【正文】 沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》(以下簡(jiǎn)稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入CNKI《中國(guó)知識(shí)資源總庫》，在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。 ///停止轉(zhuǎn)動(dòng) in2=0。 } } if(i==0xef) { delays()。 ///延時(shí)去抖動(dòng) if(i==0xfd) ///再判斷按鍵是否按下 { in1=1。i)。 ///停止計(jì)數(shù) speedbuf=((TH0*256+TL0)*8)/3。 } else if(i==1) ///顯示十位 { P0=zm[sw]。 ///求速度個(gè)位值送各位顯示緩沖 sw=(speedbuf/10)%10。 TH1=0Xfa。 ///調(diào)用按鍵掃描程序 control()。 TH0=0。 P2=0。unint ys=0。sbit ena=P3^7。作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 得到電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)：帶PID調(diào)節(jié)器的單環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖54所示。f=。他勵(lì)電壓：220V。 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置 結(jié)合本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖圖，如圖51 圖51無靜差直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的框圖 下面我們將分別給出閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)（System比例（P）控制 鍵盤/顯示模塊核心控制器件是8279，由軟件設(shè)置為8字符顯示，左端送入，編碼掃描鍵盤，雙鍵互鎖，內(nèi)部時(shí)鐘頻率設(shè)置為100KHz。外部中斷1模塊設(shè)計(jì)外部中斷1是鍵盤輸入中斷，高優(yōu)先級(jí)。 num=0。 EA=1。在應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的機(jī)型給出相應(yīng)的值。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。8279與單片機(jī)、鍵盤和顯示器的外圍總接線如圖39示。 能以中斷或查詢兩種方式工作。鍵盤的工作方式的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中CPU工作的忙、閑情況而定。設(shè)從圖37上a點(diǎn)開始，計(jì)數(shù)器分別對(duì)m1和m2計(jì)數(shù)，到達(dá)b點(diǎn)，預(yù)計(jì)的測(cè)速時(shí)間Tc到，微機(jī)發(fā)出停機(jī)指令，但因?yàn)門c不一定恰好等于整數(shù)個(gè)編碼輸出脈沖周期，所以計(jì)數(shù)器仍對(duì)時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，直到c點(diǎn)時(shí)，可以利用下一個(gè)轉(zhuǎn)速脈沖上升沿（即c點(diǎn)）觸發(fā)數(shù)字測(cè)速硬件電路使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，B相脈沖超前A相脈沖90176。碼盤上有向標(biāo)志，每轉(zhuǎn)一圈z相輸出一個(gè)脈沖。 按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對(duì)式兩種。3）電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微震電流，能消除靜摩擦死區(qū)。當(dāng)正脈沖較寬時(shí)，則的平均值為正，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)正脈沖較窄時(shí)，則反轉(zhuǎn)；如果正負(fù)脈沖相等，平均輸出電壓為零，則電動(dòng)機(jī)停止。如果我們聯(lián)系改變?chǔ)?，那么便可以?shí)現(xiàn)電機(jī)正向的無級(jí)調(diào)速。其具體的操作步驟如下：電源經(jīng)VT 3至電動(dòng)機(jī)的負(fù)極經(jīng)過整個(gè)直流電機(jī)后再通過VT 2到達(dá)零電位，完成整個(gè)的回路?！? H橋雙極性主電路從上面的原理可以看出，產(chǎn)生高壓側(cè)門極驅(qū)動(dòng)電壓的前提是低壓側(cè)必須有開關(guān)的動(dòng)作，在高壓側(cè)截止期間低壓側(cè)必須導(dǎo)通，才能夠給自舉電容提供充電的通路。（3）較寬的低摻雜漂移區(qū)（n區(qū)）能夠承受很高的電壓，因而可以實(shí)現(xiàn)高耐壓的器件。 IR2110的引腳圖以及功能圖32 IR2110管腳圖IR2110采用HVIC和閂鎖抗干擾CMOS工藝制作，具有獨(dú)立的高端和低端輸出通道；邏輯輸入與標(biāo)準(zhǔn)的CMOS輸出兼容；浮置電源采用自舉電路，其工作電壓可達(dá)500V，du/dt=177。這種控制功能是通過定時(shí)器方式控制器TMOD來完成的。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。在反饋控制系統(tǒng)中，不管出于什么原因（外部擾動(dòng)或系統(tǒng)內(nèi)部變化），只要被控制量偏離規(guī)定值，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用去消除偏差。 （3）定頻調(diào)寬法：保持周期（或頻率）不變，同時(shí)改變、。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖驅(qū)動(dòng)電路 AT89S52單片機(jī)（速度的測(cè)量計(jì)算、輸入設(shè)定及系統(tǒng)控制）LED顯示PWM 直流電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)反饋鍵盤控制 圖12 直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖2 PWM脈寬調(diào)制原理 PWM調(diào)速原理PWM脈沖寬度調(diào)制技術(shù)就是通過對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）的技術(shù)。在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的長(zhǎng)短。電樞控制是在勵(lì)磁電壓不變的情況下，把控制電壓信號(hào)加到電機(jī)的電樞上，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。直流電機(jī)電路模型如圖11 所示，磁極N、S 間裝著一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵磁圓柱體，圓柱體的表面上固定著一個(gè)線圈。如今，直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制已經(jīng)離不開單片機(jī)的支持，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展促進(jìn)了自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，使人類社會(huì)步入了自動(dòng)化時(shí)代，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)與其他學(xué)科領(lǐng)域交叉融合，促進(jìn)了學(xué)科發(fā)展和專業(yè)更新，引發(fā)了新興交叉學(xué)科與技術(shù)的不斷涌現(xiàn)。早期直流電動(dòng)機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運(yùn)算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜，功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試?yán)щy，阻礙了直流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的推廣。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日目 錄單片機(jī)控制直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 III摘 要 IIIABSTRACT IV1 緒論 1 1 2 3 42 PWM脈寬調(diào)制原理 5 PWM調(diào)速原理 5 PWM 調(diào)速方法 5 PWM 實(shí)現(xiàn)方式 63硬件部分 8： 8 10 芯片IR2110性能及特點(diǎn) 10 IR2110的引腳圖以及功能 10 元器件的選擇比較、選型 11 H橋雙極性主電路 12 15 光電編碼器 15 M/T法測(cè)速原理 16 鍵盤及顯示電路 17 17 18 194系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21 PWM實(shí)現(xiàn)方式 21 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 21 PWM產(chǎn)生程序 214 .2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 22 22 中斷程序設(shè)計(jì) 23 中斷子程序模塊 24 24 26 PID控制器原理 26 數(shù)字PID控制器流程圖 275系統(tǒng)的MATLAB仿真 30 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置 30 32結(jié)束語 34致謝 35參考文獻(xiàn) 36附錄 37單片機(jī)控制直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 摘 要本文主要研究了利用AT89S52單片機(jī)控制PWM信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的方法。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。利用AT89S52芯片可以進(jìn)行低成本直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)構(gòu)成、降低系統(tǒng)成本、增強(qiáng)系統(tǒng)性能、以滿足更多應(yīng)用場(chǎng)合的需要。 學(xué)校代碼：11517 學(xué) 號(hào)：200807111138 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 單片機(jī)控制直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 河南工程學(xué)院論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解河南工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國(guó)家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部?jī)?nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。要求設(shè)計(jì)一個(gè)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，通過外接鍵盤及按鈕實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及速度調(diào)節(jié)控制。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。文章介紹了AT89S52的詳細(xì)參數(shù)，并對(duì)PWM信號(hào)的原理、產(chǎn)生方法、以及如何通過軟件編程對(duì)PWM信號(hào)占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制其輸入信號(hào)波形等均作了闡述。隨著單片機(jī)技術(shù)的日新月異，使得許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來完成，為直流電動(dòng)機(jī)的控制提供了更大的靈活性，并使系統(tǒng)能達(dá)到更高的性能。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，改變了世界，也改變了人類的生活。當(dāng)線圈中流過電流時(shí)，線圈受到電磁力作用，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用其中脈寬調(diào)制(PWM)應(yīng)用更為廣泛。通過改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。下式是占空比計(jì)算公式：式中t1表示一個(gè)周期內(nèi)開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間，T表示一個(gè)周期的時(shí)間。 前2種方法由于在調(diào)速時(shí)改變了控制脈沖的周期（或頻率），當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí)，將會(huì)引起振蕩，因此應(yīng)用較少。因此，它具有抑制干擾的能力，對(duì)元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性。與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器；1000次擦寫周期；全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz；三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；32個(gè)可編程I/O口線；三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；八個(gè)中斷源；全雙工UART串行通道；低功耗空閑和掉電模式；掉電后中斷可喚醒；看門狗定時(shí)器；雙數(shù)據(jù)指針；掉電標(biāo)識(shí)符。50V/ns，；輸出的柵極驅(qū)動(dòng)電壓范圍為10～20V，邏輯電源電壓范圍為5～15V，邏輯電源地電壓偏移范圍為－5V～＋5V。（4）IGBT利用柵極可以關(guān)斷很大的漏極電流。因此在這個(gè)電路中，VTVT4或者VT VT 3是不可能持續(xù)、不間斷的導(dǎo)通的。此時(shí)，直流電機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)λ=，Vout=0,此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為0；λ1時(shí)，Vout為正，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)λ=1時(shí)，Vout=V,電機(jī)正轉(zhuǎn)全速運(yùn)行。雙極式控制可逆PWM變換器的輸出平均電壓為 (34)如果定義占空比，電壓系數(shù)則在雙極式可逆變換器中調(diào)速時(shí)，的可調(diào)范圍為0～1相應(yīng)的。4）低速平穩(wěn)性好，每個(gè)開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還提供相位相差90176。觸發(fā)器總是在B脈沖為高電平時(shí)觸發(fā)，這時(shí)D觸發(fā)器的輸出端Q輸出為高電平。這樣，m2代表了m1個(gè)測(cè)速脈沖周期的時(shí)間。其原則是既要保證能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又要不過多占用CPU的工作時(shí)間。 能按FIFO(先進(jìn)先出)方式實(shí)現(xiàn)8個(gè)鍵值的 緩沖 常規(guī)情況下,能同時(shí)管理64個(gè)物理鍵和16個(gè)八段數(shù)碼管。 圖 39顯示器/鍵盤驅(qū)動(dòng)電路由于8279芯片有自動(dòng)分時(shí)掃描功能，所以它可與CPU同時(shí)工作，減輕CPU的負(fù)擔(dān)，而且接口方便，顯示穩(wěn)定，程序簡(jiǎn)單，可靠性高。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。本設(shè)計(jì)中單片機(jī)采用12MZ的晶體振蕩器，故N為6。 ET0=1。 } }}