【正文】 統(tǒng)電路設計框圖，對各部分模塊的原理進行分析，編寫個子模塊程序，最終將其組合。 X T A L 1X T A L 2 圖 時鐘電路 本設計采用頻率為 12MHZ， 微調(diào)電容 C1 和 C2 為 30pF 的內(nèi)部時鐘方式，電容為瓷片電容。 JDFJKDHFKAHGJHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFHDLSFHKLDSJ DFSGSJDFKGHERUHJKDHKLSHDKJHKSHKFHLKGHDLSFGHDSKLFHGLDKSFHGLKFGDS R E S E TRE S E T 圖 復位電路 單片機的復位電路在剛接通電時，剛開始電容是沒有電的，電容內(nèi)的電阻很低，通電后， 5V的電通過電阻給電解電容進行充電，電容兩端的電會由 0V慢慢的升到 4V左右（此時間很短一般小于 秒），正因為這樣，復位腳的電由低電位升到高電位，引起了內(nèi)部電路的復位工作 ， 這是單片機的上電復位，也叫初始化復位 。對于懷疑是復位電路故障而不能正常工作 的單片機也可以采用模擬復位的方法來判斷，單片機正常工作時第 9腳對地電壓為零，可以用導線短時間和 +5V 連接一下，模擬一下上電復位，如果單片機能正常工作了，說明這個復位電路有問題，其中電平復位是通過 RET 端經(jīng)電阻與電源 VCC 接通而實現(xiàn)的，當時鐘頻率適用于 12MHZ 時， C 取 100uF， R 取 10K，為保證可靠復位，在初識化程序中應安排一定的延遲時間。 LM317（電壓可調(diào)）：輸出電流可達 ，輸出電壓 ~37V，內(nèi)部過熱保護等。內(nèi)置過熱保護電路，無需外部器件，輸出晶體管安全范圍保護，內(nèi)置短路電流限制電路。 ：由于得到的輸出電壓受負載、輸入電壓和溫度的影響不穩(wěn)定，為了得到更為穩(wěn)定電壓添加了穩(wěn)壓電路，從而得到穩(wěn)定的電壓。使用三端穩(wěn)壓器時注意一定要加散熱器，否則是不能工作到額定電流。 由于核心的元件 7805 的工作 速度不太高，所以對于輸入電壓或者負載電流的急劇變化的響應慢 。 JDFJKDHFKAHGJHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFHDLSFHKLDSJ DFSGSJDFKGHERUHJKDHKLSHDKJHKSHKFHLKGHDLSFGHDSKLFHGLDKSFHGLKFGDS 信號輸入電路 獨立式按鍵就是各按鍵相互獨立，每個按鍵各接入一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。 消除鍵抖動。最簡單的辦法是在檢測到有鍵按下時，等待（延遲）一段時間再進行“行掃描”，延遲時間為 10～ 20ms。如圖 2 所示。 在電動機驅(qū)動信號方面，我們采用了占空比可調(diào)的周期矩形信號控制。而具體采用的頻率可根據(jù)個別電動機性能在此范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 利用孤立元件搭建的 H 橋電路一個缺點就是擊穿， 即 Q1 和 Q2 同時導通，或者Q3 和 Q4 同時導通。目前世界上較為 著名的 8 位單片機的生產(chǎn)廠家和主要機型如下： 美國 Intel 公司： MCS— 51 系列及其增強型系列 美國 Motorola 公司： 6801 系列和 6805 系列 美國 Atmel 公司： 89C51 等單片機 美國 Zilog 公司： Z8 系列及 SUPER8 美國 Fairchild 公司： F8 系列和 3870 系列 美國 Rockwell 公司： 6500/1 系列 美國 TI（德克薩司儀器儀表）公司： TMS7000 系列 NS（美國國家半導體）公司： NS8070 系列 等等。所以 8051 適合與應用在程序已定，且批量大的單片機產(chǎn)品中。但其價格相對 8031較貴。 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含4K bytes 的可反復擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 128bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ ROM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元。因此，軟件設計在控制系統(tǒng)設計中占 重要地位。 在程序中通過軟件產(chǎn)生 PWM，送出預設占空比的 PWM 波形。用定時器 T0 完成 PWM 輸出， 電機的驅(qū)動脈沖頻率為 ，周期 60MS。主程序流程如圖 41 所示。對定時器置初值 8AD0H 可定時 60ms。 外 中 斷 響 應中 斷 請 求關(guān) 外 中 斷K 4 = 1 ?K 1 = 1 ?開 外 中 斷中 斷 返 回K 4 = 1 ?改 變 w a yYNYYNK 2 = 1 ?YK 3 = 1 ?Y軟 件 延 時去 抖 動K 1 = 1 ?N軟 件 延 時去 抖 動NK 2 = 0 ?加 速子 程 序N軟 件 延 時去 抖 動K 3 = 1 ?減 速子 程 序軟 件 延 時去 抖 動F 0 = 0 ?F 0 = 1啟 動 定 時電 機 啟 動F 0 = 0關(guān) 閉 定 時電 機 停 止YNYNYNNY 圖 鍵盤中斷處理流程圖 高性能 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)的設計與應用 22 調(diào)速檔、持續(xù)加 /減速 調(diào)速檔通過（ 010）共 11 檔固定占空比，即相應檔位相應改變 DIAN0， DIAN1的值，以實現(xiàn)調(diào)速檔位的實現(xiàn)。配合傳感器技術(shù)可用于計算距離，速度等重要的運行數(shù)據(jù)。但是在一些對位置控制要求不高的電機控制系統(tǒng)如傳動控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)電機如直流電機乃有很大的優(yōu)勢，而要對其進行精確而又迅速的控制，就需要復雜的控制系統(tǒng)。計算機仿真可分為整體仿真和實時仿真。它能對各種微控制器進行仿真，本系統(tǒng)即用 Proteus 對直流電機控制系統(tǒng)進行仿真。 keilC51 軟件是眾多單片機應用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯、編譯、仿真于一高性能 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)的設計與應用 24 體，支持匯編、 PLM 語言和 C 語言的程序設計，界面友好，易學易用。從 ISIS 窗口各欄內(nèi)容可知： PROTEUS VSM 所包括的內(nèi)容都已整合到 ISIS 中，所以， ISIS 實際上是PROTEUS VSM 的設計與仿真平臺。（總稱單片機系統(tǒng)綜合調(diào)試） Ｂ、單片 機系統(tǒng)的現(xiàn)代開發(fā)過程 上述全部過程都可用 PROTEUS 來完成，其過程也可分為三步： ⑴在 ISIS 平臺上進行單片機系統(tǒng)原理圖設計、選擇元器件接插件、安裝和電氣檢測。 仿真結(jié)果與分析 啟動仿真后，初始狀態(tài)， H 橋兩端均為低電平，電機停轉(zhuǎn)。倘若此時按啟停按鈕，電機停止轉(zhuǎn)動，回到圖 狀態(tài)。示波器顯示如圖 。 PWM 信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有 (ON)，要么完全無 (OFF)。讓信號保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。并且在所學知識的基礎上，利用已有的直流調(diào)速系統(tǒng)設計，嘗試了自己的一些研究。實現(xiàn)通過單片機對直流電機的控制，通過合理的設備選型、參數(shù)設置和軟件設計，提高了直流電機調(diào)速運行的可靠性。另外，我還認識到無論做什么工作，都需要踏實，勤奮，嚴謹?shù)膽B(tài)度，這對我以 后的工作將會產(chǎn)生深遠的影響。若以后條件允許，可以對以上設計進行進一步完善。在大學期間的教學工作中，殷老師也給予了我很大的幫助和支持，在此，我表示衷心的感謝。 JDFJKDHFKAHGJHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFHDLSFHKLDSJ DFSGSJDFKGHERUHJKDHKLSHDKJHKSHKFHLKGHDLSFGHDSKLFHGLDKSFHGLKFGDS 參考文獻 [1] of Conditiona1Precharge SenseAmplifierBased FlipFlop[J].Chinese Journal of Electronics Vo1． ． 2,Apr． 2021 [2] 鐘富昭 .8051 單片機典型模塊設計與應用 [M].北京：人民郵電出版社， 2021 [3] 張靖武 .單片機系統(tǒng)的 PROTEUS 設計與仿真 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [4] 楊恢先 .單片機原理及應用 [M].北京：人民郵電出版社， 2021 [5] 孟慶濤 .圖解電子控制電路 [M].北京：人民郵電出版社， 2021 [6] 謝維成 .單片機原理與應用及 C51 程序設計 [M].北京：清華大學出版社， 2021 [7] 周潤景 .基于 PROTEUS 的電路及單片機系統(tǒng)設計與仿真 [M].北京：北京航空航天出版社， 2021 [8] 李光飛 .單片機課程設計實例指導 [M].北京 :北京航空航天出版社， 2021 [9] 杜坤梅 .電機控制技術(shù) [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2021 [10] 李廣第 .單片機基礎（修訂版） [M].北京：北京航空航天大學出版社， 2021 [11] 陳光東 .單片微型計算機原理與接口技術(shù)（第二版） [M].武昌： 華中科技大學出版社， 1999 [12] 何耀三 .電氣傳動的微機控制 [M].重慶：重慶大學出版社， 1997 [13] 薛鈞義 .MCS51/96 系列單片微型計算機及其應用 [M].西安：西安交通大學出版社， 1997 [14] KENNETH J. 8051 MicrocontrollerARCHITECTURE,PROGRAMMING, and APPLICATIONS[M].NEW YORK:WEST PUBLISHING COMPANY,1991 高性能 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)的設計與應用 32 附 錄 附 錄 A 程序清單 。速度檔位 A(減速用 ) COT1 EQU 35H 。電機控制端 B K1 EQU 。方向控制 。變化量 MOV COT1,5 MOV TMOD,01H 。禁止外中斷 。開外中斷 SETB F0 SETB TR0 。方向鍵未按則跳轉(zhuǎn) LCALL YAN_3MS JB K4,K11 。反方向改變?yōu)檎较? SJMP K11 高性能 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)的設計與應用 34 K41: MOV WAY,01H 。清標志位 CLR TR0 。減速鍵未按則跳轉(zhuǎn) LCALL YAN_3MS JB K3,FANHUI 。檔位 10則繼續(xù)加速 SJMP FANHUI JIANSU2: DEC COT1 。低電平時間增加 ADD A,200 MOV LDIAN1,A MOV A,HDIAN1 ADDC A,00H MOV HDIAN1,A SJMP FANHUI JIASU: MOV A,COT1 。檔位為 10則返回 JIASU2: DEC COT0 。低電平時間減少 CLR C SUBB A,200 MOV LDIAN1,A MOV A,HDIAN1 SUBB A,00H MOV HDIAN1,A FANHUI: SETB ET0 。禁止外中斷 MOV A,WAY 。存脈沖狀態(tài) JC LD0 。正轉(zhuǎn) MOV C,DJ 。下一時刻為 低電平 MOV TH0,HDIAN1 CLR DJ FANHUI2: SETB EX0 RETI 。6MS DLAY61:MOV R6,150 DLAY62:DJNZ R6,DLAY62 DJNZ R7,DLAY61 RET END 高性能 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)的設計與應用 38 附錄 B 硬件原理圖 K1K2K3K4k1k2k3k4K1K2K3K4X11 2 M H zC13 0 p FC23 0 p FG NDC31 0 u F+ 5 VGNDR1 1 0 kR2 1kR31kU3NO TU4NO T+ 1 2 VQ1P N41 4 1Q2P N41 4 1Q4