【正文】 shi=sv%10。 shu[5]=b%10。y0。 uint count,miaoshu,sv。 38 sbit p31=P3^1。同時(shí)要向研究生師兄表示誠懇的感謝。 直流電機(jī)控制在工業(yè)領(lǐng)域有著非常重要的作用。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每個(gè)數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約 1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各個(gè)數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù) 34 據(jù)，不會(huì)有閃爍感。 圖 512 系統(tǒng)正在運(yùn)行 軟件設(shè)計(jì) 主流程圖 31 0)]2()1(2)([)()]1()([ unene neKneKneneK DIP ????? ????開始初始化調(diào)用清屏子程序開始界面顯示設(shè)置鍵按下 ？調(diào)用清屏子程序設(shè)置界面顯示根據(jù)設(shè)置計(jì)算參數(shù)啟動(dòng)鍵按下 ？調(diào)用清屏子程序電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)顯示PWM 脈沖輸出YNYN 圖 513 系統(tǒng) 主程序流程 在一個(gè)完整的系統(tǒng)中，只有硬件部分是不能完成相應(yīng)設(shè)計(jì)任務(wù)的，所以在該系統(tǒng)中軟件部分是非常重要的，按照要求和系統(tǒng)運(yùn)行過程設(shè)計(jì)出主程序流程如圖 513 所示。和前述步驟相同，微分時(shí)間的整定也需反復(fù)調(diào)整，直到控制過程滿意為止。 ④ 根據(jù)選定的控制度， 查表 求得 T、 PK 、 IT 、 DT 的值。下面介紹兩種常用的簡(jiǎn)易工程整定法。 數(shù)字 PID 參數(shù)整定方法 如何選擇控制算法的參數(shù)，要根 據(jù)具體過程的要求來考慮。反之 Ti 大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。 AT89C51 沒有專門的引腳輸出 PWM 波，只能通過軟件進(jìn)行模擬 PWM。 不管哪種方法，α的變化范圍均為 0≤α≤ 1，因而電樞電壓平均值 Ua的調(diào)節(jié)范圍為0Ud，均為正值，即電機(jī)只能在某一方向調(diào)速，稱為不可逆調(diào)速。如：由交流電源供電，使用晶閘管整流器進(jìn)行相控調(diào)壓；使用硅整流器將交流電整流成直流電或由蓄電池等直流電源供電，再由 PWM 斬波器進(jìn)行斬波調(diào)壓等。電機(jī)輸出的脈沖是理想化的沒有毛刺，沒有畸變，所以可以直接輸入到單片機(jī)的中斷引腳，當(dāng)有一個(gè)脈沖時(shí)，單片機(jī)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷，就會(huì)在相應(yīng)的存儲(chǔ)單元加 1，當(dāng)計(jì)數(shù)器到達(dá)時(shí)間時(shí)就會(huì)把該存儲(chǔ)單元輸出到顯示模塊，然后清零，接著下一個(gè)周期計(jì)數(shù)，就達(dá)到了測(cè)速的目的。任意 nOE 上的高電平將使輸出端呈現(xiàn)高阻態(tài)。各排第 1行都點(diǎn)亮后，延時(shí)一段時(shí)間，然后黑屏，這樣就算完成了單片機(jī)對(duì)LED 顯示屏的一行掃描控制。單片機(jī)中常用軟件去抖動(dòng)方法，軟件法其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是在單片機(jī)獲得端口低電平信息后， 不是立即認(rèn)定按鍵已被按下，而是在延時(shí) 10ms 或更長(zhǎng)時(shí)間后再次檢查該端口，如果仍為低，說明此鍵確實(shí)被按下了，這實(shí)際上是避開了按鍵按下時(shí)的抖動(dòng)時(shí)間；而在檢測(cè)到按鍵釋放后（端口電平為高電平時(shí)）再延時(shí) 510ms，消除后沿的抖動(dòng)，然后再對(duì)按鍵進(jìn)行處理，不過一般情況下，我們通常不對(duì)按鍵釋放后沿進(jìn)行處理，實(shí)踐證明，也能滿足通常的要求。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“ l”態(tài)。許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng) ,并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后 ,在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象 ,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的。運(yùn)行 Proteus 的 ISIS，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊菜單 DEBUG，選中use remote debug monitor。以下是如何將 C 語言的開發(fā)環(huán)境移植到 Proteus 的設(shè)計(jì)中的方法： 首先，下載安裝這兩個(gè)軟件。這樣就可以節(jié)省大量的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，減輕了學(xué)生們的負(fù)擔(dān)。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等，如電阻、電容、二極管、三極管、 MOS 管，變壓器、繼電器、各種放大器、各種激勵(lì)源、各種微控制器、各種門電路、各種終端。 C51工具包的整體結(jié)構(gòu)， uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的 集成開發(fā)環(huán)境 (IDE），可以完成編輯、 編譯 、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。Proteus 軟件已有近 20 年的歷史，在全球已得到廣泛使用。 J轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和 電刷 裝置等組成。 EPROM 校驗(yàn)程序：校驗(yàn)的主要操作是在向片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 EPROM 寫入信息時(shí)或?qū)懭胄畔⒑?，可將片?nèi) EPROM 的內(nèi)容讀出校驗(yàn)，以保證寫入信息 的正確性。 （ 3）節(jié)電工作方式： MCS51 系列單片機(jī)中有 HMOS（高密度溝道金屬氧化物半導(dǎo)體）和 CHMOS（互補(bǔ)高密度溝道金屬氧化物半導(dǎo)體）兩種工藝芯片。另外，當(dāng)程序運(yùn)行錯(cuò)誤或由于錯(cuò)誤操作而使單片機(jī)進(jìn)入死鎖狀態(tài)時(shí)，可以通過復(fù)位進(jìn)行重新啟動(dòng)。 （ 7）中斷系統(tǒng) 有 5 個(gè)中斷系統(tǒng)， 2個(gè)可編程優(yōu)先級(jí)的中斷系統(tǒng)，用于外部中斷申請(qǐng)，串行口中斷申請(qǐng)和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器中斷申請(qǐng)。單片機(jī) CPU 運(yùn)算器內(nèi)部包含一個(gè)專門進(jìn)行位數(shù)據(jù)操作的布爾處理機(jī)，增加了面向控制的處理能力，可以進(jìn)行位尋址等功能。 （ 7）汽車電子與航空 航天電子系統(tǒng) 這些電子系統(tǒng)中的集中顯示系統(tǒng)、車上娛樂系統(tǒng)、車載安全裝置、導(dǎo)航系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、等都是采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制的。 （ 5）開發(fā)周期短，易于產(chǎn)品化 可根據(jù)需要構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。 串行擴(kuò)展技術(shù) 在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，通用型單片機(jī)通過三總線結(jié)構(gòu)擴(kuò)展外圍器件成為單片機(jī)應(yīng)用的主流結(jié)構(gòu)。目前，單片機(jī)內(nèi) ROM 最大可達(dá) 64KB， RAM 最大為 2KB。 低電壓化 幾乎所有的單片機(jī)都有 WAIT、 STOP 等省電運(yùn) 行方式。 單片機(jī)（ singlechip microputer）是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力（算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理等）的微處理器（ CPU）、隨機(jī)存儲(chǔ)器（ RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ ROM）、輸入輸出接口電路（ I/O）、 串行通信口（ SCI）、脈寬調(diào)制電路（ PWM）、定時(shí)計(jì)算器、 A/D 轉(zhuǎn)換器及 D/A 轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊半導(dǎo)體硅片上，這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效的完成設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)，這樣的一塊具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屬性，可以構(gòu)成一個(gè)最小而完善的的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電路芯片就稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。 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(bǔ)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(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成部分，所以又稱這種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)為智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。例如，軍事和宇航方面的雷達(dá)天線，火炮瞄準(zhǔn)，慣性導(dǎo)航，衛(wèi)星姿態(tài)，飛船光電池對(duì)太陽得跟蹤等控制；工業(yè)方面的各種加工中心，專用加工設(shè)備，數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人，塑料機(jī)械，印刷機(jī)械，繞線機(jī)，紡織機(jī)械，工業(yè)縫紉機(jī)，泵和壓縮機(jī)等設(shè)備的控制；計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和辦公設(shè)備中的各種磁盤驅(qū)動(dòng)器，各種光盤驅(qū)動(dòng)器，繪圖儀，掃描儀，打印機(jī)，傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)等設(shè)備的控制；音像設(shè)備和家用電器中的錄音機(jī)，錄像機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，洗衣機(jī)，冰箱，電扇等的控制。在響應(yīng)快速性上，機(jī)組是秒級(jí)，而晶閘管變流裝置為毫秒級(jí)。第二，三十年代末，出現(xiàn)了發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī) (也稱為旋轉(zhuǎn)變流組 )，配合采用磁放大器、電機(jī)擴(kuò)大機(jī)、閘流管等控制器件，可獲得優(yōu)良的調(diào)速性能，如有較寬的調(diào)速范圍 (十比一至數(shù)十比一 )、較小的轉(zhuǎn)速變化率和調(diào)速平滑等，特別是當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速時(shí)，可以通過發(fā)電機(jī)非常容易地將電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪慣量反饋給電網(wǎng)，這樣，一方 2 面可得到平滑的制動(dòng)特性，另一方面又可減少能量的損耗，提高效率。 受益于數(shù)十年來全球經(jīng)濟(jì)高速成長(zhǎng)所獲得的 PID 控制成果 ,在中國市場(chǎng)，一大批機(jī)器設(shè)備制造商正處于蓬勃發(fā)展階段，除滿足本土市場(chǎng)龐大的機(jī)器設(shè)備需求外，走向國際市場(chǎng)，參與國際競(jìng)爭(zhēng)也成為現(xiàn)實(shí)需求。我們已進(jìn)入高速發(fā)展的信息時(shí)代，控制技術(shù)成為當(dāng)今科技的主流之一，廣泛深入到研究和應(yīng)用工程等各個(gè)領(lǐng)域。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。 直流電動(dòng)機(jī)控制的發(fā)展歷史 常用的控制直流電動(dòng)機(jī)有以下幾種 :第一，最初的直流調(diào)速系統(tǒng)是采用恒定的直流電壓向直流電動(dòng)機(jī)電樞供電，通過改變電樞回路中 的電阻來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。第四， 1957 年世界上出現(xiàn)了第一只晶閘管，與其它變流元件相比，晶閘管具有許多獨(dú)特的優(yōu)越性，因而晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)立即顯示出強(qiáng)大的生命力。微機(jī)的應(yīng)用使直流電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)趨向于數(shù)字化、智能化，極大地推動(dòng)了電氣傳動(dòng)的發(fā)展。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(dòng)機(jī)控制方法能夠得到實(shí)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(gè)數(shù)字直流調(diào)速裝置，有成熟的系列化、標(biāo)準(zhǔn)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 。隨著技術(shù)和工藝水平的提高，又出現(xiàn)了 HMOS（高密度、高速度 MOS）和CHMOS 工藝。 大容量化 以往單片機(jī)內(nèi)的 ROM 為 1KB～ 4KB， RAM 為 64～ 128B。 外圍電路內(nèi)裝化 這也是單片機(jī)發(fā)展的主要方向。 （ 2）集成度好，體積小，可靠性好 單片機(jī)把各種功能不見集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線大大的提高了單片機(jī)的可靠性及其抗干擾能力。 （ 4）日常用品及家用電器領(lǐng)域 從電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)、數(shù)碼相機(jī)及其它視頻音像設(shè)備到智能卡、電子寵物等，形形色色，無處不在。圖 21 所示是按功能劃分的MCS51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。 （ 4） 4 個(gè) 8 位并行輸入輸出接口 I/O 口 4 個(gè) 8 位并行輸入輸出接口 P0 口、 P1口、 P2口和 P3 口（共 32 根線），用于并行輸入和輸出數(shù)據(jù)。單片機(jī)不同的工作方式，代表單片機(jī)處于不同的狀態(tài)。 （ 2）程序執(zhí)行方式：程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式，也就是執(zhí)行用戶編好放在程序存儲(chǔ)器中的程序。 （ 4） EPROM 編程和校驗(yàn)方式：編程是指利用特殊手段對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的 EPROM 進(jìn)行寫入的過程，校驗(yàn)則是對(duì)剛剛寫入的程序代碼讀出校驗(yàn)的過程。近年來，與電力電子裝置結(jié)合而具有直流電機(jī)性能的電機(jī)不斷涌現(xiàn)，使直流電機(jī)有被取代的趨勢(shì)。 13 Ra電樞電阻 (包括電刷、換 向器以及兩者之間的電阻 )。 動(dòng)態(tài)工作特性是指實(shí)際的動(dòng)作與相應(yīng)的動(dòng)作命令之間的響應(yīng)關(guān)系。運(yùn)行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN2000、 WINXP、 WIN7等操作系統(tǒng)。 高級(jí)圖形分析 PROTEUS 處理器仿真模塊 動(dòng)態(tài)器件庫 混合模型反震 原理圖編輯 ISIS 布線系統(tǒng) ARES 15 PROTEUS 系統(tǒng)特性 Proteus 軟件支持許多通用的微控制器，如 PCI、 AVR、 HC11 以及 8051；包含強(qiáng)大的調(diào)試工具，具有對(duì)寄存器和存儲(chǔ)器，斷點(diǎn)和單 步模式 IAR CSPY、 Keil、 MALAB 等開發(fā)工具的源程序進(jìn)行調(diào)試的功能；能夠觀察代碼在仿真硬件上的實(shí)時(shí)運(yùn)行效果、對(duì)顯示、按鈕、鍵盤等外設(shè)的交互可視化進(jìn)行仿真；具有 6000 多種模擬和數(shù)字器件的模型庫；具有單步斷點(diǎn)設(shè)置等調(diào)試功能；能夠與常用的匯編器、編譯器如 IAR、 Keil、 Proton 等協(xié)同調(diào)試；有直流電流表 /電壓表、交流電壓表 /電流表、示波器邏輯分析儀、計(jì)數(shù) /按時(shí) /頻率計(jì)虛擬終端、 SPI 調(diào)試器等虛擬儀器，以仿真中的測(cè)量記錄提供了方便；支持圖形化的分析功能，具有頻率特性、傅立葉、失真、噪聲 分析等多種繪圖方式、可將仿真曲線精美地繪制出來。 (2) 實(shí)驗(yàn)周期短 在 Proteus 軟件中設(shè)計(jì)電路可以很方便的判斷是硬件錯(cuò)誤，還是軟件錯(cuò)誤，方法如下：運(yùn)行 Proteus 的 ISIS 程序后，進(jìn) 入該仿真軟件的主界面。但是，現(xiàn)在的大部分的單片機(jī)研發(fā)人員都用 C 語言對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程控制。再點(diǎn)擊 Setting設(shè)置通信接口，在 Host 后面添上 ，如果你是用的不是同一臺(tái)電腦，在這里添上另一臺(tái)電腦的 IP 地址 (另一臺(tái)電腦已安裝 Proteus)， 在 Port 后面添上 8000，點(diǎn)擊 OK按鈕即可。 硬件電路 復(fù)位電路的作用 在上電或復(fù)位過程中，控制 CPU的復(fù)位狀態(tài)：這段時(shí)間內(nèi)讓 CPU 保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止 CPU 發(fā)出錯(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位， RST 端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。 20 圖 52 鍵盤抖動(dòng) 鍵盤消抖 通常我們用來做鍵盤的 有觸點(diǎn)式和非觸點(diǎn)式兩種，單片機(jī)中應(yīng)用的一般是由機(jī)械觸點(diǎn) 構(gòu)成的觸點(diǎn)式微動(dòng)開關(guān)，這種開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠的優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)我們按下按鍵或釋放按鍵的時(shí)候它有一個(gè)特點(diǎn)，就是會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，看上圖的按鍵脈沖波形，這種抖動(dòng)對(duì)于人來說是感覺不到的，但對(duì)單片機(jī)來說