【正文】 for(flag=0,n=0。break。 Delay12864(1000)。 Delay12864(2500)。Disp_Digit (4,28,s[n])。 For(flag=0,n=0。break。 right()。 If(flag==1)break。 Kii+=10*n。) { right()。 case 2:right()。 Delay12864(1000)。 Delay12864(2500)。Disp_Digit (2,28,s[n])。) { left()。 left()。Disp_Digit (2,36,s[0])。 Left()。 right()。 right()。 left()。 right()。 right()。 left()。 right()。 P1=0xf0。en1=1。在系統(tǒng)運行期間，根據(jù)每次采樣的速度值進行數(shù)字 PID 運算后改變 U0，進而實現(xiàn)對 電機的調(diào)節(jié)。 設(shè)電機始終接通電源時，電機轉(zhuǎn)速最大為 Vmax，設(shè)占空比為 D=t1/T,則電機的平均速度為： Vd=Vmax*D 式中 ， Vd指的是電機平均轉(zhuǎn)速， Vmax指電機在全通 電時的最大速度，為 D=t1/T指占空比。 如果占空比為 100%,那么輸出全部電壓 .。 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)。目前，提出的控制算法有很多種，根據(jù)偏差的比例（ P）、積分（ I）、微分（ D）進行控制。 電源電路 單片機和顯示器所需電源為 5V，直流電機所需電源為 12V，設(shè)計采用 7805和 7812 兩種穩(wěn)壓芯片，最大輸出電流為 ： 圖 電源 接線圖 26 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn) 對于 AVR 系列單片機，既可以用匯編語言編程，也可以采用 BASCOM 和 C語言等高級語言編程。器件還支持 16 路差分電壓輸入組合。碼盤上有相標志，每轉(zhuǎn)一圈 Z 相輸出一個脈沖。它將檢測到的角位移轉(zhuǎn)換成脈沖形式 的數(shù)字信號輸出。這樣，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易的判斷哪個按鍵被按下，因此操作速度高而且軟件結(jié)構(gòu)簡單，但是。 當 λ = 時， VOUT=0，此時電機轉(zhuǎn)速為零。 在 HIN 為低電平期間， LIN 端輸入高電平， Q Q3 導(dǎo)通，在直流電機上加反向工作電壓，具體操作步驟如下： 當 IC1 的 LO為高電平而 HO為低電平的時候， Q2 導(dǎo)通且 Q1截止。 16 圖 （ a） 圖 （ b） 17 主要電路單元的設(shè)計 RI2110 芯片功能及其特點 IR2110 芯片是美國國際整流器公司利用自身獨有的高壓集成電路以及無閂鎖CMOS 技術(shù)，與 1990 年前后開發(fā)并且投放市場的， IR2110 是一種雙通道高壓、 高速的功率器件柵極驅(qū)動的單片式集成驅(qū)動器，它把驅(qū)動高壓側(cè)和低壓側(cè) MOSFET或 IGBT 所需的絕大部分功能集成在一個高性能的封裝內(nèi)，外接很少的分立元件就能它的特點在于，將輸入邏輯信號轉(zhuǎn)換成同相低阻輸出驅(qū)動信號，可以驅(qū)動同一橋臂的兩路輸出，驅(qū)動能力強響應(yīng) 速度快 工作電壓比較高，可以達到 660v，其內(nèi)設(shè)欠壓封裝，成本低，易于調(diào)試。持續(xù)時間小于門限間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。如果 JTAG接口使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳 PC5(TDI)、 PC3(TMS)與 PC2(TCK)的上拉電阻被激活。 端口 B： (PB7..PB0)端口 B 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。在更新應(yīng)用 Flash存儲區(qū)時引導(dǎo)Flash區(qū) (Boot Flash Memory)的程序繼續(xù)運行，實現(xiàn)了 RWW 操作。 ATmega16 AVR 內(nèi)核具有豐富的指令集和 32 個通用工作寄存器。 11 顯示電路設(shè)計 顯示電路采用 128x64LCD 顯示結(jié)果。 方案二：直接采用 AVR 單片機由軟件產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號 ，經(jīng)過 PID 算法來實現(xiàn)閉環(huán)控制。因此該系統(tǒng)在硬件方面包括：電源模塊、電機驅(qū)動模塊、控制模塊、人機交換模塊。在航空、軍事設(shè)施應(yīng)用領(lǐng)域里的雷達驅(qū)動、機載武器瞄準驅(qū)動、自行火炮火力控制驅(qū)動等等。 7 串勵電機的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，勵磁電流與電樞電流相 等。 圖 直流電機模型 直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩常用下式表示 ： 6 T=KTφ Ia 式中 KT—— 電動機結(jié)構(gòu)系數(shù)； φ —— 每個磁極下的磁通 (wb)； Ia—— 電樞電流 (A)。直流電動機是應(yīng)用磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，其轉(zhuǎn)子和定子分別由繞組和永久磁鐵組成。我國關(guān)于數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的研究主要有 :綜合性最優(yōu)控制，補償 PID 控制 PID 算法優(yōu)化，也有的只應(yīng)用模糊控制技術(shù)。由于有微處理器和傳感器作為新一代運動控制系統(tǒng)的組成部分，所以又稱這種運動控制系統(tǒng)為智能運動控制系統(tǒng)。電動機控制技術(shù)的發(fā)展得力于微電子技術(shù)，電力電子技術(shù)，傳感器技術(shù)，永磁材料技術(shù)，微機應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展成就。同時，控制電路也實現(xiàn)了高度集成化、小型化、高可靠性及 3 低成本。但發(fā)電機、電動機調(diào)速系統(tǒng)的主要缺點是需要增加兩臺與調(diào)速電動機相當?shù)男?轉(zhuǎn)電機和一些輔助勵磁設(shè)備，因而體積大，維修困難等。這是因為單片機具有體積小、功能全、抗干擾能力強、可靠性高、結(jié)構(gòu)合理、指令豐富、控制功能強、 造價低等 眾多優(yōu)點 。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計 ............................................................ 錯誤 !未定義書簽。最常用的直流調(diào)速技術(shù)是脈寬調(diào)制(PWM) 直流調(diào)速技術(shù) ,它具有調(diào)速精度高、響應(yīng)速度快、調(diào)速范圍寬和耗損低等特點。 產(chǎn)生 PWM 信號 4種方法 ............................................... 錯誤 !未定義書簽。直流電動機的起動和調(diào)速性能、過載能力強等特點顯得十分重要，為了能夠適應(yīng)發(fā)展的要求，直流電動機的調(diào)速控制系統(tǒng)得到了很大的發(fā)展。這種方法簡單易行設(shè)備制造方便，價格低廉。由于它具有體積小、響應(yīng)快、工作可靠、壽命長、維修簡便等一系列優(yōu)點，采用晶閘管供電，不 僅使直流調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)濟指標上和可靠性有所提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出很大的優(yōu)越性。隨著現(xiàn)代化步伐的加快，人們生活水平的不斷提高，對自動化的需求也越來越高，直流電動機應(yīng)用領(lǐng)域也不斷 擴大。功 率器件控制條件的變化和微電子技術(shù)的使用也使新型的電動機控制方法能夠得到實現(xiàn)。國外主要電氣公司如瑞典的 ABB 公司、德國的西門子公司、 AEG 公司、日本的三菱公司、東芝公司、美國的 GE 公司、西屋公司等，均已經(jīng)開發(fā)出多個數(shù)字直流調(diào) 速裝置，有成熟的系列化、標準化、模板化的應(yīng)用產(chǎn)品。目前，國內(nèi)許多大專院校、科研單位和廠家也都在開發(fā)全數(shù)字直流調(diào)速裝置。由于電刷固定不動，對于圖中的情況，電流 i 總是從電刷 B1 流人，從電刷 B2 流出。 他勵電機勵磁 他勵電機的勵磁電流由獨立的直流電源供電，其大小與電樞兩端電壓無關(guān)，如圖 所示，有較好的運行性能。近年來，隨著交流變頻電機及無刷電機的調(diào)速控制技術(shù)的不斷成熟，直流電機正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。 9 第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 設(shè)計思路 題目要求設(shè)計一個基于 AVR 基單片機 小型 直流電機 PID 調(diào)速控制系統(tǒng) ， 設(shè)計要求如下： 1．結(jié)構(gòu)簡單、成本低，電路板工作穩(wěn)定可靠； 2．能顯示直流電機的實際轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速顯示分辨力為 ； 3．直流電機的轉(zhuǎn)速變化范圍為電機正常轉(zhuǎn)速的177。 （ 4）利用 Proteus 軟件進行系統(tǒng)仿真，從而進一步驗證電路和 程序的正確性，避免不必要損失。 本設(shè)計采用方案二，采用芯片 RI2110 方便硬件設(shè)計，減少硬件帶來更大的麻煩。 圖 系統(tǒng)方案框圖 系統(tǒng)硬件分配 采用 ATmega16 單片機作為核心器件，轉(zhuǎn)速檢測模塊為電機轉(zhuǎn)速測量裝置， IR2110 12 作為直流電機的驅(qū)動模塊，利用 128x64LCD 顯示器和 4x4 鍵盤作為人機接口。 本芯片是以 Atmel 高密度非易失性存儲器技術(shù)生產(chǎn)的。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。端口 D 也可以用做其他不同的特殊功能 . RESET ：復(fù)位輸入引腳。使用 ADC時應(yīng)通過一個低通濾波器與 VCC 連接。 將 IC1 的 HIN端與 IC2的 LIN 端相連，而把 IC1 的 LIN 端與 IC2 的 HIN 端相連，這樣就使得兩 片芯片所輸出的信號恰好相反。 設(shè) PWM 波的周期為 T， HIN 為高電平的時間為 t1，這里忽略死區(qū)時間，那么LIN 為高電平的時間就為 Tt1,。 圖 128x64LCD引腳 鍵盤電路設(shè)計 鍵盤是由若干按鍵 組成的開關(guān)舉證，它是微控制器必不可少的設(shè)計單元，按鍵閉合時能輸入數(shù)字的鍵稱為數(shù)字鍵，能輸入命令以實現(xiàn)某種功能的鍵稱為命令鍵。圖中 L0L3為 4x4 鍵盤的列信號， H0H3 為 4x4 鍵盤的行信號。目前國內(nèi)已有 16位的絕對編碼器產(chǎn)品。 24 圖 （ a） （ b） （ c） 25 AVR 數(shù)模轉(zhuǎn)換特點 ATmega16 有一個 10 位的逐次逼近型 ADC。 ADC 包括一個采樣保持電路，以確保在轉(zhuǎn)換過程中輸入到 ADC 的電壓保持恒定。采用 C 語言開發(fā)單片機系統(tǒng)程序是單片機軟件開發(fā)的首選。一種模擬控制方式，根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來實現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶 體管或晶體管導(dǎo)通時間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定。 PWM 的占空比決定輸出到直流電機的平均電壓 。其方法是通過改變電機電樞電壓與通電周期的比值（即占空比）來控制電機速度。 ④單片機的 PWM 口新一代的許多單片機具有 PWM 功能。 EXO=1。 zan ting=0。Disp_Chinese(0,32,can)。Disp_Chinese(2,4,Kp)。Disp_Digit (2,24,dian0)。Disp_Digit(2,28,s[0])。Disp_Chinese(4,4,Kd)。Disp_Digit (4,4,dian0)。Disp_Digit(4,28,s[0])。Disp_Chinese(6,20,xiang)。 case 1: left()。) { left()。Disp_Digit (2,28,s[n])。 Delay12864(2500)。 Delay12864(1000)。 For(flag=0,n=0。 35 Kpp+=*n。Disp_Digit(2,52,s[0])。 If(flag==1)break。 right()。) { right()。Disp_Digit(2,52,s[n])。 left()。 Delay12864(2500)。 Delay12864(1000)。 For(flag=0,n=0。} left()。 right()。 D。 right()。 Delay12864(2500)。Disp_Digit (4,36,s[n])。) { left()。 Delay12864(1000): left()。 left()。 If(flag==1)break。 Kii+=n。Disp_Digit(2,36,kong)。Disp_Digit(2,28,s[n])。Disp_Digit(2,36,s[0])。 Delay12864(2500) If(flag==1)break} left()。Disp_Digit (2,36,s[n])。) { left()。 left()。 34 if(flag==1) break。 Kpp=0。 For(set=0。Disp_Chinese(6,4,zhuan)。Disp_Digit(4,20,maohao)。Disp_Digit (4,36,s[0])。Disp_Digit(2,52,s[0])。Disp_Digit(2,20,maohao)。Disp_Digit (2,36,s[0])。Disp_Chinese(0,16,zhi)。