【正文】 E%amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx 2zVkum amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。6a*CZ7H$dq8Kqf HVZFedswSyXTyamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。并通過人機(jī)界面，完成對(duì)電機(jī)運(yùn)行的參數(shù)設(shè)置，且直觀地觀察電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。 方法四： 單片機(jī)的 PWM 口。 通過 PROTEUS 仿真，我們可以得到電樞兩端的平均電壓不同時(shí)的 PWM 波形， 平均電壓較高時(shí) 圖 PWM波形圖（電壓高） 平均電壓一般時(shí) 24 圖 PWM波形圖（電壓一般） 平均電壓較低時(shí) 圖 PWM波形圖（電壓低） 3． 5． 2 PWM 脈沖的產(chǎn)生 目前在鍵盤輸入模塊主要有以下 四 種方法： 方法一： 分立電子元件組成的 PWM 信號(hào)發(fā)生元件。當(dāng)這個(gè)負(fù)載為直流電機(jī)時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的 調(diào)壓調(diào)速。 根據(jù)行號(hào)、列號(hào)建立一個(gè)鍵值數(shù)據(jù)表，鍵值存于數(shù)據(jù)表中，當(dāng)相應(yīng)的按鍵按下時(shí)，再從中取鍵值。 如圖 。 (6) 頁面地址設(shè)置 D/I R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 0 1 1 1 Page（ 0~7） 頁面地址是 DDRAM 的行地址。每當(dāng)編碼器旋轉(zhuǎn)一周記為一個(gè)脈沖，由脈沖觸發(fā)外部中斷，累計(jì) 外部中斷的 次數(shù) ， 除以編碼盤上的總開口數(shù)， 便可得到編碼器旋轉(zhuǎn)地圈數(shù)。 值得注意的是，微分控制不能獨(dú)立存在，一般情況下， 都要配合比例控制存在 ,實(shí)現(xiàn) PD 控制。但對(duì)于存在慣性環(huán)節(jié)的系統(tǒng)， pK 過大時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的超調(diào)量，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)震蕩，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在本直流電機(jī)速度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，速度控制器的輸出信號(hào)，作為脈寬調(diào)制器的控制信號(hào)， 經(jīng)過傳感器處理后，形成速度反饋信號(hào)， 反饋信號(hào)直接送到電子數(shù)字計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)中去 。其優(yōu)點(diǎn)是在鍵盤較多的情況下，占用的 I/O 口資源較少，缺點(diǎn)是相對(duì)于獨(dú)立式鍵盤而言，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 圖 128? 64LCD液晶顯示器模塊 電路圖 2． 5 鍵盤輸入模塊設(shè)計(jì) 2． 5． 1 鍵盤輸入模塊的原理與方法 由于本直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)要求通過按鍵形式對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)控制，包括：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、停止、啟動(dòng)以及 PID 控制器的參數(shù)設(shè)定。 方法二： 液晶顯示器 LCD。光電碼盤與電機(jī)同軸， 當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子器件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)的脈沖信號(hào)。 方法三 ：光電編碼器。 當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)行同時(shí)，瞬間導(dǎo)通另一組 晶體管 ，將使電機(jī)快 9 速停止。以L298N 構(gòu)造組成的 PWM 功率放大器的工作形式為單級(jí)可逆模式， 2個(gè) H橋的下側(cè)橋晶體管發(fā)射極連接 在一起。 若想要讓電機(jī)運(yùn)行，需要導(dǎo)通對(duì)角的兩個(gè)三極管， Q1 與 Q4或 Q2與 Q3。工業(yè)先進(jìn) 的國(guó)家所應(yīng)用的交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)已 經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括：中央處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 、并行輸入 /輸出口、定時(shí) /計(jì)時(shí)器、中斷系統(tǒng)。人機(jī)界面采用 128? 64LCD顯示器顯示電機(jī)當(dāng)前的參數(shù)、 正反轉(zhuǎn)狀態(tài)、轉(zhuǎn)速以及 運(yùn)行時(shí)間 ，通過 4? 4 鍵盤實(shí)現(xiàn)：數(shù)字PID 參數(shù)設(shè)置、電機(jī)正反轉(zhuǎn)、加速、減速、啟動(dòng)、停止。 在如此多樣的 PWM控制技術(shù)中 SPWM 控制技術(shù)是其中最為成熟的控制方法，而本課題也將采用此種控制方法。單片機(jī)具有性能高、體積小、速度快、穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用廣泛、高通用性等優(yōu)點(diǎn)。其中，對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方法 可分為兩類：勵(lì)磁控制與電樞電壓控制。 關(guān)鍵字 數(shù)字 PID；無靜差調(diào)節(jié)； PWM 脈沖 III DC motor PWM speed control system based on Microcontroller ABSTRACT This thesis design is 51 series microcontroller as control core， the system produces PWM impulse whose duty ratio is controlled by digital PID arithmetic to control the power of DC motor,to make sure the running of DC motor39。s rotate speed. At the same time the design uses photoelectric sensor to transduce the electromotor speed into impulse frequency and feed it back to microcontroller as speed closed loop control system to attain the purpose of rotate speed39。勵(lì)磁控 制調(diào)速法是通過控制磁通，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。 隨著單片機(jī)性能的日益提高與完善，與此同時(shí)，電子電力器件及驅(qū)動(dòng)技 術(shù)也更加成熟，在前者的基礎(chǔ)上，伴隨著 PWM 控制技術(shù)及電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展， PWM 技術(shù)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制中的應(yīng)用逐漸受到人們更多的關(guān)注。 在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制是一個(gè)至關(guān)重要的領(lǐng)域。 本調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)到的控制算法與指令均通過 C語言編輯完成。 圖 MCS51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖 MCS51系列單片機(jī)為哈佛結(jié)構(gòu)，就是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開，相互獨(dú)立。 在單片機(jī)控制的電機(jī)系統(tǒng)中，單片機(jī)的輸入信號(hào) 一般是：用作頻率或轉(zhuǎn)速設(shè)定的運(yùn)行指令，用作閉環(huán)控制和過電壓、過電流保護(hù)的電機(jī)系統(tǒng)電流、電壓反饋量，用于轉(zhuǎn)速、位置閉環(huán)控制的電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角信號(hào)，用作缺相或瞬時(shí) 停電保護(hù)的交流電源電壓 信號(hào)等。 當(dāng) Q1 與 Q4導(dǎo)通時(shí)，如圖， 圖 電機(jī)順時(shí)針運(yùn)行 電流從從電源正極流出后，從 Q1 由左向右流過電機(jī)，再從 Q4流出回來電源的負(fù)極。其引腳圖如下圖所示， 1腳 和 15腳可單獨(dú)引出 連接電流采用電阻器 ，形成 電流傳號(hào)。 電機(jī)的在轉(zhuǎn)速上的調(diào)節(jié)由單片機(jī)產(chǎn)生不同占空比的 PWM 信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。這是一種通過 光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。再通過計(jì)算一個(gè)周期內(nèi)光電編碼器輸出 的脈沖數(shù)，從而得到當(dāng)前電機(jī)的轉(zhuǎn)速 如圖 (b)所示 。其分為點(diǎn)陣型與字符型兩種，點(diǎn)陣型液晶可顯示圖形和文字，字符型液晶只能顯示字符。所以 按鍵輸入模塊是本系統(tǒng)的人機(jī)界面部分至關(guān)重要的一部分。 將上訴兩種方法進(jìn)行比較 ，本課題要求完成電機(jī)的加速、減速、啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)控制，以及對(duì) P、 I、 D三項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定，所以所需的按鍵較多。我們采用的 PID 控制器是通過計(jì)算機(jī)基于 PID 控制算法通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)的。 比例控制能夠減小偏差，但是不 能消除靜態(tài)偏差。 16 圖 微分（ D）和比例積分（ PD）控制階躍響應(yīng) 上述 對(duì) P、 I、 D控制各項(xiàng)的闡述可由表 可進(jìn)行直觀的對(duì)比 增益常數(shù)（系數(shù)） 上升時(shí)間 過沖 建立時(shí)間 穩(wěn)態(tài)誤差 Kp 減少 增大 很小變化 減小 KI 減少 增大 增加 消除 KD 很小變化 減小 減少 很小變化 圖 積分（ I）和比例積分（ PI）控制階躍響應(yīng) 3． 1． 2 數(shù)字 PID 算法的實(shí)現(xiàn) 在單片機(jī) 的應(yīng)用中，可選用的控制方法其實(shí)很多，但最常用的還是數(shù)字 PID 算法。 再利用單片機(jī)的定時(shí)器，利用軟件定時(shí)產(chǎn)生 1秒的定時(shí)時(shí)間，在 1 秒定時(shí)時(shí)間到達(dá)時(shí)，所記錄的外部中斷發(fā)生中斷 的次數(shù)，便是電機(jī)的轉(zhuǎn)速 (r/s)。 8 行為一頁， DDRAM 共 有 64行，即 8頁， DB2 至 DB0 表示 0至 7頁。 圖 鍵盤輸入模塊設(shè)計(jì)思想 21 行列式鍵盤編程要實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)目標(biāo)： (1) 鍵的正確判斷。通過相應(yīng)的鍵值執(zhí)行其對(duì)應(yīng)的代碼。 為什么 PWM 控制技術(shù)能改變負(fù)載兩端電壓呢？ 在采樣控制理論中存在一個(gè)重要的結(jié)論，沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。該法是以分立的邏輯電子元件組成 PWM信號(hào)電路。新一代的單片機(jī)增加了許多功能，其中包括 PWM 功能。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中遇到了很多問題，我通過尋找書籍以及網(wǎng)絡(luò)資料進(jìn)行改善與解決，該系統(tǒng)還存在不足之處有待改善。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^GjqvadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。M uWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%M z849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849G