【正文】 ADD A,200 MOV LDIAN1,A MOV A,HDIAN1 ADDC A,00H MOV HDIAN1,A SJMP FANHUI JIASU: MOV A,COT1 。減速鍵未按則跳轉(zhuǎn) LCALL YAN_3MS JB K3,FANHUI 。反方向改變?yōu)檎较? SJMP K11 K41: MOV WAY,01H 。開外中斷 SETB F0 SETB TR0 。變化量 MOV COT1,5 MOV TMOD,01H 。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方式 DJ0 EQU 。對(duì)于運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算、顯示。 鍵盤向單片機(jī)輸入相應(yīng)控制指令，由單片機(jī)通過輸出端口輸出與轉(zhuǎn)速相應(yīng)的 PWM 脈沖，驅(qū)動(dòng) H 型橋式電動(dòng)機(jī)控制電路，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速的控制。在正常狀態(tài)下， IGBT 開通的時(shí)間越短，開通損耗也越小。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。單位時(shí)間內(nèi)輸出的脈沖數(shù) N，因此可求出單位時(shí)間內(nèi)的速度 V＝ NT。 雙極式控制的電壓平衡方程式： dSd diU Ri L Edt? ? ? （ 0 ontt?? ） (32） dSd diU R i L Edt? ? ? ? （ ont t T?? ） （ 33） 電樞兩端在一個(gè)周期內(nèi)的平均電壓都是： dsUU?? 。但電動(dòng)機(jī)停止時(shí)電樞電壓并不等于零，而是正負(fù)脈寬相等的交變脈沖電壓，因而電流也是交變的。 VD3VT1VT2VT4VT3VD1VD2VD4Ug1Ug2Ug3Ug4+Us 圖 34 橋式可逆 PWM變換器電路 OOOOU g1 U g4U g2 U g3U ABUsU sidid1id2 ttttton Tton T 圖 35 雙極式控制可逆 PWM 變換器的驅(qū)動(dòng)電壓 、輸出電壓和電流 波形 XXX 論文 12 它 們的關(guān)系是：1 4 2 3g g g gU U U U? ? ? ? ?。 引腳 9（ VDD）：芯片輸入級(jí)工作電源端，使用中，連接為該芯片工作提供的高性能電源，為抗干擾，該端應(yīng)通過一高性能去耦網(wǎng)絡(luò)接地，該端可與引腳 3（ Vcc）使用同一電源，也可以分開使用兩個(gè)獨(dú)立的電源。 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 驅(qū)動(dòng)電路 設(shè)計(jì) 由于 芯片 IR2110 具有雙通道驅(qū)動(dòng)特性，且電路簡單，使用方便，價(jià)格相對(duì)便宜，具有較高的性價(jià)比， 且對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速使用起來更加簡便，因此該驅(qū)動(dòng)電路采用了 IR2110 集成芯片 。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被 外部拉低，將輸出電流。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。通常說的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器就是指這 128 字節(jié) RAM 單元，簡稱內(nèi)部 RAM。 B、調(diào)寬調(diào)頻法：保持 t2 不變，只改變 t1 ，這樣使周期 (或頻率 )也隨之改變 。 MC51 控制簡單，價(jià)格廉價(jià)，且利用 MC51 構(gòu)成單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，可縮小系統(tǒng)體積，提高系統(tǒng)可靠性，降低系統(tǒng)成本。 直流調(diào)速的實(shí)現(xiàn)方法 Ⅰ、基于晶閘管作為主電路的調(diào)速系統(tǒng) 基于晶閘管的調(diào)速系統(tǒng)是采用分離元件設(shè)計(jì)的調(diào)速系統(tǒng)占用的空間大，控制角難于調(diào)整，且模擬器件的固有缺陷如：溫漂、零漂電壓等，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的調(diào)速無法達(dá)到滿意的結(jié)果。所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中常用的方法是電樞控制法。進(jìn)入 21世紀(jì)后，可以預(yù) 期新的更高性能電力電子器件還會(huì)出現(xiàn)，已有的各代電力電子元件還會(huì)不斷地改進(jìn)提高。 直流電動(dòng)機(jī)脈沖寬度調(diào)制 (Pulse Width Modulation簡稱 PWM)調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生于 70 年代中期。需要能滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求，從而對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速提出了較高的要求，改變電樞回路電阻調(diào)速，改變電樞電壓調(diào)速等技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，這時(shí)通過 PWM方式控制直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法應(yīng)運(yùn)而生。 傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用模擬元件，雖在一定程度上滿足了生產(chǎn)要求，但是因?yàn)樵菀桌匣驮谑褂弥幸资芡饨绺蓴_影響，并且線路復(fù)雜、通用性差，控制效果受到器件性能、溫度等因素的影響，故系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性及準(zhǔn)確性得不到保證，甚至出現(xiàn)事故。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。數(shù)字化直流調(diào)速裝置作為目前最新控制水平的傳動(dòng)方式顯示了強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。 PWM(脈寬調(diào)制）調(diào)速技術(shù)是直流電動(dòng)機(jī)最常用的一種調(diào)速技術(shù)， PWM 調(diào)速技術(shù)具有調(diào)速精度高、調(diào)速響應(yīng)快、范圍廣和平滑調(diào)速以及節(jié)約電能的優(yōu)點(diǎn)，因而 PWM 技術(shù)是直流電動(dòng)機(jī)的主流調(diào)速技術(shù)之一。此外，本文中還采用了芯片 IR2110 作為直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)速功率放大電路的驅(qū)動(dòng)模塊，并且把它與延時(shí)電路相結(jié)合完成了在主電路中對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的控制。由于微處理器具有較佳的性價(jià)比，所以微處理器在工業(yè)過程及設(shè)備控制中得到日益廣泛的應(yīng)用。 在實(shí)際應(yīng)用中，電動(dòng)機(jī)作為把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的主要設(shè)備，一是要具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率；二是應(yīng)能根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求調(diào)整轉(zhuǎn)速。由于單片機(jī)的體積小、重量輕、功能強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、控制靈活、應(yīng)用方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)性能的不斷提高，單片機(jī)的應(yīng)也更加廣泛特別是在各種領(lǐng)域的控制、自動(dòng)化等方面。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制方案有三種：工作在通斷兩個(gè)狀態(tài)的開關(guān)控制、相位控制和脈寬調(diào)制控制，在單向通用電動(dòng)機(jī)的電子驅(qū)動(dòng)電路中，主要的器件是晶閘管，后來是用相位控XXX 論文 3 制的雙向可控硅。 在國外， PWM 最早 是在軍事工業(yè)以及空間技術(shù)中應(yīng)用。XXX 論文 4 第 2章 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理 直流電動(dòng)機(jī)根據(jù)勵(lì)磁方式不同，直流電動(dòng)機(jī)分為自勵(lì)和他勵(lì)兩種類型。隨著電力電子的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的電樞電壓控制方法。 Ⅱ 、基于 PWM 為主控電路的調(diào)速系統(tǒng) 與傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)相比較， PWM(脈寬調(diào)制技術(shù) )直流調(diào)速系統(tǒng)具有較大的優(yōu)越性：主電路線路簡單，需要的功率元件少；開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電動(dòng)機(jī)損耗和發(fā)熱都較??；低速性能好，穩(wěn)速精度高，因而調(diào)速范圍寬；系統(tǒng)頻帶寬，快速響應(yīng)性能好，動(dòng)態(tài)抗干擾能力強(qiáng)；主電路元件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，裝置效 率高。 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，并且根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的長短。利用單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器外加軟件延時(shí)等方式來實(shí)現(xiàn)脈寬的自由調(diào)整，此種方式可簡化硬件電路，操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 并行 I/O 口： 51 單片機(jī)芯片內(nèi)部有 4 個(gè) 8 位的 I/O 口（ P0， P1，直流電機(jī) 轉(zhuǎn)速檢測(cè) 反饋 LED顯示 鍵盤控制 MCS51 單片機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路 XXX 論文 8 P2， P3），以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí)P0 外部必須被拉高。在給出地址 ―1‖時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 IR2100 結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 33 芯片 IR2100引腳圖 XXX 論文 10 引腳說明： 引腳 1（ LO）與引腳 7（ HO）：對(duì)應(yīng)引腳 12以及引 腳 10的兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，使用時(shí)分別通過電阻接主電路中下上通道 MOSFET的柵極。 引腳 11（ SD）：保護(hù)信號(hào)輸入端，當(dāng)該引腳為高電平時(shí)， IR2110的輸出信號(hào)全部被封鎖，其對(duì)應(yīng)的輸出端恒為低電平，而當(dāng)該端接低電平時(shí)，則 IR2110的輸出跟隨引腳 10與 12而變化。 ABU 在一個(gè)周期內(nèi)正負(fù)相間，這是雙極式 PWM 變換器的特征。 雙極式控制的橋式可逆 PWM 變換器有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）電流一定連續(xù)。 霍爾傳感器的測(cè)速模塊設(shè)計(jì) 霍爾元件的工作原理 金屬或半導(dǎo)體薄片的兩個(gè)端面通以控制電流 I，并在薄片的垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的磁場(chǎng)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電勢(shì) Uh ，稱為霍爾電勢(shì)或霍爾電壓。它由若干個(gè) 5? 7 或者 5? 11 等點(diǎn)陣字符，組成每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行XXX 論文 15 之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形。 15 腳背光正極， 16 腳背光負(fù)極。雖然柵極串聯(lián)電阻小，有利于加快關(guān)斷速度和減小關(guān)斷損耗，也有利于避免關(guān)斷時(shí)集射極間電壓的 vtd/d 過小造成 IGBT 誤開通。 定時(shí)中斷處理程序 采用定時(shí)方式 1，因?yàn)閱纹瑱C(jī)使用 12M 晶振，可產(chǎn)生最高約為 的延時(shí)。 主程序設(shè)計(jì) 定義： HDIAN0 EQU 30H 。啟動(dòng)，停止 XXX 論文 19 K2 EQU 。電平觸發(fā)方式 CLR EX0 。禁止外中斷 JB K4,K11 。消除抖動(dòng) JNB F0,STAR1 STOP0: CLR DJ CLR F0 。檔位判斷 JIANSU1: JC JIANSU2 。檔位 10 則繼續(xù)加速 SJMP FANHUI 。禁止外中斷 MOV A,WAY 。正轉(zhuǎn) MOV C,DJ 。即 使用單片機(jī)匯編語言實(shí)現(xiàn) 鍵盤向單片機(jī)輸入相應(yīng)控制指令，由單片機(jī)通過輸出端口輸出轉(zhuǎn)速相應(yīng)的 PWM 脈沖，驅(qū)動(dòng) H 型橋式電動(dòng)機(jī)控制電路，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速的控制。 首先，我要感謝的是畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師王守忠老師，他給于我畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的最大自由性和畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大信任性。借此論文 之際，我想向所有人表達(dá)我的最誠摯的謝意，愿我們將來都越來越好。 最后，我要感謝給于我精心指導(dǎo)的、幫我打下四年專業(yè)知識(shí)的老師，四年的專業(yè)知識(shí)的積累，是我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)最重要的部分。 本文所述的直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是以低價(jià)位的單片微機(jī) 8051 為核心的，而通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)整又有多種途徑，相對(duì)于其他用硬件或者硬件與軟件相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整，采用 PWM 軟件方法來實(shí)現(xiàn)的調(diào)速過程具有更大的靈活性和更低的成本，它能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的效能，對(duì)于簡易速度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種有效的途徑。下一時(shí)刻為低電平 MOV TH0,HDIAN1 CLR DJ FANHUI2: SETB EX0 RETI 延時(shí)程序 YAN_1MS: MOV R7,2 。存脈沖狀態(tài) JC LD0 。高電平時(shí)間增加 ADD A,200 MOV LDIAN0,A MOV A,HDIAN0 ADDC A,00H MOV HDIAN0,A MOV A,LDIAN1 。高電平時(shí)間減少 XXX 論文 21 CLR C SUBB A,200 MOV LDIAN0,A MOV A,HDIAN0 SUBB A,00H MOV HDIAN0,A CLR C MOV A,LDIAN1 。加速鍵按下則跳到加速子程序 K33: JB K3, FA