【正文】 調(diào)節(jié)信號，改變輸出的 PMW波的占空比，最后經(jīng)由驅(qū)動電路送至電機從而達到調(diào)節(jié)直流電動機轉(zhuǎn)速的目的。編程中最關(guān) 鍵的是對這幾個通信子VI屬性的設(shè)置和通信流程圖的連接。通過 單片機內(nèi)部的定時器 T0來 定時，然后用外部中斷 INT1 來記接收到的反饋脈沖的數(shù)量 ， 通過在一定時間內(nèi) 接收到 的脈沖數(shù)來算出轉(zhuǎn)速。而虛擬儀器可以通過在幾個分面板上的操作來實現(xiàn)比較復(fù)雜的功能。它可以把復(fù)雜、繁瑣、費時的語言 編程簡化為用菜單或圖標(biāo)提示的方法選擇功能（圖形），用仙臺哦將各種功能（圖形）連接起來的簡答圖形編程方式，為沒有編程經(jīng)驗的用戶進行編程、差錯、調(diào)試提供了簡單方便、完整的環(huán)境和工具，尤其適合于從事科研、開發(fā)的科學(xué)家和工程技術(shù)人員使用。 LabVIEW 編程基礎(chǔ) 所有的 LabVIEW 程序（即虛擬儀器 VI）都是由前面板和框圖構(gòu)成的。 ○1 工具選項板 工具選項板既可以用在前面板設(shè)計時，也可以用在框圖設(shè)計時，它包括了創(chuàng)建、編輯、調(diào)試前面板及框圖對象的一些工具 ○2控件選項板 該選項板用在前面板設(shè)計時，其中包括了創(chuàng)建用戶界面時所需要的各種控件、指示器 ○3函數(shù)選項板 函數(shù)選項板用于框圖設(shè)計時，其中包括了對 VI 進行編程時可使用的一些標(biāo)準(zhǔn)模塊，如算術(shù)運算、文件 IO、儀器 IO 數(shù)據(jù)采集等模塊 ○4數(shù)據(jù)流圖（ Dataflow） 用 LabVIEW 創(chuàng)建的 VI 是按一定的數(shù)據(jù)流動模型來執(zhí)行的。上電復(fù)位原理為單片機上電后，電容充電，充電期間，給 RST 引腳高電平，引發(fā)單片機復(fù)位，充電完成后，RST 接低電平，單片機正常工作。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏 輯電平。輸出電流可達 2． 5 A，可驅(qū)動電感性負(fù)載。該傳感器具有測量精度高、電壓范圍寬、功耗小、輸出功率大等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在高速計數(shù)、測頻率、測轉(zhuǎn)速等領(lǐng)域。 通信接口標(biāo)準(zhǔn)有 RS23 RS423A、 RS422A、 RS485 等，常用的接口標(biāo)準(zhǔn)有 RS232 和 RS485。 因為電路中采用了電平轉(zhuǎn)換芯片，只需把單片機所用到的連接器和 PC 機串口所用的連接器的 5 管腳對應(yīng)連接起來， 3管腳不需交叉連接（如圖 2所示）；如果是 PC 機之間或同一個 PC 機的兩個 COM 口相連，則兩個連接器的 3管腳需交叉相連 電源電路 本設(shè)計中各個單元模塊都需要直流 +5V 電源供電，因此我們需設(shè)計出直流電源電路。 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計 本設(shè)計的實現(xiàn)方案在前文已有敘述 ，即上位機 PC 和下位機 AT89S52 通過串口通信實現(xiàn)信號的接收和發(fā)送，上位機通過自身的 PID 工具包來進行 PID 調(diào)節(jié)，下位機則完成 PWM 波輸出和計算實時轉(zhuǎn)速的任務(wù)。定時器 T1 的技術(shù)初值由下面的公式求的： 波特率3842256 ? ??? OSCSMOD fX ， fOSC已知為 12MHz，波特率設(shè)定為 2400 波特 而 SMOD 的設(shè)定會影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性 ，我們設(shè)定 SMOD=0， 則 定時器 T1的初值為 ： HFX 324338424 00 10122256 60 ??? ??? 將此值帶入波特率的公式，可得實際波特率： 2403243256 112 1012322波特率 60 ?????%2400 24002403波特率誤差 ?? 誤差在允許范圍之內(nèi)，因此選擇 SMOD=0，而定時器 T1的定時初值為 F3H。一般一次 for 循環(huán)大概八個機器周期，所以每執(zhí)行 125 次 fou 循環(huán)為 1ms。 } } 外部中斷子函數(shù) 本設(shè)計中由外部中斷 1 和定時器 T0 共同完成反饋轉(zhuǎn)速信號的采集和計算工作，其中外部中斷 1主要是計接收到的脈沖數(shù)， 進一次中斷，脈沖數(shù)加一。 電機轉(zhuǎn)動子函數(shù) 單片機通過串口通信接收 PWM 調(diào)節(jié)指令，主函數(shù)從中斷子函數(shù)中得到數(shù)據(jù)以后，將轉(zhuǎn)速發(fā)給電機轉(zhuǎn)動子函數(shù)，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。//計算轉(zhuǎn)速 // SBUF=Speed。i++)。 延時子 函數(shù) 本設(shè)計中需要通過軟件延時來實現(xiàn)輸出 PWM 波的高低電平的比例控制 。 如上表所示，本系統(tǒng)的中斷源有三個：串口中斷，定時器 T0 中斷，外部中斷 1 的中斷，因此主 函數(shù)的初始化就是對串口的初始化，對定時器 T0的初始化，對外部中斷 1的初始化 。它由電源變壓器B，橋式整流電路 D1～ D4，濾波電容 C C3，防止自激電容 C C3 和一只固定式三端穩(wěn)壓器 (7805)極為簡捷方便地搭成的。因此，為了能夠同計算機接口相連或 TTL 器件相連，必須在 RS232 與 TTL之間進行電平和邏輯關(guān)系的變換。圓盤轉(zhuǎn)動，磁鋼靠近霍爾元件，穿過霍爾元件的磁場較強，霍爾元件輸出低電平；當(dāng)磁場減弱時，輸出高電平，從而使得在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，霍爾元件輸出連續(xù)脈沖信號。 L298N 的 功能邏輯圖 如表所示 ENA IN 1 IN 2 運轉(zhuǎn)狀態(tài) 0 1 1 1 1 X 1 0 1 0 X 0 1 1 0 停止 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 剎停 停止 驅(qū)動電路 整體 如圖所示 轉(zhuǎn)速檢測電路 如前文所述，本設(shè)計是利用單片機內(nèi)部的定時器和計數(shù)器來計算電機轉(zhuǎn)速的，而計數(shù) 器計量的是接收到的脈沖的數(shù)量，因此轉(zhuǎn)速檢測電路反饋的應(yīng)該是脈沖 信號 ，我們選擇霍爾元件 CS3144 作為測速電路的主要元件。根據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉(zhuǎn)向。 單片機外圍電路設(shè)計 前文中已經(jīng)給出了系統(tǒng)下位機功能實現(xiàn)的設(shè)計方案。 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計 單片機外圍電路設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 本設(shè)計采用 ATMEL 公司的 8 位 51 單片機 AT89S52，設(shè)計的最小系統(tǒng)如圖 其功能主要有供給單片機時鐘源、復(fù)位電路。 （ 1） 框圖（ Block Diagram） 框圖與圖元（ Icons）儀器包含著虛擬儀器圖形方式的源代碼。 LabVIEW 的功能十分強大。 （ 4） 儀器的改進和功能擴展只需要更新相關(guān)軟件設(shè)計，而不需要購買新的儀器。它不僅能實現(xiàn)串通一氣的測量功能，也能實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器不能 實現(xiàn)或者很難實現(xiàn)的一些數(shù)據(jù)處理功能，如 FFT 分析、小波分析、數(shù)字濾波、回歸分析、統(tǒng)計分析等。 （ 2） PWM 波的產(chǎn)生 PWM 信號的產(chǎn)生通常有兩種方法：一種是硬件的方法；一種是軟件的方法。 上位機功能的實現(xiàn) （ 1） 控制算法 本系統(tǒng)的 上位機由 LabVIEW 平臺開發(fā)的軟件實現(xiàn)，由于上位機承擔(dān)著最主要的 PID 控制算法的任務(wù)，其實現(xiàn)的方式就是應(yīng)用 LabVIEW 平臺自身包含的 PID工具包來編寫程序。 電力電子技術(shù)方面，脈沖寬度調(diào)制（ Pulse Width Modulation， PWM）作為一種非常成熟的模擬控制方式，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制欲變換的許多領(lǐng)域中，主要應(yīng)用于電力電子技術(shù)行業(yè)，具體講包括風(fēng)力發(fā)現(xiàn)、電機調(diào)速、直流供電等 領(lǐng)域。電力電子技術(shù)幾個方面展開。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語、圖標(biāo)和概念，因此， LabVIEW 是一個面向最終用戶的工具。下位機 AT89S52 單片機主要是根據(jù)上位機的指令產(chǎn)生不同占空比的 PWM 波來控制電機的轉(zhuǎn)動并接收反饋的電機轉(zhuǎn)速信號，然后發(fā)送給上位機分析。 這一 基于 LabVIEW 的直流電機 調(diào)速系統(tǒng)，設(shè)計出了電機轉(zhuǎn)速控制的虛擬儀器界面，實現(xiàn)了其速度的在線實時控制，達到了較好的速度控制效果。它可以增強你構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。 電機控制理論方面，隨著 電機結(jié)構(gòu)、性能、工作原理的不斷發(fā)展以及控制理論的廣發(fā)發(fā)展應(yīng)用，應(yīng)用于電機控制方面的控制算法層出不窮。 基于以上技術(shù)的研究，本設(shè)計就是采用虛擬儀器對系統(tǒng)就行 PID控制 ，通過對下位的單片機發(fā)送命令，控制單片機發(fā)送不同的 PWM波信號來調(diào)節(jié)直流電機的轉(zhuǎn)速。 （ 2） 上位機串口通信 在 LabVIEW 中， VISA 稱為虛擬儀器軟件體系結(jié)構(gòu)（ Virtual Instrument Software Architecture），作為 LabVIEW 程序中驅(qū)動程序間相互通信的底層功能模塊，可以連接不同標(biāo)準(zhǔn)的 I/O 設(shè)備，是一個用來在串口通信設(shè)備、 VXI 設(shè)備、GPIB 設(shè)備以及其它基于計算機設(shè)備之間通信的函數(shù)庫。本設(shè)計采用的是軟件生成 PWM 信號的方案。通過不同軟件模塊的組合，還可以實現(xiàn)多種自動測試功能。 （ 5） 研制周期較傳統(tǒng)儀器大為縮短。像 C或 C++等其它計算機高級語言一樣， LabVIEW也是一種通用編程系統(tǒng)，具有各種格言、功能強大的函數(shù)庫，包括數(shù)據(jù)采集、 GPIB、串行儀器控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲，甚至還有目前十分熱門的網(wǎng)絡(luò)功能。在框圖中，可以使用 G語言對前面板中所創(chuàng)建 的各種輸入、輸出的功能進行編碼。 時鐘電路采用外部晶體振蕩器，外加兩個協(xié)調(diào)電容。 AT89S52 單片機通過 P3端口引腳的第二功能來實現(xiàn)其與上位機的串口通信和接收反饋速度信號的作用。 L298 是 SGS 公司的產(chǎn)品，比較常見的是 15 腳 Multiwatt 封裝的 L298N（如圖所示） ，內(nèi)部同樣包含 4通道