觸發(fā)移相角，輸出控制系數(shù)給 PWM 發(fā)生電路改變波形的占空比 ， 進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 3)電容引線不能太長(zhǎng)，特別是高頻旁路電容不能帶引線。 2)接地線盡量加粗。 新一代的單片機(jī)增加了許多功能，其中包括 PWM功能。 從 PWM 控制技術(shù)出現(xiàn)之日起，就有芯片制造商生產(chǎn)專用的 PWM 集成電路芯片，現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)有很多種型號(hào)，如 TI 公司的 TL494 芯片，東芝公司的 ZSK313I 芯片等。 (2)軟件模擬法 。 A B 端接一個(gè)過(guò)零比較器 ，其 輸出即為 PWM 波 ， 其占空比 是 通過(guò) 0P 口給定的數(shù)值來(lái)改變的。計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入為系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào) (本系統(tǒng)晶振頻率為 12 MHz) 。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(diǎn)和相應(yīng)正弦等分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)正弦部分面積（即沖量）相等，就得到一組脈沖序列，這就是 PWM 波形。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用 PWM 進(jìn)行編碼 。通過(guò)高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來(lái)對(duì)一個(gè) 具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。在采樣控制理論中有一個(gè)重要的結(jié)論，即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 ，其效果基本相同。 圖 43 脈沖 電路輸出 圖 用一系列等幅不等寬的脈沖來(lái)代替一個(gè)正弦半波 ， 正弦半波 N 等分 ， 看成 N 個(gè)相連的脈沖序列，寬度相等，但幅值不等用矩形脈沖代替，等幅，不等寬，中點(diǎn)重合，面積（沖量）相等寬度按正弦規(guī)律變化 ， 如圖 44 所示 。從波形可以看出，在 ??ti 的上升段， ??ti 的形狀也略有不同，但其下降段則幾乎完全相同。加上使用自關(guān)斷器件，開(kāi)關(guān)頻率大幅度提高，輸出波形可以非常接近正弦波 [9]。而輸出頻率的變化可通過(guò)改變此脈沖的調(diào)制周期來(lái)實(shí)現(xiàn)。 圖 310 數(shù)碼管顯示電路 選取單片機(jī)的 8 位 I/O 作為數(shù)碼管的 “ 段控制 ” 口，連接到數(shù)碼管的 A～ H 這 8個(gè)段控制腳；再用 4 位 I/O 作為數(shù)碼管的 “ 位控制 ” 口，連接到驅(qū)動(dòng)芯片 ULN2021A的 DIG1～ DIG4，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示控制。反之，當(dāng)光柵轉(zhuǎn)盤(pán)的通光槽轉(zhuǎn)至紅外對(duì)管之間時(shí)，紅外接收管處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí) SPEED 輸出低電平。 基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速 系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 18 圖 38 D/A轉(zhuǎn)換 與單片機(jī)接口 電路 轉(zhuǎn)速測(cè)量電路 轉(zhuǎn)速測(cè)量采用一組鼠標(biāo)用的紅外對(duì)管實(shí)現(xiàn)。 8051 單片機(jī) PORTB 輸出轉(zhuǎn)速控制量的低八位 ， PORTA 的低四位輸出轉(zhuǎn)速的高四位控制量。不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠(yuǎn) 。在允許輸入信號(hào) OE 的控制下，再將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入到外部數(shù)據(jù)總線。 ADC0809 的 IN0 和變送器輸出端相連，故 IN0 上輸入的 0V～ +5V 范 圍的模擬電壓經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后可由 8051 通過(guò)程序從 P0 口輸入到它的內(nèi)部 RAM 單元。如果采用反饋控制系統(tǒng)，調(diào)速范圍可 達(dá) 50:1～ 150:1，甚至更 大 [5]。R 的直線來(lái) 代替。在不同 的電樞電壓下，其機(jī)械特性都是一條直線，因此，當(dāng)連續(xù)改變電樞電壓 時(shí)，其機(jī)械特性便是一簇完全平行的直線。 圖 33 直流電機(jī)原理圖 直流電動(dòng)機(jī)的定子通常有 勵(lì)磁繞阻，當(dāng)勵(lì)磁繞阻通以直流電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)。 由 圖 33 所示 ， 電樞電壓為 aU ， 電樞電流為 aI ， 電樞回路總電阻為 aR ， 電機(jī)常數(shù) aC ， 勵(lì)磁磁通量是 ? 。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向按右手定則確定（磁感線指向手心 ，大拇 指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，其他四指的指向就是導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向 ） 。通過(guò)增加 外圍硬件來(lái)實(shí) 現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示段位、設(shè)定時(shí)間、設(shè)定轉(zhuǎn)速和測(cè)量的實(shí)際轉(zhuǎn)速。 圖 211 P3口的結(jié)構(gòu)圖 基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速 系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 13 第 三 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè) 計(jì) 總體 方案設(shè)計(jì) 本文采用 51 單片機(jī)為控制核心，配以 44 鍵盤(pán)和 4 位數(shù)碼管顯示 ， 通過(guò) D/A 轉(zhuǎn)換電路對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電壓采集和速度采集 ， 并實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)和速度顯示。當(dāng)處于第一功能時(shí)，第二輸出功能線為 1，此時(shí)，內(nèi)部總線信號(hào)經(jīng)鎖存器和場(chǎng)效應(yīng)管輸入 /輸出，其作用與 P1 端口作用相同，也是靜態(tài)準(zhǔn)雙向 I/O 端口。當(dāng)系統(tǒng)有擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展具有數(shù)據(jù) /地址線的芯片時(shí)，P2 口作為地址高 8 位信號(hào)線，此時(shí) P2 口只能作為地址線使用，而不能作其它使用。其內(nèi)部已接有上拉電阻，因此 P1 口在作為通用輸出口使用時(shí)，不需要再外接上拉電阻。 P0 口 （ ～ ） 是三態(tài)雙向 I/O 口，可作為通用 I/O 口使用，也可以作為系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)的低 8 位地