【正文】 eilC51 軟件是眾多單片機應用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編輯、編譯、仿真于一體，支持匯編、 PLM 語言和 C 語言的程序設計，界面友好，易學易用。因此，通過檢測 I/O 口線的電平狀態(tài)，即可判斷鍵盤上哪個鍵被按下。 LED 七段數(shù)碼管的結構 湖北科技學院本科畢業(yè)論文：傳輸設備速度控制器的設計 第 20 頁 共 43 頁 圖 46(a)共陰極 圖 46(b)共陽 極 圖 46(c)管腳圖 其中：圖（ a）為共陰極結構， 8 斷發(fā)光二極管的陰極端連接在一起，陽極端分 開控制，使用時公共端接地，要使哪根發(fā)光二極管，則對應的陽極端接高電平。 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容； 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器； 1000 次擦寫周期；全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz；三級加密程序存儲器； 32 個可編程 I/O 口線；三個 16 位定時器 /計數(shù)器；八個中斷源；全雙工 UART 串行通道；低功耗空閑和掉電模式；掉電后中斷可喚醒；看門狗定時器；雙數(shù)據(jù)指針；掉電標識符。如果單片機在 1s 內檢測到 N 個脈沖信號，就表明電動機轉過的周數(shù) n=N/24?；魻杺鞲衅鞣譃榫€性型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器 兩種。其中輸出腳（ SENSEA 和 SENSEB）用來連接電流檢測電阻， Vs 接邏輯控制的電源。 湖北科技學院本科畢業(yè)論文：傳輸設備速度控制器的設計 第 15 頁 共 43 頁 4 系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)基本組成 圖 41 系統(tǒng)組成框圖 鍵盤向單片機輸入相應控制指令，由單片機通過 與 其中一口輸出與轉速相應的 PWM 脈沖，另一口輸出低電平，經(jīng)過信號放大，驅動電動機控制電路，實現(xiàn)電動機轉向與轉速的控制。 方案二：采用行列式鍵盤，這種鍵盤的特點是行線、列線分別接輸入線、輸出線。 顯示電路設計方案 在電機轉速控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要對參數(shù)、工作方式以及電機當前運行狀態(tài)的顯示，因湖北科技學院本科畢業(yè)論文：傳輸設備速度控制器的設計 第 13 頁 共 43 頁 此在整個系統(tǒng)中必須設計一個顯示模塊，考慮有三種方案： 方案一：使用七段數(shù)碼管（ LED）顯示。 方案二：采用對射式光電傳感器。 方案一：采用大功率晶體管組合電路構成驅動電路，這種方法結 構簡單，成本低、易實現(xiàn)，但由于在驅動電路中采用了大量的晶體管相互連接，使得電路復雜、抗干擾能力差、可靠性下降，我們知道在實際的生產(chǎn)實踐過程中可靠性是一個非常重要的方面。 AT89S52 單片機是 AT89S51 的升級版，擁有更多功能，它的算術運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制。 （ 1）擴充臨界比例度法。因此 ,式（ 27）又稱為位置型 PID 算式。目前提出的控制算法有很多。 嚴格來說，平均速度 aV 與占空比 D 并非嚴格的線性關系，但是在一般的應用中，我們可以將其近似的看成是線性關系。 PWM 可以應用在許多方面，如電機調速、溫度控制、壓力控制等。 與 VM 系統(tǒng)相比， PWM 調速系統(tǒng)有下列優(yōu)點： （ 1）由于 PWM 調速系統(tǒng)的開關頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運行平穩(wěn)，調速范圍較寬，可達 1： 10000左右。 湖北科技學院本科畢業(yè)論文：傳輸設備速度控制器的設計 第 6 頁 共 43 頁 圖 24 為直流斬波器的原理電路和輸出電壓波型，圖中 VT 代表開關器件。且技術落后，因此擱置不用。用交流電動機和直流發(fā)電機組成機組，以獲得可調的直流電壓。改變磁通可以實現(xiàn)無級平滑調速，但只能減弱磁通進行調速（簡稱弱磁調速），從電機額定轉速向上調速，屬恒功率調速方法。 湖北科技學院本科畢業(yè)論文：傳輸設備速度控制器的設計 第 4 頁 共 43 頁 圖 22 直流電機原理圖 直流電機調速方法 根據(jù)勵磁方式不同，直流電機分為自勵和他 勵兩種類型。在電樞鐵心上放置了由 A 和 B 兩根導體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個圓弧形的銅片上，此銅片稱 為換向片。 研究方法 本文主要研究了利用 MCS51 系列單片機，以鍵盤作為輸入達到控制直流電機的啟停、速度和方向，完成了基本要求和發(fā)揮部分的要求。隨著電力電子技術、微電子技術和自動控制技術的發(fā)展以及各種新的理論方法，如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想的應用， PWM 控制技術獲得了空前的發(fā)展，到目前為止，已經(jīng)出現(xiàn)了多種 PWM 控制技術。勵磁控制法控制磁通，其控制功率雖然小但低速時受到磁飽和的限制，高速時受到換向火花和換向器結構強度的限制，而且由于勵磁線圈電感較大動態(tài)響應較差。其換向器與電刷的位置保證了電樞電流與勵磁電流的解耦。本系統(tǒng)以 AT89S52 單片機為控制核心，產(chǎn)生占空比受數(shù)字 PID 算法控制的 PWM 脈沖實現(xiàn)對直流電機轉速的控制。電源采用 78 系列芯片實現(xiàn) +5V、 +15V 對電機的調速采用 PWM 波方式， PWM 是脈沖寬度調制。 PWM； PID 湖北科技學院本科畢業(yè)論文：傳輸設備速度控制器的設計 目 錄 1 緒論 ......................................................................................................................................1 課題背景 .......................................................................................................................1 選題的目的和意義 .......................................................................................................2 研究方法 .......................................................................................................................2 2 基本原理闡述 ......................................................................................................................3 直流電機調速 ...............................................................................................................3 直流電機原理 ........................................................................................................3 直流電機調速方法 ................................................................................................4 PWM 原理及其實現(xiàn)方法 .................................................................................................6 PWM 基本 原理 .........................................................................................................7 PWM 脈寬調制方 式 .................................................................................................8 PID 算法簡介 .................................................................................................................8 PID 控制 ..................................................................................................................8 數(shù)字 PID 算法 ........................................................................................................8 數(shù)字 PID 參數(shù)整定方法 ......................................................................................10 3 系統(tǒng)總體設計方案 ............................................................................................................ 11 單片機設計方案 ......................................................................................................... 11 驅動電路設計 方案 .....................................................................................................12 速 度采集模塊設計方案 .............................................................................................12 顯示電路設計 方案 .....................................................................................................13 輸 入電路設計方案 .....................................................................................................13 電源設計方案 …………………………………………… ............………… ....… .....13 4 系統(tǒng)硬件設計 ....................................................................................................................15 系統(tǒng)基本組成 .............................................................................................................15 電源電路設計 .............................................................................................................15 電機驅動電路設計 .....................................................................................................16 轉速測量電路設計 .....................................................................................................17 AT89S52 的 簡介 ...........................................................................................................18 AT89S52 主要性能 .............................................................................................