【正文】 *******************************/ //定義引腳 (根據(jù)硬件改變 ) sbit BCD6 = P1^5。摘要部分概要介紹了其可靠性和實(shí)用性，緒論部分介紹了帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)單片機(jī)控制的背景和問題的提出、本文設(shè)計(jì)的意義及主要任務(wù)等；第二部分介紹了基于帶傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)單片機(jī)控制的基本原理；第三部分介紹了硬件設(shè)計(jì)，包括轉(zhuǎn)速測量電源模塊、控制算法等。從這個(gè)式中可以看出，如果 VCC 已知，電壓平均值由 PWM 脈沖的占空比決定，而這個(gè)占空比我們是通過單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器設(shè)置完成，也就是我們只需要改變寄存器就可以。 仿真軟件能夠 支持 與其它 軟件 的 調(diào)試 以及各種仿真斷點(diǎn)調(diào)試、單步運(yùn)行調(diào)試程川川： 帶傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研究 20 和全速運(yùn)行調(diào)試三種常用調(diào)試方式 。然后選擇 Project 菜單下的 Built Target 命令進(jìn)行編譯、連接。你可以在很短的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)用它來開 發(fā)單片機(jī)應(yīng)用程序。 PID 閉環(huán)控制 速度的采集： FX2N 能夠采用高速脈沖采集，頻率可達(dá)到 30KHz，共包含 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器（ HSC0~HSC5），有 12 種工作模式。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)論文 15 圖 36 數(shù)碼管顯示 穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 利用 LM7812 和 LM7805 芯片得到 12V 和 5V 的電壓， 220 的交流電先通過變壓器降壓，然后經(jīng)一個(gè)不控整流橋整流得到直流電壓，最后通過穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓其中 5V 給單片機(jī)供電， 12V 則給電機(jī)供電。 (2) 共陰極接法：將發(fā)光二極管的陰極都接一塊，形成一個(gè)公共端，這個(gè)公共端在實(shí)際使用時(shí)接電源的負(fù)極，而數(shù)碼管的正極是接電源的正極，但是因?yàn)槎O管的導(dǎo)通電阻很低，如果直接接電源的話會(huì)把二極管燒壞，所以我們?cè)跀?shù)碼管的正極接一個(gè)電阻，作為限流。 圖 33 成品光電編碼器 這次設(shè)計(jì)我選的是光電傳感器，采用穿透法測量電機(jī)轉(zhuǎn)速。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)論文 11 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng) 硬件電路設(shè)計(jì)框圖如下圖所示，硬件電路結(jié)構(gòu)初步設(shè)想由以下部分組成：時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、輸入電路、單片機(jī)、顯示電路。 控制系統(tǒng)總體方案 的確定 根據(jù)試驗(yàn)要求，應(yīng)在給定轉(zhuǎn)速和負(fù)載的條件下測試相關(guān)數(shù)據(jù)。 力矩檢測原理 本系統(tǒng)通過壓力傳感器測量力矩，如果知道了動(dòng)力距和阻力距那么就可以算出試驗(yàn)臺(tái)的效率了。 （ 2） 控制引腳 ALE/ PROG :ALE 是一個(gè)地址鎖存控制信號(hào)，正常作用使輸出為一個(gè)脈沖； PROG 是這個(gè)功能對(duì)應(yīng)的另一個(gè)引腳，在程序編寫時(shí)，這個(gè)引腳會(huì)有一定脈沖。 （ 5） 唯一的 +5V 供電電源 通過一個(gè)低電壓供電，完成片內(nèi)正當(dāng)器 與定時(shí)電路，工作的頻率最高也可以達(dá)到 12MHZ。 缺點(diǎn)是 只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，機(jī)械特性較軟，調(diào)速平滑性差；空載時(shí)會(huì)在調(diào)速電阻上消耗大量電能；還幾乎沒什么調(diào)速作用。改變電樞電壓 時(shí)，要使 電樞電壓從額 定電壓往下降低，從電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速向下變速， 這種 調(diào)速方法 保證 轉(zhuǎn)矩 不變 。 (4)測試 不同初拉力 情況 下皮帶打滑時(shí)轉(zhuǎn)矩。 在 變頻 調(diào)速 技術(shù) 上的使用 還不 廣泛 ， 很多 直流傳動(dòng) 裝置現(xiàn)在還 釆用分離 的元件 作為 系統(tǒng)控制， 這種水平還有很大的提升空間 。 在國外， 脈沖寬度調(diào)制 最 先 是在軍事工業(yè) 和 空間技術(shù)中 使用 。 早期 試驗(yàn)臺(tái) 是借助 調(diào)壓器手動(dòng) 控制 電機(jī) 的 速度， 并且 是 工作于 開環(huán) 模式 ；用 來 模擬 負(fù)荷 的磁力制動(dòng) 作用 ， 它的 電流也是 通過 滑動(dòng)變阻器 進(jìn)行人工 調(diào) 整 。 英特爾公司生產(chǎn)的 MCS51 單片機(jī)是一款高檔 8 位單片機(jī)，它的集成度高，功能較全，在控制和開發(fā)應(yīng)用上有很好的特性，特別做在如今的測控領(lǐng)域是一款很好的 CPU 控制器。 關(guān)鍵詞：單片機(jī) ；控制系統(tǒng)；傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)；調(diào)速；直流電機(jī) ABSTRACT II ABSTRACT Motor is one of the most important drive equipment in modern production, due to its advantages of low cost, durable, easy maintenance and has been widely modern industrial production, there are some equipment need according to different work environment, to adjust to a specific speed, such as transmission testbed, elevators, motor speed put forward higher request, hope in the process of running by an electric motor, can realize speed regulation, the size of the power and torque calculation, put forward the transmission test bench based on single chip microputer. Intel, A microcontroller is A single chip microputer MCS 51 series, the series is now in mon use, its high level of integration, and itself the function is plete, including microprocessor, RAM, ROM, general I/O port, timer/counter, munication interface, PWM pulse modulation, A/D conversion circuit, and so on are integrated on A chip, these all modules in the program piled under good control. This topic research the belt transmission testbed singlechip microputer control system, detailed study of the structure of the single chip microputer control dc motor speed control system, and design the corresponding control main board and the interface circuit, 8bit microcontroller is studied using traits and skills, the design of the minimum system board and motor drive circuit, qualitative analyzed the working principle of the this basis, we finished the MCU of dc motor speed regulation control, can very good control of the brushless dc motor are turning, inversion, start, stop, speed, acceleration and so on, but also under some feedback quantity to calculate the power and torque of the motor closed loop PID control response speed, good performance, reliable operation, good adaptability. Keywords: single chip puter。 （保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）在解密后適用本授權(quán)書） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 摘要 I 摘 要 電機(jī)是現(xiàn)代生產(chǎn)中最重要的拖動(dòng)設(shè)備之一，因其價(jià)格低廉、經(jīng) 久耐用、維修容易等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用。設(shè)計(jì)（論文）中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料，均已在設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，除此之外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。故此提出了基于單片機(jī)的傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。 speed regulating。 問題的提出 在如今的現(xiàn)實(shí)生活中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)已在各行各業(yè)得到廣泛的發(fā)展和 應(yīng)用，其中自動(dòng)控制調(diào)速系統(tǒng)的使用則有著舉足輕重的作用。為了更好 的轉(zhuǎn)向 科研教程川川： 帶傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研究 2 學(xué)，需重新設(shè)計(jì)原試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)。 如今，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合的趨勢更為明顯， 使得 電機(jī)控制以 越來越快 的 腳步前進(jìn) 。 本控制對(duì)象為 一個(gè) 既有機(jī)械又有電氣 的計(jì)算機(jī)控制 裝置 ， 滿足 了現(xiàn)代技 科技 發(fā)展對(duì)實(shí)驗(yàn)的 標(biāo)準(zhǔn) ， 可以 在本試驗(yàn)臺(tái)上 進(jìn)行 綜合性 的 實(shí)驗(yàn)， 讓 學(xué)生 不僅 學(xué)習(xí)機(jī)械 方面 的知識(shí) ，而且對(duì) 微機(jī)控制原理、 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、電子技術(shù)等 都可以有部分了解 ， 利 于培養(yǎng)學(xué)生 養(yǎng)成 機(jī)電一體化的 思維 。其2 帶傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)單片機(jī)控制的基本原理 帶傳動(dòng)設(shè)備構(gòu)造及原理 帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 （ 2） 調(diào)節(jié) 電動(dòng)機(jī)主磁通 。MCS51 單片機(jī)又有很多的分類，但是總體上的組成結(jié)構(gòu)和工作原理是相似的。其引腳功能如圖 23 所示： （ 1） I/O 口引腳 ～ P0 口 8 位雙向口線（在引腳的 32～ 39 號(hào)端子），是 8 位漏極開路的三態(tài)雙向 I/O 端口，如果使用外部的存儲(chǔ)器，那么這個(gè)口既可以作為地址總線由可以作為數(shù)據(jù)總線，可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。 （ 3）時(shí)鐘引腳 單片機(jī)的 18,19 引腳是時(shí)鐘引腳，這兩個(gè)引腳通過外接晶振和片內(nèi)的一個(gè)方向放大器構(gòu)成一個(gè)晶體振蕩器， 產(chǎn)生的振蕩信號(hào)為單片運(yùn)行提供時(shí)鐘。系統(tǒng)中使用的電橋?yàn)榈缺垭姌?，如圖 24 所示，沒有動(dòng)作前四個(gè)電阻都是相等 的買這個(gè)時(shí)候得到的輸出電壓為零。 數(shù)字控制方式采用的是數(shù)字信號(hào)，溫度影響很小，不會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)飄逸的現(xiàn)象，外圍硬件很好，只需要少量的硬件就可以完成多種作用，而且很容易改變，大部分功能是 采用軟件完成，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的控制速度很快，精確度高，所以可以完成很好的計(jì)算和存儲(chǔ)工恩呢該，而且在顯示界面和鍵盤控制上很好完成，通訊也也很容易實(shí)現(xiàn)。 單片最小系統(tǒng)的控制框圖如圖 31 所示，主要包括復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、按鍵電路和單片機(jī)核心。 圖 34 成品光電編碼器 控制面板設(shè)計(jì) 按鍵接口 通過一些開關(guān)可以構(gòu)成鍵盤，這是一個(gè)最簡單的單片機(jī)和外接的接口，用戶可以按下按鍵，輸入命令或者數(shù)據(jù)，這是由設(shè)計(jì)者在程序中進(jìn)行設(shè)定完成的，通過硬件完成鍵值的處理我們叫做編碼鍵盤，通過軟件識(shí)別不同的鍵值是非編碼鍵盤，編碼鍵盤價(jià)格昂貴，但用起來方便，一般設(shè)計(jì)者們都是采用非編碼鍵盤，這樣對(duì)于功能而言可以由程序自由改進(jìn)，性價(jià)比比較高。 如圖 36 所示，對(duì)于 8 個(gè) 7 端數(shù)碼管，要實(shí)現(xiàn) 一個(gè)時(shí)間同時(shí)顯示不同的字符，是不可能實(shí)現(xiàn)的。 VI1VO3GND2U17 8 0 5B R 12 W 0 0 5 GC43 3 0 u fC10 .1 u fC21 u fA C 1T R 1T RA NS F O RM E RV C CC33 3 0 u fD11 N40 0 7R170V C CV = 5 .0 0 4 4 2 圖 37 穩(wěn)壓電源電路 這個(gè)電源存在缺點(diǎn)：穩(wěn)壓芯片不能快速完成調(diào)節(jié)，也就是說如果輸入的信號(hào)或者負(fù)載發(fā)生高速變換時(shí)，電源芯片不能快速響應(yīng)；產(chǎn)生很大的內(nèi)部損耗，這個(gè)能量變?yōu)闊崃勘涣魇Я?，效率不高，故穩(wěn)壓芯片都需要一個(gè)散熱。轉(zhuǎn)速單位為 min/r 。此外 ,Keil uVision2 IDE 支持 C 語言程序 ,也支持匯編語言程序。在 PROTEUS中畫好原理圖后 ,調(diào)用在編譯器中編譯后的目標(biāo)代碼文件 , 就可以很形象的看到在PROTEUS 仿真原理 圖的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和過程。 圖 42 Proteus ISIS 的工作界面 對(duì)于程序流程圖，我們一般是采用自上而下的形式設(shè)計(jì)，按照程序執(zhí)行的順序進(jìn)行介紹，這樣對(duì)于程序設(shè)計(jì)者的思路也是很清晰，同時(shí)也便于用戶進(jìn)行理解。 程川川： 帶傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研究 22 外 中 斷 響 應(yīng)中 斷 請(qǐng) 求