【正文】 畢業(yè)之即，難以描述我心中的彷徨與激動(dòng)，回想大學(xué)生活中，眾多的老師同學(xué)無私的給了我種種幫助，讓我在大學(xué) 里快樂、無憂無慮地吸收各種文化知識(shí)，豐富了我的精神世界，大大增強(qiáng)了我的文化底蘊(yùn)。 本系統(tǒng)構(gòu)成了直流電機(jī)調(diào)速的閉環(huán)系統(tǒng)，可以通過按鍵設(shè)置電機(jī)的轉(zhuǎn)速，設(shè)置電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過液晶屏顯示電機(jī)的當(dāng)前速度與設(shè)定速度。經(jīng)檢查，單片機(jī)控制轉(zhuǎn)速的引腳已損壞。 脫機(jī)運(yùn)行調(diào)試 應(yīng)用系統(tǒng)的軟件、硬件調(diào)試完畢后，還需要經(jīng)過脫機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)。經(jīng)測試 XTAL XTAL1 端的電壓都為 ， VCC 的電壓都為 ， RST端為 0V。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和脫機(jī)運(yùn)行調(diào)試三個(gè)部分。 按鍵子程序結(jié)構(gòu) 按鍵子程序結(jié)構(gòu)框圖如圖 XX所示，本設(shè)計(jì)的按鍵模塊采用的是非編碼獨(dú)立式按鍵，通過軟件編程設(shè)置每個(gè)按鍵的鍵碼，并且按鍵與鍵碼是一一對應(yīng)的。 18 第四章 軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的編程部分工作采用 KEIL_C51 語言完成，采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，以各子程序作為各部分功能和過程的入口，完成鍵盤輸入、按鍵識(shí)別和功能、 PWM脈寬控制和液晶顯示等部分的設(shè)計(jì)。 速度檢測電路如圖 所示。如果驅(qū)動(dòng)電路工作異常， L298 第 15腳與第 1腳的輸出電壓高于 ，則大于基準(zhǔn)電壓，LM358 的輸出電壓為高電平，三極管 8050 工作在導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器就會(huì)工作在“常開狀態(tài)”。 繼電器的工作原理：電磁式繼電器一般由鐵芯、 線圈 、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。 圖 顯示電路 由于本設(shè)計(jì)只用到 6 個(gè)按鍵，所以采用獨(dú)立式按鍵設(shè)計(jì)。從顯示數(shù)字的穩(wěn)定程度，也可以判斷電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。在 J6 處輸入 +12V電壓，在 J8處得到 +5V電壓。此處采用的辦法是在 RST 端和正電源 VCC 之間接一個(gè)按鈕。電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響， CX CX2 可在 20pF 到 100pF 之間取值，在本設(shè)計(jì)中，振蕩晶體選擇 12MHZ,電容選擇 30pF。 2. 內(nèi)部存儲(chǔ)器容量有限。 速度檢測模塊通過外部中斷接口，將采集 到的速度信息以脈沖的形式發(fā)送到單片機(jī)，單片機(jī)通過速度采集程序計(jì)算出當(dāng)前速度，并在液晶上顯示。 方案三： M/T 法 (頻率 P 周期法 ) 選擇 M/T法測速。 方案一： M 法 (測頻法 ) 選擇 M法測速。STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812倍。 I2C（ InterIntegrated Circuit）及 SPI(Serial 7 Peripheral Interface)等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。 處理器的選擇 單片機(jī)的特點(diǎn) 單片機(jī)主要有如下特點(diǎn) [5]： 。其缺點(diǎn)是使用的硬件較為復(fù)雜。 在單片機(jī)系統(tǒng)中使用液晶顯示模塊作為輸出器件有以下優(yōu)點(diǎn) : (1) 顯示 質(zhì)量高：液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度恒定發(fā)光，因此液晶顯示器畫質(zhì)高而且不會(huì)閃爍。其輸出電流為 2A，最高電流 4A，最高工作電壓 50V，可以驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載，如大功率直流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，電磁閥等，特別是由于 L298可接受標(biāo)準(zhǔn)的 TTL邏輯電平信號(hào)，所以其輸入端可以與單片機(jī)直接相聯(lián)，從而很方便地受單片機(jī)控制。 D. 低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá) 1:2020 左右。如圖 所示。 課題內(nèi)容 設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的數(shù)字式直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，用單片機(jī)技術(shù)以及相應(yīng)的仿真平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，制作并完成該系統(tǒng)。即從過去的模擬控制向模擬 數(shù)字混合控制發(fā)展 ,最后實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。 比較簡單的電機(jī)控制，只要用微機(jī)控制繼電器或電子開關(guān)元件使電路開通或關(guān)斷就可以了。單片機(jī)以數(shù)字信號(hào)來工作，其控制手段方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字式直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 在高度現(xiàn)代化的今天，現(xiàn)代電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，促進(jìn)了直流調(diào)速技術(shù)的進(jìn)步，使之成為目前活躍的調(diào)速技術(shù)。 關(guān)鍵詞 :單片機(jī) 、 脈寬調(diào)制 、 直流電機(jī) 、 LCD 顯示 目 錄 第 一 章 概述 ??????????????????? 1 課題的背景 ????????????????????? 1 數(shù)字式調(diào)速國內(nèi)外研究狀況 ?????????????? 1 課 題的實(shí)際意義 ??????????????????? 2 課題內(nèi)容 ????????????????????????????? 2 第二掌 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ??????????????? 4 驅(qū)動(dòng)電路的論證與選擇 ??????????????? 4 液晶顯示模塊的選擇 ???????????????? 5 按鍵電路的選擇 ??????????????????? 6 處 理器的選擇 ???????????????????? 6 單片機(jī)的特點(diǎn) ????????????????? 6 單片機(jī)的選擇 ????????????????? 7 測速方案的選擇 ?????????????????? 7 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ????????????????? 8 第三章 硬件設(shè)計(jì) ???????????????? 8 ??????????????????? 10 STC12C5A60S2 介紹 ???????????????????? 10 單片機(jī)最小系統(tǒng) ???????????????? 11 ?????????????????????? 12 顯示電路 .......................................... 13 按鍵電路 .......................................... 14 過流保護(hù)電路 ...................................... 15 速度檢測電路 ...................................... 16 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 ...................................... 17 第四章 軟件設(shè)計(jì) ???????????? ??????? 17 系統(tǒng)總體程序框圖 .................................. 18 按鍵子程序結(jié)構(gòu) .................................... 19 轉(zhuǎn)速采集子程序 .................................... 21 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 ???? ??????????????? 20 硬件調(diào)試 ......................................... 23 電源模塊調(diào)試 .................................. 23 單片機(jī)最小系統(tǒng)調(diào)試 ............................ 23 繼電器的測試 .................................. 23 軟件調(diào)試 .......................................... 23 單片機(jī)控制模塊軟件調(diào)試 ........................ 23 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊調(diào)試 .............................. 24 脫機(jī)運(yùn)行調(diào)試 ...................................... 24 按鍵調(diào)試 ...................................... 24 電機(jī)調(diào)試 ...................................... 24 參考文獻(xiàn) ????????????????????? ?? 25 致 謝 ????????????????????? ?? 26 1 第一章 概述 直流調(diào)速是指人為地或自動(dòng)地改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 ,以滿足工作機(jī)械的要求。在各種機(jī)床設(shè)備及生產(chǎn)線中，現(xiàn)在已普遍采用微機(jī)的可編程控制器，按一定的規(guī)律控制各類電機(jī)的動(dòng)作。 在數(shù)字化系統(tǒng)中 ,除具有常規(guī)的調(diào)速功能外 ,還具有故障報(bào)警 ,診斷及顯示等功能 ,同時(shí) ,數(shù)字系統(tǒng)通常具有較強(qiáng)的通信能力 ,通過選配適當(dāng)?shù)耐ㄐ沤涌谀０?,可方便地實(shí)現(xiàn)主站 (如上一級(jí) PLC或計(jì)算機(jī)系統(tǒng) )和從站 (單機(jī)交 ,直流傳動(dòng)控制裝置 )間的數(shù)字通信 ,組成分級(jí)多機(jī)的自動(dòng)化系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的主要要求如下： 1) 能形成閉環(huán)的控制系統(tǒng) 3 2) 能通過按鍵設(shè)置要求轉(zhuǎn)速 3) 能顯示和設(shè)定當(dāng)前電機(jī)的轉(zhuǎn)速 4) 能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn) 5) 控制精度達(dá)到： +1轉(zhuǎn) /秒 6) 系統(tǒng)中要有過流保護(hù)