【正文】 泛的關注，且已有多樣的成果。 所以 ，此法應用較少。直到目前為止，電機調速方法十分多樣、普遍。 astatic modulation。 人機界面采用 128?64LCD 顯示器顯示電機當前的參數(shù)、正反轉狀態(tài)、轉速以及運行時間；通過 4?4鍵盤實現(xiàn)：數(shù)字 PID參數(shù)設置、 速度、 電機正反轉、加速、減速、啟動、停止。 同時利用光電編碼器將電機轉速轉換成脈沖信號反饋到單片機中，形成轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)， 實現(xiàn)轉速無靜差的調速系統(tǒng)設計。s astatic this system , 128? 64LCDdisplay shows the current parameters of the motor、 the direction of rotation、 speed and Running time. Through the 4? 4 keyboard realized: digital PID parameters settings、 the direction of rotation settings、 speed setting、 start and stop. KEY WORDS digital PID。而對生產而言，電機調速是人們一直在研究的課題。這類方法，控制功率?。?轉速較低時 ，收到磁飽和的限制；當轉速較高時，收到換向火花和換向器結 構強度的限制；而且， 由于勵磁線圈存在較大電感，導致了系統(tǒng)動態(tài)響應較差。 然而單片機作為一種可編程控制器，已經 得到成熟的應用。 由于 PWM 控制技術的控制簡單、靈活和較好的動態(tài)響應等優(yōu)點，而成為電力電子技術最廣泛應用的控制方式。 PWM 控制技術獲得了空前發(fā)展。它的控制手段、算法和方法 很多樣，作為最早發(fā)展起來的控制策略，模擬 PID 控制長期以來形成了典型的結構，并且在參數(shù)整定較方便，能夠滿足一般控制的要求。 本課題 設計是以 51 系列單片機為控制核心，產生占空比由數(shù)字 PID 算法控制的 PWM 2 脈沖信號實現(xiàn)對直流電機轉速的控制。 1 調速 系統(tǒng)總體設計 1． 1 系統(tǒng)總體 設計 說明 本文 設計了 一個直流電機的調速控制系統(tǒng)，以單片機為控制核心產生 PWM 信號對直流電機的供電電源進行控制從而達到調速目的。因為單片機的硬件結構與指令系統(tǒng)都是按工業(yè)控制的要求設計制作的，常用作于工業(yè)的檢測、控制裝置中，因此也稱作微控制器（ MicroController）或嵌入式控制器（ EmbeddedController）。它的性能特點有： 1內部程序存儲器： 4KB； 3內部數(shù)據存儲器： 128KB； 3外部 程序存儲器：可擴展到 64KB； 4外部數(shù)據存儲器：可擴展到 64KB； 5輸入 /輸出口線： 32 根（ 4個端口，每個端口 8根）； 6定時 /計數(shù)器： 2 個 16 位可編程的定時 /計數(shù)器； 7串行口：全雙工， 2根； 8寄存器區(qū)：在內部數(shù)據寄存器的 128B中劃出一部分作為寄存器區(qū)，分為 4個區(qū)，每個區(qū) 8個通用寄存器； 9中斷源： 5 個中斷源， 2個優(yōu)先級； 10 堆棧：最深 128B； 11布爾 4 處理器：就是處理器，對某些單元的某位做單獨處理； 12指令系統(tǒng)（系統(tǒng)時鐘為 12MHz時）：大部分指令執(zhí)行時間為 1us，少部分指令執(zhí)行時間為 2us，只有乘、除指令的執(zhí)行時間為 4us。到了 20 世紀 90 年代，單片機技術得到進一步發(fā)展，出現(xiàn)了 32位的單片機，它強大的功能已經能使單片機全數(shù)字控制的交流調速系統(tǒng)性能和精度優(yōu)于模擬控制，功能更加完善，具有很強的通信聯(lián)網功能，使電動機傳 動系統(tǒng)成為工廠自動化系統(tǒng)中的一級執(zhí)行機構。從計算機輸出地信號主要為：交流裝置功率半導體元器件的觸發(fā)信號，用于控制輸出電壓、 電流的頻率、幅值和相位信號，電機系統(tǒng)的運行和故障狀態(tài)指示信號，及上位機或系統(tǒng)的 通信信號等。 2． 2 電機驅動電路設計 2． 2． 1 驅動電路原理介紹 在直流電機驅動方面，普遍應用 H橋電路來實現(xiàn)對直流電機的調速 ，如圖 31。 此時，電流以從左往右的方向流過電機，從而使電機按順時針方向運轉。 L298N 是一款由 SGS 公司生產的直流電機控制芯片。 L298 可驅 動 2個電機， OUT OUT2 和 OUT OUT4 之間分別接 2個電動機。當 IN1 端為 PWM 信號，而 IN2 端為低電平時，電機正轉；當 IN2 端為 PWM 信號，而 IN1 端為低電平時，電機反轉 。 2． 3 電機轉速采集電路設計 2． 3． 1 速度采集的原理及方法 本調速 系統(tǒng)中由于要將電機 當前 采樣的速度與上次采樣的速度進行 比較， 計算出 偏差 ，然后 進行 PID 運算，因此速度采集電路 在 整個系統(tǒng) 中是 不可缺少的。 方法二：測速發(fā)電機。其工作原理將在下文詳述。 光電編碼器由光柵盤和光電檢測裝置組成。而且，編碼盤還可提供相位相差 /2? 的兩路脈沖信號來判斷旋轉方向。 通過控制輸入顯示器的段碼信號來控制顯示器。 將上訴兩種方法進行比較， LED 數(shù)碼管顯示器雖然在控制方面較為簡單，但 是占用的資源較多，且無法顯示本課題所需的信息量，所以方法一不予采用。 128? 64LCD共有 20個引腳，其引腳分布如圖 ，其引腳功能如表 所示 11 圖 128? 64LCD液晶顯示器模塊引腳 圖 引腳 符 號 引 腳 功 能 引腳 符 號 引 腳 功 能 1 VSS 電源地 15 CS1 CS1=1 芯片選擇左邊 64*64 點 2 VDD 電源正 +5V 16 CS2 CS2=1 芯片選擇右邊 64*64 點 3 VO 液晶顯示驅動電源 17 /RST 復位（低電平有效） 4 RS H： 數(shù)據輸入； L： 指令碼輸入 18 VEE LCD 驅動負電源 5 R/W H： 數(shù)據讀??； L： 數(shù)據寫入 19 A 背光電源（ +） 6 E 使能信號。 目前在鍵盤輸入模塊主要有以下兩種方法： 方法一：獨立式鍵盤。 行列式鍵盤由行線跟列線組成。若采用獨立式鍵盤勢必占 13 用大量的 I/O 口資源，所以方法一不予以采用。 速度閉環(huán)控制結構可以對直流電機的調速范圍以及調速的精度進 行提高。我們需要通過數(shù)值逼近的方法來 PID 控制規(guī)律的實現(xiàn)。 比例控制的作用是對于當前的偏差信號 ()et 進行放大或者衰減后作為輸出的控制信號 。 圖 比例（ p）控制階躍響應 15 積分控制的作用是將系統(tǒng)從零開始到當前的偏差信號進行積累。微分控制作用正比于偏差信號 ()et 的變化率，其特點是只對偏差 ()et 變化的速度起反應 ，對于固定不變的偏差，不會產生微分作用輸出。通過最優(yōu)控制理論可以證明， PID 控制能夠滿足非常多工業(yè)控制對象的控制要求。 3． 2 數(shù)字測速模塊 3． 2． 1 數(shù)字測速模塊的設計思想與算法 單片機接收從 光電編碼器的脈沖，然后進行數(shù)字運算，計算出當前電機轉速，最后將轉速值傳送給 LCD 顯示與 PID控制模塊。 轉速計算公式： nv Nt? ? ( / )rs 18 60nv Nt??? ( / min)r 3． 2． 2 數(shù)字測速 系統(tǒng) 流程圖 （ a） （ b） （ c） 圖 (a)系統(tǒng)主程序流程圖 (b)外部中斷流程圖 (c)定時器中斷流程圖 關于數(shù)字測速模塊的 C 語言源代碼，見附錄 1。操作每 完成一個列地址， 列地址計數(shù)器加 1. (4) 顯示開關設置 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 D 當 D=1 時，開顯示；當 D=0 時，關顯示。 (7) 列地址設置 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 Yaddress（ 0~63） 列地址是 DDRAM 的列地址。 3． 3． 2 128?64LCD 顯示器的顯示子程序流程圖 （ a） （ b） 圖 (a)寫入 16? 16漢字程序流程圖 (b)寫入 8? 16 程序 流程圖 關于顯示模塊的 C 語言源代碼，見附錄 1。先使某行值為“ 0”。這樣可以有效對按鍵動作進行消抖。 3． 4． 2 行列式鍵盤輸入模塊的程序流程圖 圖 行列式鍵盤程序流程圖 關于鍵盤輸入模塊的 C 語言源代碼，見附錄 1。在 PWM 控制技術中，讓功率器件按一個固定頻率工作在“開”與“關”兩個狀態(tài)，即開關飽和和導通狀態(tài)。沖量指窄脈沖的面積，效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應波形基本相同。我們把一個正弦半波分成 N份，看做 N個相連的脈沖序列，等寬但不等幅；我們再用等幅不等寬的矩形脈沖來表示代替這個正弦半波，有 圖 可知，它們面積（沖量）相等，寬度按正弦規(guī)律變化。 它是最早期的方式。 方法三： 軟件模擬法。在這些單片機中我們只要通過初始化設置，就能使其 PWM 輸出口自動輸出 PWM 脈沖波，只有在改變占空比時 CPU才進行干預。 4 總結與展望 本設計對基于單片機的 PWM調速系統(tǒng)做了一個粗淺的探討。鑒于本水平有限，有不對之處，望包涵，多多指教。QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$v STamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTamp。UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpaza dNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am