【正文】 KeilC中定時(shí)器計(jì)數(shù)初值比較速度=0計(jì)數(shù)初值=1計(jì)數(shù)初值總計(jì)數(shù)值占空比1檔8EC0H（32496）86F2H(34290)66789%6檔8AD8H(32504)8ADAH(32506)6501050%11檔86F0H(34288)8EC2H(32498)66789%PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。 仿真結(jié)果與分析啟動(dòng)仿真后，初始狀態(tài)，H橋兩端均為低電平，電機(jī)停轉(zhuǎn)。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(shí)際上是PROTEUS VSM的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。它能對(duì)各種微控制器進(jìn)行仿真，本系統(tǒng)即用Proteus對(duì)直流電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。但是在一些對(duì)位置控制要求不高的電機(jī)控制系統(tǒng)如傳動(dòng)控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)電機(jī)如直流電機(jī)乃有很大的優(yōu)勢(shì)，而要對(duì)其進(jìn)行精確而又迅速的控制，就需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 鍵盤(pán)中斷處理流程圖調(diào)速檔、持續(xù)加/減速調(diào)速檔通過(guò)（010）共11檔固定占空比，即相應(yīng)檔位相應(yīng)改變DIAN0，DIAN1的值，以實(shí)現(xiàn)調(diào)速檔位的實(shí)現(xiàn)。主程序流程如圖41所示。在程序中通過(guò)軟件產(chǎn)生PWM，送出預(yù)設(shè)占空比的PWM波形。AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4K bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ROM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元。所以8051適合與應(yīng)用在程序已定，且批量大的單片機(jī)產(chǎn)品中。利用孤立元件搭建的H橋電路一個(gè)缺點(diǎn)就是擊穿， 即Q1和Q2同時(shí)導(dǎo)通，或者Q3和Q4同時(shí)導(dǎo)通。GTR是一種雙極性大功率高反壓晶體管，它大多用作功率開(kāi)關(guān)使用，而且 GTR是一種具有自關(guān)斷能力的全控型電力半導(dǎo)體器件，這一特性可以使各類變流電路的控制更加方便和靈活，線路結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。因此，在程序中要考慮防抖動(dòng)的問(wèn)題。 電路中幾乎沒(méi)有產(chǎn)生高頻或者低頻輻射信號(hào)的元件，工作頻率低，易于控制。C2為輸出穩(wěn)定電容，其作用是改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，C2一般為1μF。我國(guó)和世界各大集成電路生產(chǎn)商均有同類產(chǎn)品可供選用，是使用極為廣泛的一類串聯(lián)集成穩(wěn)壓器。按鍵手動(dòng)復(fù)位為電平方式。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器的頻率高低，振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，晶振的頻率越高則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也越快。方案二：采用軟件延時(shí)方式，這一方式在精度上不及方案一，特別是在引入中斷后，將有一定的誤差。(2) PWM調(diào)速工作方式方案一：雙極性工作制。但是電阻網(wǎng)絡(luò)只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價(jià)格比較昂貴。當(dāng)三極管Q2和Q3導(dǎo)通時(shí)，電流將從右至左流過(guò)電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周圍的箭頭表示為逆時(shí)針?lè)较颍?。電路得名于“H橋式驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜窰。與VM系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）由于PWM調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍較寬，可達(dá)1：10000左右。 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(kāi)關(guān)器件。且技術(shù)落后，因此擱置不用。用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。變化時(shí)間遇到的時(shí)間常數(shù)同變化遇到的相比要大得多，響應(yīng)速度較慢，但所需電源容量小。此時(shí)載流導(dǎo)體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。絕大多數(shù)的直流電動(dòng)機(jī)都是由電磁力形成一種方向不變的轉(zhuǎn)矩而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的。第2章 直流調(diào)速系統(tǒng)概述調(diào)速方法通常有機(jī)械的、電氣的、液壓的、氣動(dòng)的幾種，僅就機(jī)械與電氣調(diào)速方法而言，也可采用電氣與機(jī)械配合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。系統(tǒng)主電路采用大功率GTR為開(kāi)關(guān)器件、H橋單極式電路為功率放大電路的結(jié)構(gòu)。近十多年來(lái)，由于晶體管器件水平的提高及電路 技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)又因出現(xiàn)了寬調(diào)速永磁直流電機(jī)，它們之間的結(jié)合促使PWM技術(shù)的高速發(fā)展，并使電氣驅(qū)動(dòng)技術(shù)推進(jìn)到一個(gè)新的高度。近30年來(lái)，電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，帶動(dòng)和改變著電機(jī)控制的面貌和應(yīng)用。特別對(duì)于小型企業(yè)，應(yīng)用適用技術(shù)的設(shè)備，不僅有益于獲得經(jīng)濟(jì)效益，而且能提高生產(chǎn)率、可靠性與柔性，還有易于應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。在這一系統(tǒng)中可對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)控制。雖然直流電機(jī)不如交流電機(jī)那樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、制造方便、容易維護(hù)，但是它具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在廣泛的范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所以直流調(diào)速系統(tǒng)至今仍是自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中的主要形式。到70和80年代才先后出現(xiàn)了全控型功率器件GTO晶閘管、GTR、POWERMOSFET、IGBT和MCT等。近八、九年來(lái)，進(jìn)一步擴(kuò)散到民用工業(yè)，特別是在機(jī)床行業(yè)、自動(dòng)生產(chǎn)線及機(jī)器人等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。通過(guò)調(diào)節(jié)波形的寬度來(lái)控制H電路中的GTR通斷時(shí)間，以達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)速度的目的。所以，直流調(diào)速系統(tǒng)仍然是自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的主要形 式。換向片之間互相絕緣，由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。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(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速向下變速，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。但是只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，調(diào)速平滑性差，機(jī)械特性較軟；空載時(shí)幾乎沒(méi)什么調(diào)速作用；還會(huì)在調(diào)速電阻上消耗大量電能。 （3）直流斬波器（脈寬調(diào)制變換器）。VM系統(tǒng)的缺點(diǎn)是晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難。如此反復(fù)，（b）所示。（3）由于電力電子器件只工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。此時(shí)，電路中除了三極管外沒(méi)有其他任何負(fù)載，因此電路上的電流就可能達(dá)到最大值（該電流僅受電源性能限制），甚至燒壞三極管。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢、機(jī)械結(jié)構(gòu)易損壞、壽命較短、可靠性不高。單極性工作制是單片機(jī)控制口一端置低電平，另一端輸出PWM信號(hào)，兩口的輸出切換和對(duì)PWM的占空比調(diào)節(jié)決定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。驅(qū)動(dòng)電路部分采用了以GTR為可控開(kāi)關(guān)元件、H橋電路為功率放大電路所構(gòu)成的電路結(jié)構(gòu)。 復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要作用是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。控制芯片89C51的標(biāo)準(zhǔn)供電電壓是5V，可以選擇使用線性電壓調(diào)整芯片穩(wěn)壓，如：7805：，內(nèi)部過(guò)熱保護(hù)，內(nèi)部短路電流限制，典型輸入電壓7～20V， ~，壓差（輸出與輸入的差）至少2V。穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成， ：整流作用是將交流電壓變換成脈動(dòng)電壓。因此輸入端必須界限流電阻R1，R1=(12*)/=58Ω，取近似值，選用70Ω的電阻。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件簡(jiǎn)單。本文采用查詢工作方式，即直接在主程序中插入鍵盤(pán)檢測(cè)子程序，主程序每執(zhí)行一次則鍵盤(pán)檢測(cè)子程序被執(zhí)行一次，對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行檢測(cè)一次，如果把沒(méi)有鍵按下，則跳過(guò)鍵識(shí)別，直接執(zhí)行主程序；如果有鍵按下，則通過(guò)鍵盤(pán)掃描子程序識(shí)別按鍵，得到按鍵的編碼值，然后根據(jù)編碼值進(jìn)行相應(yīng)的處理，處理完后再回到主程序執(zhí)行。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，脈沖頻率在40Hz以上，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，但加負(fù)載后，速度下降明顯，低速時(shí)甚至?xí)＾D(zhuǎn)；脈沖頻率在10Hz以下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)有明顯跳動(dòng)現(xiàn)象。第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)選擇20世紀(jì)80年代以來(lái)，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，就通用單片機(jī)而言，世界上一些著名的計(jì)算機(jī)廠家已投放市場(chǎng)的產(chǎn)品就有50多個(gè)系列，數(shù)百個(gè)品種。用戶可以將程序固化在EPROM中，可以反復(fù)修改程序。在進(jìn)行單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)對(duì)象的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。通過(guò)對(duì)單片機(jī)定時(shí)器初始值的不同設(shè)置，來(lái)實(shí)現(xiàn)占空比PWM輸出控制。定時(shí)中斷處理程序采用定時(shí)方式1，因?yàn)閱纹瑱C(jī)使用12M晶振。對(duì)于運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算、顯示。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，可用計(jì)算機(jī)對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，從而減小系統(tǒng)開(kāi)發(fā)開(kāi)支和周期。通過(guò)Proteus軟件的使用我們能夠輕易地獲得一個(gè)功能齊全、實(shí)用方便的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室。（總稱軟件設(shè)計(jì)）⑶單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行、檢測(cè)、在線調(diào)試直至完成。倘若此時(shí)按方向按鈕，電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，Q6一端固定為低電平，Q5一端為變化的PWM信號(hào)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。并且，使我將原來(lái)所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，理論化，實(shí)用化。同時(shí)，也培養(yǎng)了自己認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，為將來(lái)能更好的適應(yīng)工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。另外，殷老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的學(xué)術(shù)作風(fēng)和兢兢業(yè)業(yè)的治學(xué)態(tài)度也使我受益匪淺。速度檔位B(加速用)WAY EQU 36H 。主程序和中斷程序入口ORG 0000HLJMP MAIN ORG 0003HLJMP XINT0ORG 000BHLJMP IN0ORG 0100H。主程序STAR:JNB K1,NEXT1 。消除抖動(dòng) MOV A,WAY 。停止定時(shí)SJMP FANHUI11 STAR1: SETB F0SETB TR0SJMP FANHUIK21: JB K2,K33 。速度檔位B(加速用)降1 INC COT0 。速度檔位A(減速用)降1 INC COT1 。存轉(zhuǎn)動(dòng)方式 JZ ZHENGX 。存脈沖狀態(tài) JC LD