【正文】 導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。 通過設(shè)置讓定時器T0每50ms產(chǎn)生一次中斷，滿20次即為 1s ，此時統(tǒng)計計數(shù)器T1的計數(shù)值，就可以算出電動機轉(zhuǎn)速：V==(TH1*256+TL1) (r/min)。本文采用市場上應(yīng)用較多的霍爾開關(guān)傳感器3010T ，它采用三端平塑封裝，具有工作電壓范圍寬、外圍電路簡單、輸出電平與各種數(shù)字電路兼容、可靠性高等優(yōu)點。其電路如圖53所示，利用兩個光電耦合器將單片機的I/O與驅(qū)動電路進行隔離，保證電路安全可靠。正轉(zhuǎn)時最高位顯示“三” ，其它三位為電機轉(zhuǎn)速；反轉(zhuǎn)時最高位顯示“F”，其它三位為電機轉(zhuǎn)速。根據(jù)上面兩種方案的論述，由于本次設(shè)計的系統(tǒng)硬件連接不是很復(fù)雜，對軟件的運行速度要求不高，所以采用方案二獨立式鍵盤進行設(shè)計。方案三：采用12864LCD液晶顯示器，該顯示器功率低，驅(qū)動方法和硬件連接電路較上面兩種方案復(fù)雜，顯示屏幕大、可對漢字和字符進行顯示。方案三：采用測速發(fā)電機對直流電機轉(zhuǎn)速進行測量。設(shè)計者不需要對硬件電路設(shè)計考慮很多，可將重點放在算法實現(xiàn)和軟件設(shè)計中，大大的提高了工作效率。它和AT89S2一樣都具有軟件編程靈活、體積小、成本低,使用簡單等特點，但是它的頻率較低、運算速度慢， RAM、ROM空間小等缺點。經(jīng)驗法是靠工作人員的經(jīng)驗及對工藝的熟悉程度，參考測量值跟蹤與設(shè)定值曲線，來調(diào)整P、I、D三者參數(shù)的大小的。增量式算法是位置算法的一種改進。由于本文只用到數(shù)字PID，所以只介紹數(shù)字PID算法。PWM的一個優(yōu)點是從AT89S52到被控系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的，無需進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。因此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。（3）由于電力電子器件只工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。如此反復(fù)，（b）所示。VM系統(tǒng)的缺點是晶閘管的單向?qū)щ娦裕辉试S電流反向，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難。 （3）直流斬波器（脈寬調(diào)制變換器）。在電動機電樞回路外串電阻進行調(diào)速的方法，設(shè)備簡單，操作方便。由公式（21）可知，直流電動機的調(diào)速方法有三種： （1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓U。在換向片上放置著一對固定不動的電刷B1和B2，當電樞旋轉(zhuǎn)時，電樞線圈通過換向器和電刷與外電路接通。本文就是利用這種控制方式來改變電壓的占空比實現(xiàn)直流電機速度的控制。早期直流電動機的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運算放大器、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)試困難，阻礙了直流電動機控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的推廣。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展。隨著科技的發(fā)展，PWM調(diào)速成為電機調(diào)速的新方式，并憑借它的開關(guān)頻率高、低速運行穩(wěn)定、動態(tài)性能優(yōu)良、效率高等優(yōu)點，在電機調(diào)速中被普遍運用。 關(guān)鍵詞：直流電機；調(diào)速；單片機；霍爾傳感器；PWM；PID第 3 頁 共 45 頁 ABSTRACTSpeed is an important physical quantity in the running DC motor, how to accurately and quickly measure the motor speed has a very large value in use in practical work on the motor speed control. DC motor has a good startup performance and speed characteristics, it is characterized by starting torque, maximum torque, in a wide range of smooth, economical speed, speed, easy control, speed control after the high efficiency. This design of DC motor speed control system, mainly by the microcontroller 51, power supply, driver circuits, LED liquid crystal display, the Hall velocity and independent key ponent circuits of electronic products. Power supply with 78 series chip +5 V, +15 V for motor speed control using PWM wave mode, PWM is a pulse width modulation, duty cycle by changing the MCU 51. Achieved through 3independent buttons start and stop the motor, speed control, turning the manual control, LED realizes the measurement data (speed) of the display. Motor speed using Hall sensor output square wave, by 51 seconds to 1 microcontroller square wave pulses are counted to calculate the speed of the motor to achieve a DC motor feedback control.KEY WORDS: Dc motor。畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）論文題目： 傳輸設(shè)備速度控制器的設(shè)計 學(xué)生姓名： ****** 學(xué) 號： ********* 專 業(yè)： *************** 方 向： *********** 指導(dǎo)教師： ****** 20**年**月**日 湖北科技學(xué)院本科畢業(yè)論文：傳輸設(shè)備速度控制器的設(shè)計摘 要轉(zhuǎn)速是直流電機運行中的一個重要物理量，如何準確、快速測量出電機轉(zhuǎn)速，并且實現(xiàn)對電機的調(diào)速在實際工作中具有非常大的使用價值。 Speed regulation。利用單片機對直流電機進行直接的控制具有準確的自動調(diào)節(jié)作用。創(chuàng)造了許多新的電樞電壓控制方法。隨著單片機技術(shù)的日新月異，使得許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來完成，為直流電動機的控制提供了更大的靈活性，并使系統(tǒng)能達到更高的性能。本文介紹了直流電機的工作原理和數(shù)學(xué)模型、脈寬調(diào)制（PWM）控制原理，根據(jù)模型，利用PROTEUS軟件對各個子電路及整體電路進行了仿真，確保設(shè)計的電路能夠滿足性能指標要求，并給出了仿真結(jié)果。圖21直流電機的物理模型圖直流電動機的工作原理如圖22所示。改變電樞電壓主要是從額定電壓往下降低電樞電壓，從電動機額定轉(zhuǎn)速向下變速，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。但是只能進行有級調(diào)速，調(diào)速平滑性差，機械特性較軟；空載時幾乎沒什么調(diào)速作用；還會在調(diào)速電阻上消耗大量電能。用恒定直流電源或不可控整流電源供電，利用直流斬波或脈寬調(diào)制的方法產(chǎn)生可調(diào)的直流平均電壓。它的另一個缺點是運行條件要求高，維護運行麻煩。圖24 直流斬波器原理電路及輸出電壓波型 （a）原理圖　　 （b）電壓波型采用晶閘管的直流斬波器基本原理與整流電路不同的是，在這里晶閘管不受相位控制，而是工作在開關(guān)狀態(tài)。脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡稱PWM變換器。 如圖22所示，在脈沖作用下，當電機通電時，速度增加；電機斷電時，速度逐漸減少。讓信號保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。 數(shù)字PID算法模擬PID控制器的基本算式為： （23）式中，為比例系數(shù)，為積分時間常數(shù)，為微分時間常數(shù)。由式（27）可以得到（k1）次的PID輸出表達式： （211）由式（27）與式（211）可得 （212） 數(shù)字PID參數(shù)整定方法PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定方法有很多，但可歸結(jié)為理論計算法和工程整定法兩種。圖26 增量式PID框圖3 系統(tǒng)總體設(shè)計方案調(diào)速系統(tǒng)的硬件原理方框圖如圖31所示，本系統(tǒng)由6個部分組成，單片機系統(tǒng)是核心，其外圍電路有五個部分：輸入電路，電源，驅(qū)動電路，顯示電路，測速電路。若采用89C51需要做RAM，ROM來擴展其內(nèi)存空間，其硬件工作量必然大大增多?；谏鲜隼碚摲治龊蛯嶋H情況，電機驅(qū)動模塊選用方案二。該方案的實現(xiàn)原理是將測速發(fā)電機固定在直流電機的軸上，當直流電機轉(zhuǎn)動時，帶動測速電機的軸一起轉(zhuǎn)動，因此測速發(fā)電機會產(chǎn)生大小隨直流電機轉(zhuǎn)速大小變化的感應(yīng)電動勢，因此精度比較高，但由于該方案的安裝比較復(fù)雜、成本也比較高，在本次設(shè)計沒有采用此方案。根據(jù)本次設(shè)計的設(shè)計要求以及成本考慮，顯示模塊選用方案一。 電源模塊設(shè)計方案電源是任何系統(tǒng)能否運行的能量來源，任何一種電力系統(tǒng)電源模塊都是不可或缺的，對于該模塊考慮下兩種方案：方案一：通過電阻分壓的形式將整流后的電壓分別降為控制芯片和電機運行所需的電壓，此種方案原理和硬件電路連接都比較簡單，但對能量的損耗大，在實際應(yīng)用系統(tǒng)同一般不宜采用。每次電動機啟動后開始顯示，停止時LED顯示出“0000”。這樣單片機產(chǎn)生的PWM脈沖控制L298N的選通端，使電機在PWM脈沖的控制下正常運行，其中四個二極管對芯片起保護作用。 霍爾器件測量電動機轉(zhuǎn)速裝置由一個測速齒輪和霍爾傳感器構(gòu)成。 圖44(a)測速齒輪 圖44（b）霍爾傳感器安裝示意圖 AT89S52的簡介 AT89S52主要性能AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。圖“c”為引腳圖，從ag引腳輸入不同的8位二進制編碼，可顯示不同的數(shù)字或字符。采用經(jīng)驗法對PID參數(shù)進行調(diào)試修正，最后取P=10，I=2，D=。從ISIS窗口各欄內(nèi)容可知：PROTEUS VSM所包括的內(nèi)容都已整合到ISIS中，所以，ISIS實際上是PROTEUS VSM的設(shè)計與仿真平臺。（4）程序編譯點菜單Source→Add/Remove source Files”，選擇ASEM51編輯器。倘若此時按啟停按鈕，電機停止轉(zhuǎn)動，回到圖64狀態(tài)。不僅讓我對學(xué)過的單片機知識有了很多的鞏固，同時也對單片機這一門課程產(chǎn)生了更大的興趣。老師淵博的知識、嚴謹?shù)淖黠L、誨人不倦的態(tài)度和學(xué)術(shù)上精益求精的精神讓我受益終生。 //比例常數(shù) code int KD=Kd。 //低優(yōu)先級 22 ET0=0。 PT1=0。 //定時器 CP_RL2=0。 //外中斷開啟 PX0=0。 } PWML=!(PwmCyc=PwmValL)。 ExSec=0。 subb=1 。 } else { PwmValL=0。 DispDigit(PwmValL+10,0)。 delay_1ms(10)。 RXD=0。 TXD=1。 } else {DispDigit(16,PwmValL+10)。 if (stop==0) { if((PwmValL1)amp。 } } } if (fanxiang==0) { delay_1ms(10)。 28 if ( acc==0 ) { PwmValL=PwmValL+1。 } } if (subb==0 ) { delay_1ms(10)。 ML_D2=!ML_D2。(PwmValL1)) { ML_D1=1。 27 } else {DispDigit(0,PwmValL+10)。 sRrpm=0。 Lrpm[0]=1。