【正文】 c^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。MuWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz84!z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。k sv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY 7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 25 3． 5． 3 PWM 脈沖產(chǎn)生模塊的程序流程圖 圖 PWM脈沖程序流程圖 關于 PWM 脈沖產(chǎn)生模塊的 C 語言源代碼，見附錄 1。 這些芯片一般都還具有“死區(qū)”調(diào)節(jié)功能、過流過壓保護功能等。 由這個原理我們可以用一些等幅不等寬的脈沖來等效代替一個正弦半波。 由于全空性功率電子器件的逐步發(fā)展， PWM 控制技術與開關功率電路已經(jīng)成為主流技術，以其能減小功率器件導通損耗、提高驅(qū)動效率等優(yōu)點，所以在功率應用方面已經(jīng)基本取代了現(xiàn)行功率放大電路。當掃描到有鍵按下時，延時 10ms 再判斷該鍵是否仍是按下的，若不是，則將它當做誤操作處理。 (8) 讀數(shù)據(jù) D/I R/W E DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 下降沿 指令 D/I R/W E DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0 下降沿 顯示數(shù)據(jù) D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 1 顯示數(shù)據(jù) 20 該操作時將 128?64LCD 模塊中的 DDRAM 存儲器 對應單位中的內(nèi)容獨處，然后列地址計數(shù)器自動加 1。 D/I R/W E DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 1 BUSY 0 ON／ OFF RST 0 0 0 0 19 (2) 寫指令 (3) 寫數(shù)據(jù) 將 8 位數(shù)據(jù)寫入已確定的顯示存儲器的單元內(nèi)。 增量式 PID算法公式為： ()un? [ ( ) ( 1 ) ] ( )piK e n e n K e n? ? ? 0[ ( ) 2 ( 1 ) ( 2) ]dK e n e n e n u? ? ? ? ? ? 數(shù)字增量式 PID程序的流程如圖 17 圖 數(shù)字增量式 PID程序流程圖 關于數(shù)字 PID 控制器的 C語言源代碼，見 附錄 1。 圖 積分（ I）和比例積分（ PI）控制階躍響應 微分控制的作用是根據(jù)偏差信號 ()et 當前的變化率 /de dt 來判斷隨后的偏差時 增大還是減少，以及增大或減少的幅度。 14 圖 PID控制器的原理框圖 PID 控制公式： 0 ()()( ) ( ) tp i e t d t d d e tdtu t K e t K K? ? ?? （ 1） 式（ 1）中： ()pKet 為比例項， pK 為比例放大系數(shù)；0 ()ti e t dtK?為積分項， iK 為積分放大系數(shù)； ()d detdtK為微分項 ， dK 為微分放大系數(shù) 。 圖 行列式鍵盤輸入 模塊 電路圖 3 調(diào)速系統(tǒng)數(shù)字部分的設計與原理 3． 1 PID 控制器 3． 1． 1 PID 控制的原理與方法 對于一個控制系統(tǒng)，通常要求其具有快速性、穩(wěn)定性的品質(zhì)和性能指標， 本課題為了提高調(diào)速系統(tǒng)對直流電機在速度運行 的 上述要求，將 采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)來對本直流電機調(diào)速進行優(yōu)化，并采用數(shù)字 PID 控制器來實現(xiàn)電機的無靜差運行。 方法二：行列式鍵盤。針對本課題的要求，對于所需顯示的信息量，在顯示模塊選擇了 128?64LCD 液晶顯 示器 ，它主要是由行驅(qū)動器、列驅(qū)動器以及 128? 64圈點陣液晶顯示器組成，既能進行 漢字顯示 (16?16)以及圖形顯示。 是由發(fā)光二極管作為發(fā)光單位制作而成。因此，本課題將采用方法三 —— 光電編碼器來作為電機轉(zhuǎn)速采集模塊的傳感器。因此，我們只要把磁片安裝在電機上，并將霍爾集成片安裝在固定軸上，這樣便可以 將電機的速度以脈沖的形式檢測出來。 圖 L298驅(qū)動電路 表 L298輸入輸出關系表 根據(jù)上表 可得， 當使能控制端 ENA 為高電平時， 將 PWM 控制 信號 送至輸入端 IN1與 IN2， 便可以控制電動機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。 7 2． 2． 2 驅(qū)動電路 的專用芯片選用及設計 為了使驅(qū)動電路更加穩(wěn)定可靠，并且減少布線，決定采用專用芯片來驅(qū)動直流電機工作。 本調(diào)速系統(tǒng)的總體外圍電路設計圖見附圖一。 20世紀 80年代中、后期，已經(jīng)有 全數(shù)字控制的交流調(diào)速系統(tǒng)，并應用在工業(yè)中。 1． 2 系統(tǒng)總體設計框圖 圖 3 2 調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路的設計與原理 2． 1 基于 單片機 的電機控制 設計 2． 1． 1 單片機 簡介 單片機是指 CPU、 RAM、 ROM、定時器 /計數(shù)器以及基本輸入 /輸出（ I/O）借口電 路等部件集成在一塊芯片上，這樣組成的芯片及微型計算機，稱之為單片微型計算機（ Single Chip Microputer） ，簡稱為單片微機或單片機。數(shù)字 PID控制技術不但能完成模擬 PID的控制任務，而且控制算法靈活、可靠性高，所以應用面越來越廣。 隨著電力電子技術、自動控制技術以及微電子技術的發(fā)展以及各種新的控制理論 方法的提出，如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想等。過去傳統(tǒng)的調(diào)速系統(tǒng)是采用模擬電子電路來實現(xiàn)其功能，這種電路優(yōu)勢在于響應快，但是靈活性較差，難易維修。 1 前言 隨著生產(chǎn)需求的日新月異，我們對控制系統(tǒng)的要求也越來越高。 I 畢業(yè)設計（論文） 題 目 ： 基于單片機的直流電機 PWM 調(diào)速系統(tǒng) 系 （部）： 機械電子 工程系 專業(yè)班級 ： 數(shù)控 091 姓 名 ： 學 號 ： 指導教師 ： 2021 年 5 月 23 日 II 基于單片機的直流電機 PWM 調(diào)速系統(tǒng) 摘 要 本課題設計是以 51 系列單片機為控制核心， 系統(tǒng) 產(chǎn)生占空比由數(shù)字 PID算法控制的PWM 脈沖 信號實現(xiàn) 對直流電機的供電電源進行控制從而達到調(diào)速目的。 PWM impulse IV 目錄 摘 要 ............................................................................................................................................... II ABSTRACT ......................................................................................................................................... III 目錄 ................................................................................................................................................. IV 前言 .................................................................................................................................................. 1 1 調(diào)速系統(tǒng)總體設計 .......................................................................................................................... 2 1． 1 系統(tǒng)總體設計說明 .............................................................................................................. 2 1． 2 系統(tǒng)總體設計框圖 .............................................................................................................. 2 2 調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路的設計與原理 .................................................................................................. 3 2． 1 基于單片機的電機控制設計 ................................................................................................ 3 2． 1． 1 單片機簡介 ........................................................................................................... 3 2． 1． 2 單片機在電機控制方面的應用 ............................................................................... 5 2． 2 電機驅(qū)動電路設計 .............................................................................................................. 5 2． 2． 1 驅(qū)動電路原理介紹 ................................................................................................. 5 2． 2． 2 驅(qū)動電路的專用芯片選用及設計 ............................................................................ 7 2． 2． 3 調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動電路設計及分析 ............................................................................... 8 2． 3 電機轉(zhuǎn)速采集電路設計 ....................................................................................................... 9 2． 3． 1 速度采集的原理及方法 ................................................................