【正文】 /*使能ADC模塊時(shí)鐘*/ IOCON_PIO0_11 amp。 /* 定時(shí)器復(fù)位*/ TMR32B0PR = 1024/b。 /* 打開定時(shí)器模塊*/ TMR16B0IR = 1。 /* 打開定時(shí)器模塊*/ IOCON_PIO1_5 = PIO1_5_CON。//baiwei myDelay(5)。 bai=r/100%10。 T=。 if(uk0) //調(diào)整量的四舍五入 { if (ukuk1=) uk1=uk1+1。i=0。 /* LBM 回寫模式*/ SSP0CPSR = 2。 i++)。 /*Kp為比例常數(shù)，Ti為積分常數(shù)，T為采樣周期，Td為微分時(shí)間常數(shù)*/float q0,q1,q2,uk。 /*采樣出來(lái)的數(shù)據(jù)賦值給cy */int zs。本文所介紹的基于LPC1114單片機(jī)的PWM直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)過(guò)調(diào)試可應(yīng)用于各個(gè)不同的場(chǎng)合，并且有很大的擴(kuò)展空間，比如可以追加數(shù)字按鍵設(shè)置電機(jī)的轉(zhuǎn)速，也可通過(guò)外部輸入溫度信號(hào)通過(guò)單片機(jī)判定后來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速等。在進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，先對(duì)PWM波形的頻率和電機(jī)的速度進(jìn)行設(shè)定，他們的設(shè)定是由同一個(gè)電位器進(jìn)行設(shè)定的，但它們的設(shè)定是受開關(guān)1來(lái)進(jìn)行切換。～。a) 主機(jī)初始化1) AHBCLKCTRL寄存器選通使能SSP0。當(dāng)采樣周期相當(dāng)短時(shí)，用求和代替積分，用差商代替微商，使PID算法離散化，將描述連續(xù)—時(shí)間PID算法的微分方程，變成描述離散—時(shí)間PID算法的差分方程。因而，只要有足夠的時(shí)間，積分控制將能完全消除誤差，使系統(tǒng)誤差為零，從而消除穩(wěn)態(tài)誤差。PID控制器是一種線性控制器，是用輸出量和給定量之間的誤差的時(shí)間函數(shù)，=。因此，調(diào)節(jié)過(guò)程中，系統(tǒng)穩(wěn)定性與精度之間產(chǎn)生矛盾。 測(cè)速軟件流程圖單片機(jī)利用一個(gè)定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)，同時(shí)運(yùn)用另一個(gè)定時(shí)器2進(jìn)行方波下降沿的捕捉。 四位共陰極七段LDE顯示器引腳表引腳號(hào)123456功能位選4af位選3位選2b引腳號(hào)789101112功能edhcg位選1 74HC595移位寄存器74HC595是一款漏極開路輸出的COMS移位寄存器，輸出端口為可控的三態(tài)輸出端口。在一次數(shù)據(jù)傳輸中，總線上只有一個(gè)主機(jī)和一個(gè)從機(jī)進(jìn)行通信。由于所有位的段選碼皆有一個(gè)I/O控制，因此，在每個(gè)瞬間，8位LED只可能顯示相同的字符。在碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)用示波器測(cè)得的信號(hào)線中的信號(hào)為矩形波，幅值為5V。調(diào)制盤電動(dòng)機(jī)紅外發(fā)射系統(tǒng)線光電元件放大整形電路方波序列調(diào)制盤 透射式光電轉(zhuǎn)速計(jì)工作原理測(cè)速原理：利用光電編碼器將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為一系列的脈沖信號(hào)，將脈沖信號(hào)傳輸給到單片機(jī)M0，M0對(duì)方波信號(hào)的下降沿在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速，最后通過(guò)七段數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)速。 輸出特性曲線b) 場(chǎng)效應(yīng)管TIP127和TIP122 TIP127和TIP122的封裝圖 NPN管TIP122原理圖 PNP管TIP127 原理圖。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)是由兩路PWM信號(hào)控制，即PWM1和PWM2信號(hào)。在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)速系統(tǒng)中，通過(guò)改變電機(jī)電樞電壓接通時(shí)間與通電周期的比值(即占空比)來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)三極管Q2和Q3導(dǎo)通時(shí)，電流將從電源正極經(jīng)Q3右至左流過(guò)電機(jī)，再經(jīng)過(guò)Q2返回電源負(fù)極，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)或者正向制動(dòng)。這種情況理論上要求兩組控制信號(hào)完全互補(bǔ)，但是由于實(shí)際的開關(guān)器件都存在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間，絕對(duì)的互補(bǔ)控制邏輯會(huì)導(dǎo)致上下橋臂直通短路。功率電路對(duì)其輸入端應(yīng)有良好的信號(hào)隔離，防止有高電壓大電流進(jìn)入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或者光電耦合器實(shí)現(xiàn)隔離。T PWM波形圖前兩種方法由于在調(diào)速時(shí)，改變了控制脈沖的周期和頻率，當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)固有頻率接近時(shí)，將會(huì)引起震蕩，因此這兩種方法很少用到。 特別隨著計(jì)算機(jī)在控制領(lǐng)域，高開關(guān)頻率、全控型第二代電力半導(dǎo)體器件(GTR、GTO、MOSFET、IGBT等)的發(fā)展，以及脈寬調(diào)制(PWM)直流調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，直流電機(jī)得到廣泛應(yīng)用。因此，凡是在重負(fù)載下起動(dòng)或要求均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機(jī)械，例如大型可逆軋鋼機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī)，電力機(jī)車，電車等，都用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。將反饋到PID控制器里，PID控制根據(jù)算法將轉(zhuǎn)換為響應(yīng)的控制量，傳遞給PWM模塊，從而改變PWM的占空比，來(lái)改變電機(jī)的速度，使的電機(jī)的速度跟設(shè)定的速度相同。電位器設(shè)定初速度單片機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)電路直流電動(dòng)機(jī)光電編碼器測(cè)速器產(chǎn)生0～PWM信號(hào)Ｈ橋電路控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)反饋速度到單片機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)M0集成A/D模塊顯示電路 系統(tǒng)整體方案流程 模塊設(shè)計(jì) H橋的驅(qū)動(dòng)原理模塊H型全橋式驅(qū)動(dòng)電路的4只開關(guān)管都工作在斬波狀態(tài)。通過(guò)采用為180ULL工藝提供的ARM超高密度標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)和ARM功耗管理工具包(PMK)、為CortexM0專門構(gòu)建的低能耗存儲(chǔ)例程以及Keil微控制器開發(fā)工具包，ARM增強(qiáng)了CortexM0處理器的低能耗運(yùn)行的特點(diǎn)。在圖中器件中具有編號(hào)、參數(shù)、名稱等屬性。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。顯示界面根據(jù)單詞的類型顯示顏色和字體，使代碼顯得更加清晰美觀，便于閱讀，并放大顯示關(guān)鍵字，集中注意力到關(guān)鍵的地方，使思路更清晰明確，支持4G容量文件的瀏覽，無(wú)需等待就可以瀏覽文件里面的任何數(shù)據(jù)，不出現(xiàn)任何卡機(jī)和出錯(cuò)的現(xiàn)象，自由縮放代碼功能，可以根據(jù)視力情況或喜好隨時(shí)快速地調(diào)節(jié)字體大小。直流電機(jī)在軋鋼機(jī)，礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)，挖掘機(jī)，海洋鉆機(jī)，金屬切削機(jī)床，造紙機(jī)，高層電梯等需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。按一定的規(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制。關(guān)鍵詞 脈寬調(diào)制 直流電機(jī) PID控制算法 H橋驅(qū)動(dòng)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）外文摘要Title Based On The LPC1114 PWM Speed Controller System of The DC Motor_Drives_ ____AbstractDC motor has a good speed adjustable performance. In this paper , the design of the closed loop DC motor system is presented. Based on the mathematic model of separately excited DC motor， the control structure of the single feedback loop controlled DC velocity modulation system was obtained. With Tiny M0 as controlling core，Hbridge motor driven circuit and optoelectrical coder feedbackbased controlling circuit of DC velocity modulation system were designed ；in this paper ，how to produce the PWM single from the chip and studies the use of singlechip PWM signal in order to achieve control of DC motor speed control method and the incremental PID algorithm and the velocity controlling program were investigated at the same time. Using the new design， a kind of DC motor velocity controlling method with feature of low cost and no static error was realized.Keywords PWM DC motor PID Hbridge目 次1 緒論……………………………………………………………………………………1 課題的研究意義………………………………………………………………………1 開發(fā)工具介紹…………………………………………………………………………1 LPC1114微控制器介紹………………………………………………………………32 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)………………………………………………………………5 系統(tǒng)框架流程圖…………………………………………………………………5 模塊設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………63 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………9 直流電動(dòng)機(jī)介紹…………………………………………………………………9 驅(qū)動(dòng)電路介紹………………………………………………………………………11 H橋驅(qū)動(dòng)原理………………………………………………………………………13 H橋驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)………………………………………………………………16 光電編碼測(cè)速器…………………………………………………………………24 顯示電路…………………………………………………………………………284 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………………………32 PWM信號(hào)軟件設(shè)計(jì)……………………………………………………………32 測(cè)速軟件流程設(shè)計(jì)………………………………………………………………34 PID算法介紹…………………………………………………………………35 SPI控制74HC595驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管………………………………………………395 總體測(cè)試與分析……………………………………………………………………41 LPC1114引腳分配………………………………………………………………41 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果……………………………………………………………………41 系統(tǒng)結(jié)果及分析……………………………………………………………………43結(jié)論 …………………………………………………………………………………44致謝 ………………………………………………………………………………45參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………46附件A……………………………………………………………………………………471 緒論本文主要研究了利用單片機(jī)，通過(guò)PWM方法控制直流電機(jī)調(diào)速的方法。PWM控制技術(shù)以其控制簡(jiǎn)單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，也是人們研究的熱點(diǎn)。它是基于虛目錄管理機(jī)制，輕松管理?yè)碛袔装賯€(gè)文件的復(fù)雜項(xiàng)目，與主流的上游廠商合作密切，能便捷地導(dǎo)入RVDSKeil、ADS、IAR的工程，可以根據(jù)文件類型和狀態(tài)顯示圖標(biāo)，提供大量模板工程，工程內(nèi)檢索、替換功能完備，且是針對(duì)目標(biāo)進(jìn)行工程管理，可以快速地將一份代碼發(fā)布到系列芯片的不同平臺(tái)上。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。對(duì)可編程器件可靈活的外掛各種編譯、編輯工具，使用非常方便。在180ULL工藝上使用ARM標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)時(shí)， ARM 憑借其作為低能耗技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者和創(chuàng)建超低能耗設(shè)備的主要推動(dòng)者的豐富專業(yè)技術(shù)，使得CortexM0處理器在不到12K門的面積內(nèi)能耗僅有85微瓦 /MHz ()。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通過(guò)光電編碼器，將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為一些列的方波電信號(hào)，反饋到單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行誤差分析，通過(guò)PID控制對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行改善提高，最后七段數(shù)碼管將設(shè)定的速度和光電編碼器測(cè)出來(lái)的速度顯示出來(lái)，進(jìn)行比對(duì)。因?yàn)锳/D集成模塊的精度為10位，則電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的范圍為0～1024，傳遞到單片機(jī)中，通過(guò)歸一原理，將其轉(zhuǎn)化為0～5000之內(nèi)的轉(zhuǎn)速或者0～10000之內(nèi)的頻率，并通過(guò)七段數(shù)碼管進(jìn)行顯示。直流電動(dòng)機(jī)可以在重負(fù)載條件下，實(shí)現(xiàn)均勻、平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。 直流電動(dòng)機(jī)三種調(diào)速方法比較調(diào)速指標(biāo)調(diào)節(jié)電源電壓電樞串聯(lián)電阻減弱勵(lì)磁調(diào)速方向從向下調(diào)速?gòu)南蛳抡{(diào)速?gòu)南蛏险{(diào)速在一般靜差率要求下的調(diào)速范圍4～82～3～2調(diào)速平滑性好差差調(diào)速相對(duì)穩(wěn)定性好差較好容許輸出橫轉(zhuǎn)矩橫轉(zhuǎn)矩恒功率電能損耗較小大小設(shè)備投資多少少較少：改變電樞回路的串聯(lián)電阻這種調(diào)速方法只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，平滑性差、機(jī)械特性軟、效率低，這種方法缺點(diǎn)很多，所以目前很少采用；改變磁通φ進(jìn)行調(diào)速，只能減弱磁通，使電動(dòng)機(jī)從額定轉(zhuǎn)速向上變速，屬恒功率調(diào)速方法，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，雖能無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍小，這種方法往往與高壓調(diào)速配合使用；調(diào)節(jié)電樞電壓，這種方法屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，動(dòng)