【正文】 三極管是種雙極性大功率高反壓晶體管 ，它大多數(shù)用作于功率開關(guān)使用，而且三極管是一種擁有自關(guān)斷特點的全控型電力半導(dǎo)體器件，這一特性可以使各種變流電路的控制更加簡單和靈活，線路組成大為簡化。選擇使用芯片可減少這一狀況發(fā)生。 采 用 I2C 總線標準技術(shù)的單片機內(nèi)部不 單單具有 I2C 接口電路，還 能 把內(nèi)部的 每個 單元電路劃分為 單獨 的模塊，運用軟件尋址的方式 完成 片選。因為本次論文設(shè)計電路中顯示的數(shù)據(jù)非常少，如果選液晶顯示那將有很多資源沒使用。但是其顯示特性比靜態(tài)顯示差很多，通過二極管發(fā)光現(xiàn)象，讓 大家 感到仿佛每個數(shù)碼管在同時顯示，這就是動態(tài)顯示。數(shù)碼管第一位表示電機真反轉(zhuǎn)，“三”表示正轉(zhuǎn)，“ F”表示反轉(zhuǎn)。 開 始初 始 化啟 停 鍵 按 下 ？開 定 時 中 斷關(guān) 外 中 斷軟 件 延 時去 抖 動開 外 中 斷啟 動 定 時等 待 中 斷啟 停 鍵 按 下 ？YNYN 20 PWM 脈寬控制 任何 脈沖周期 都能 由低電平持續(xù)時間系數(shù) DIAN1 以及 高電平持續(xù)時系 數(shù) DIAN0 構(gòu) 成， 在 本 次 設(shè)計中 使 用的脈沖頻率為 ，可得 6 5 5 3 610 =+ D I A ND I A N （ 51） 占空比為 )+ DI A N/( DI A N DI A N 100 （ 52） 因此要 完成 定頻調(diào)寬調(diào)速方式，只 要用 程序 改變 全局變量 DIAN0， DIAN1 的 數(shù) 值 即可 ，如圖 52 所示為 該子程序流程圖。 TH0=0。 led2=0。 } } 按鍵處理子程序流程圖 選用中斷方式，按下鍵的時候，單片機 腳發(fā)生一負跳 沿，反應(yīng)該中斷處理程序，實現(xiàn)延時去抖動、鍵碼辨別、按鍵功能執(zhí)行。 其次。之后首先在電腦上安裝 keil 軟件把編寫好的程序在 keil 軟件中進行編譯，生成 設(shè)計 需要的單片機的 HEX 文件， 然后用 Proteus 軟件仿真。本設(shè)計主要用的元器件有： AT89S51 單片機，電機驅(qū)動芯片 L298， LED 數(shù)碼管等。 參考文獻 29 參考文獻 [1] 高鵬 ， 史曉東 ， 王樂勇 ． 基于 DSP 的直流電機調(diào)速系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [2] 胡雙 ,馬志云 ． .永磁無刷直流電機系統(tǒng)建模研究 [J].電工技術(shù)雜志 ， :17～ 21 [3] 西巴依洛夫，洛奧斯，劉銳鄉(xiāng) ． 電機的數(shù)學(xué)摸擬 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [4] 施佩特，許實章，陶醒世 ． 電機：運行理論導(dǎo)論 [M].北京：機械工業(yè)出版社， [5] 許小戈 ． 直流電機的工作原理及常見故障分析 [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， ,2021 [6] 黃大明 ． 永磁直流電機的 EMI 抑制 [M]科學(xué)出版社 , :3～ 6 [7] 陳梅 ,楊琳琳 ,許正榮 ． 直流電機的模糊 PID 控制 [J].自動化技術(shù)與應(yīng)用 ,:14～ 15 [8] 劉傳坤 蔣富強 宋志環(huán) ． 發(fā)電電動機轉(zhuǎn)子損壞故障電磁力分析 [M].北京：科學(xué)出版社， [9] 李旭 孫寶林 ． 淺談三相異步電動機維修及故障排除 [M].北京：科學(xué)出版社， [10] 王新嵐 ． 淺談直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展 [M].北京：清華大學(xué)出版社， [11] 王曉明 ． 電動機的單片機控制 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [12] 倪忠遠 ． 直流調(diào)速系統(tǒng) [M].北京：機械工業(yè)出版社， [13] 俞靜濤 ． 直流調(diào)速傳動：整流和調(diào)節(jié)技術(shù)的實際應(yīng)用 [M]. 北 京：煤炭工業(yè)出版社， 1980 [14] 拉希德，陳建業(yè)，楊德剛 ． 電力電子技術(shù)手冊 [M].北京：機械工業(yè)出版社， [15] 王少平，田慶安，昌現(xiàn)蘭 ． PWM 控制與驅(qū)動器使用指南及應(yīng)用電路：單端控制與驅(qū)動器部分 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， [16] 張崇巍，張興 ． PWM 整流器及其控制 [M].北京：機械工業(yè)出版社， [17] 王兆安，黃俊 ． 電力電子技術(shù) [M].北京：機械工業(yè)出版社， [18] 李序葆，趙永健 ． 電力電子器件及其應(yīng)用 [M].北京：機械工業(yè)出版社 ， [19] 白芹 ． 現(xiàn)代交直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展與展望 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 附錄 30 附錄一 include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit wei1=P2^4。 sbit led1=P3^6。 uchar count。j0。 wei2=0。 wei4=0。 delay()。 scl=1。 scl=1。 } void init()//芯片初始化 { sda=1。 delay()。 delay()。 wei3=1。 //延時一段時間 wei1=1。i0。//第四個按鍵接口 uint speed,num。//AT24C01 sbit ctrl1=P2^0。所以本次設(shè)計研究 PWM 調(diào)速的直流電機問題值得大家思考，如何提高直流電機調(diào)速運行的可靠性、穩(wěn)定性和精度都是以后必須改善的問題。 經(jīng)過對硬件電路和軟件程序調(diào)試實驗結(jié)果表明，本次論文設(shè)計的基于單片機的直流電機調(diào)速系統(tǒng)能按照 本次 的設(shè)計任務(wù)很好的完成任務(wù)，加速、減速、轉(zhuǎn)向等控制。重點研究了Proteus 的 ISIS 模塊。 圖 61 KEIL 軟件窗口圖 在上面簡單介紹了一下 keil 軟件的特點功能后，下面要介紹如何使用 keil 軟件進行程序的編寫，首先要在 keil 軟件中新建一個工程。ctrl1=1。 else ctrl1=1。 } if(count2==50) //1 秒 { count2=0。對定時器置初值 8AD0H 可定時為 60ms。 18 圖 410 數(shù)碼管顯示電路 P24， P25， P26， P27 對應(yīng)連接單片機的引腳， 1， 2， 3， 4 接數(shù)碼管引腳。壞處是：每一個字形必須占用一個數(shù)碼管，每一個數(shù)碼管都必須 8 位 I/O 口來操控，所需電路非常復(fù)雜而且成本高。 LED 顯示電路設(shè)計 四位一體數(shù)碼管顯示 要將數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示器中要經(jīng)過透明鎖存器的數(shù)據(jù)緩沖電路。 I2C 總線的數(shù)據(jù) 傳遞 速率在 正常標準的工作方式下 一般 為 100kbit/s 而在快速方式下最高傳 遞 速率 能 達到 400kbit/s。通過從 輸入信號， 輸入低電平與從 輸入低電平， 輸入信號分別完成電動機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)功能。 圖中，四只 GTR 三極管分成兩組， 1VT 和 4VT 為一組， 2VT 和 3VT 為另外一組。正常按鍵在啟動的剎那會有抖動發(fā)生，就是簧片在被下壓會有細小的反彈，必須要過一定的時間才能完全碰到。本設(shè)計采用12MHZ 晶振，外接 電容 C1 和 C2。 12 第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 如下圖 41 所示為硬件電路設(shè)計框圖，硬件電路結(jié)構(gòu)初步假想由以下 6 部分組成：復(fù)位電路、時鐘電路、輸入電路、單片機、驅(qū)動電路和直流電機。 第三章 系統(tǒng)方案論證 11 按照兩個方案的理解，且對照論文的要求，最后決定選用第二種。 根據(jù)本次設(shè)計的設(shè)計要求，顯示模塊選用方案一。 本次設(shè)計 不需要在硬件電路設(shè)計花很多時間，就能將重心用在完成算法以及軟件設(shè)計構(gòu)思中，工作效果也能得到 保證，能在最短的時間中完成工作。單片機的最小系統(tǒng)通常包括了時鐘電路以及復(fù)位電路，同時這些非常小的系統(tǒng)能夠保證單片機的 平常運行，是其運行所不可或缺構(gòu)成部分。這種技術(shù)的輸出引腳與指令系統(tǒng)都是相互兼容的。因此本次設(shè)計選用方案二。 方案一：首先系統(tǒng)控制器選用 FPGA，其中文名為現(xiàn)場可編輯門列陣， FPGA 能夠完成很多繁雜的邏輯功能，密度非常高，其把全部器件集成在一塊很細小芯片上，大大縮小了 8 體積，穩(wěn)定性也得到很大提高，還能使用 EDA 軟件仿 真、調(diào)試，便于實現(xiàn)功能控制。電機的平均速度： DVVD ?? max ，從這個公式中可以知道，調(diào)節(jié)占空比就能獲得任意的電機速度。 （ 3)） 脈寬調(diào)制 (PWM)變換器也稱為直流斬波器，其的作用是使用功率開關(guān)器件關(guān)閉和斷開實現(xiàn)操控，控制通斷時間比例，將穩(wěn)定的直流電源電壓轉(zhuǎn)換成平均值可控制的直流電壓，也可叫做 DCDC 變換器。 本文便是操縱這類操控方法改變電壓占空比來達成對直流電機速度的操縱。 圖 21 直流電機物理模型圖 直流電機的基本工作原理 在上段話描述的直流電機中 ， 假如刪去原動機，再讓兩個電刷接通直流電源，像圖 22（ a）展現(xiàn)一樣，就會有直流電流由電刷 A 流進去，途經(jīng)線圈 abcd，最后在電刷 B 流出來，再依照電磁力定律，載流導(dǎo)體 ab 以及 cd 被電磁力所 干擾 ，可由左手定則 來 判斷其方向，兩段導(dǎo)體所受到的力構(gòu)成了一個轉(zhuǎn)矩，從而讓轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)。 4 第二章 直流電機的 工作 原理 直流電機的結(jié)構(gòu) 模型 中，不可以轉(zhuǎn)動的裝置有磁鐵、電刷，磁鐵裝置也叫做主 磁極。目前我國大部分數(shù)字化控制直流調(diào)速設(shè)備還是依靠進口。以上技術(shù)的應(yīng)用，使直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標大幅提高，應(yīng)用范圍不斷擴大，直流調(diào)速技術(shù)不斷發(fā)展。但 發(fā)電機 電動機調(diào)速系統(tǒng)的主要缺點是需要增加兩臺與調(diào)速電動機相當?shù)男D(zhuǎn)電機和一些輔助勵磁設(shè)備，因而體積大，維修困難。 在單向電機的電子驅(qū)動電路中，主要的器件是晶閘管，后來是用相位控制的雙向可控硅。 選題的目的和意義 直流電動機調(diào)速應(yīng)用于實際中 很多地方 ， 家電 ， 工業(yè) 等，因為它能夠在一個 非常 大的范圍內(nèi)平滑調(diào)速。脈寬調(diào)制， 也成為 當今 應(yīng) 用最 常用 的 方式 。 關(guān)鍵詞 ： PWM 調(diào)速系統(tǒng)；直流電機；單片機 II Abatract In real life, the automated control system has achieved a wide range of applications and development in all walks of life, including DC motor speed control system plays a particularly important role. This paper studies the use of MCS51 series singlechip PWM control signal in order to achieve a method for controlling the rotational speed of a DC motor, which uses pulse width modulation technology, directly to the constant DC voltage modulated into a variable DC voltage magnitude to achieve DC smooth adjustment armature voltage across the DC PWM speed control system configuration. Relative to today39。 相對于現(xiàn)今的其他方法，如用硬件或者 硬件與軟件相結(jié)合的方法對電機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，采用 PWM 軟件方法來實現(xiàn)調(diào)速過程的優(yōu)點是擁有更大靈活性和更低成本。單片機系統(tǒng)采用了基于總線的模塊式單片機通用開發(fā)設(shè)計方案，配置靈活，可根據(jù)需要組合成各種應(yīng)用系統(tǒng)。 microcontroller III 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................................... I Abatract .......................................................................................................................................... II 第一章 緒論 .................................................................................................................................... 1 課題研究的背景 ................................................................................................................. 1 選題的目的和意義 ....................................................