【正文】 %2==1) 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁 共 27 頁 { j++。 k=0。 TL0=(6553560000)%256。 } } void Timer0() interrupt 1 { TH0=(6553560000)/256。 b++。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁 共 27 頁 } else if(b==2) { c=3。 d++。 TL1=(6553560000)%256。 g=0。 TR1=1。 if(ds==0) { g。 delayMS(10)。delay100us(1)。delayMS(5)。break。q) for(r=9。 for(x=z。 同時(shí)我還要感謝那 些關(guān)心教育過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師還有那些和我討論過問題的同學(xué)們，是你們的支持讓我有了今天的收獲。 通過按鍵可以控制電機(jī)按照任務(wù)書要求執(zhí)行相應(yīng)的功能，各功能都能很好的實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)象很明顯。經(jīng)過反復(fù)閱讀程序，估計(jì)是判斷時(shí)選用的是 While 語句導(dǎo)致的。 （ 3）實(shí)物初次上電測試時(shí)，出現(xiàn)了開關(guān)失靈，電機(jī)出現(xiàn)不受控現(xiàn)象。 Altium Designer 除了全面繼承包括 Protel 99SE、 Protel DXP 在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能。每次響應(yīng)外部中斷 EX0 后，若開關(guān)為開，就在電機(jī)運(yùn)行模式子函數(shù)中先給控制端口 置零，通過延時(shí)不同的時(shí)間后給電機(jī)控制主回路端口 置一，雙向可控硅觸發(fā)電路將產(chǎn)生 一個(gè)正脈沖來觸發(fā)雙向可控硅，從而來控制導(dǎo)通角的大小，然后再延時(shí)約 100 微妙左右的時(shí)間，給電機(jī)控制主回路端口 置零，這樣又將在雙向可控硅門極產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的觸發(fā)脈沖，可以保證無論市電在正負(fù)半周期內(nèi)都可以導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)了雙向可控硅的正負(fù)脈沖觸發(fā)方式。然后給定時(shí)器賦初值，設(shè)定定時(shí)器每計(jì)滿一次時(shí)間大約為 60 毫秒。因此， C 既具有高級(jí)語言的功能，又具有低級(jí)語言的許多功能，可用來寫系統(tǒng)軟件。 50Hz220vC1CapMB1Motor51R11Res2C8CapD41N4007D61N4007D51N4007D71N4007BT137100R12Res2F1Fuse 1C9CapVCCGND 圖 直流電機(jī)主電路 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 共 27 頁 5 控制程序原理 Yes No NO Yes 圖 5 軟件流程圖 開始 初始化 開總中斷 EA、 定時(shí)器 T0、T外部中斷 EX0 過零檢測外部中斷 EX0 定時(shí)器 T0 鍵盤掃描 開關(guān)開 定時(shí)滿 4 分鐘 結(jié)束 賦初值 執(zhí)行哪一檔 最低檔 ： 延時(shí) 7 毫秒 ， 觸發(fā)角 α 約126度 第三檔 ： 延時(shí) 6 毫秒 ， 觸發(fā)角 α 約108度 第二檔： 延時(shí)5毫秒，觸發(fā)角α約90度 最高檔： 延時(shí)2毫秒，觸發(fā)角α約36度 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 共 27 頁 本設(shè)計(jì)的軟件部分采用 C 語言 來編程，它 有以下特點(diǎn)： a、語言簡潔、緊湊、使用方便、靈活。如果開關(guān)是打開的，先將控制端口 ，接著由內(nèi)部延時(shí)子程序進(jìn)行延時(shí)，延時(shí)一段時(shí)間后，給 ，這樣由 C R12構(gòu)成的雙向可控硅脈觸發(fā)電路將產(chǎn)生一個(gè)正觸發(fā) 脈沖，送到雙向可控硅的門極，電容C9選用 的獨(dú)石電容， R12為 100Ω 的 1/4W 碳膜電阻。顯然觸發(fā)角 a 越小，電壓平均值越大；觸發(fā)角 a 越大，電壓平均值越小。 雙向 可控硅 是在普通可控硅的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能代替 兩只反極性并聯(lián)的可控硅，而且僅需一個(gè)觸發(fā)電路，是比較理想的交流開關(guān) 器件 。直流電機(jī)轉(zhuǎn)速 N 可以表示為： ?CN IRU?? () 其中 U 為外加電樞電壓， I 為電樞電流， R 為電樞回路電阻， C 對于已經(jīng)做好的電機(jī)來說是個(gè)常數(shù)，Φ為勵(lì)磁磁通。這里 選用的是第一種方式，由 10K 的1/4W 碳膜電阻 R6和 22uF/16V 的鋁電解電容 C7串聯(lián)構(gòu)成單片機(jī)上電自動(dòng)復(fù)位電路。 RST 一旦變成高電平所有的 I/O 引腳 就復(fù)位到“ 1”。 1） VCC：電源電壓。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。如果把發(fā)光二極管和電阻 R3 直接串聯(lián)在交流回路里 ,發(fā)光二極管的最大導(dǎo)通壓降約為 ，在兩個(gè)發(fā)光二極管輪流工作期間，此時(shí)電路中的最大電流 MAXI總 為： 2 0 . 6 m AA1 5 0 0 1 02 3 ???? R UUI M A X 二極管市電總 () 顯然流過發(fā)光二極管的電流過大，這里選擇在發(fā)光二極管的兩端并聯(lián)一個(gè)電阻 R4 用來分流，在兩個(gè)發(fā)光二極管輪流工作期間， R4 兩端的電壓為發(fā)光二極管的導(dǎo)通壓降，此時(shí)流過發(fā)光二極管的最大電 流 FMAXI 為： 1 5 . 2 mAA2401 . 44 ????? 6RUIIII M A XRM A XF M A X 二極管總總 () 可以保證發(fā)光二極管的正常運(yùn)行。 光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。本電源電路提供的最大電流 I約為： CUCUCUUZUICC ???????????????????? f2j21j21j122 ???穩(wěn)壓市電 () 將前述元器件參數(shù)代入上式，計(jì)算可得： 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 27 頁 A34mI? () 因?yàn)榧恿讼蘖麟娮?R1，所以實(shí)際電流要小些。 其中 C2起到了限流的作用，它決定了電路中的最大電流，當(dāng)負(fù)載一定的情況下， C2 也就決定了負(fù)載上可以得到的電壓，最終起到了降壓的作用。 然后用電容上 分得的 電壓除以總電流，得到相應(yīng)的容抗。 本設(shè)計(jì)采用了一種零式整流穩(wěn)壓電源為電路提供 5V 的工作電源 。過零檢測模塊是由光電耦合器構(gòu)成的，實(shí)現(xiàn)對市電過零進(jìn)行檢測，檢測信號(hào)送到單片機(jī) [5,6,7]的 INT0 口，通過下降沿觸發(fā)，向單片機(jī)請求中斷。 直流電機(jī)是最常見的一種電機(jī)，在各領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。 Speed control。當(dāng)前，單片機(jī)的性價(jià)比是其它類型的微處理器芯片無法比擬的，功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉、開發(fā)簡便是單片機(jī)的一大特色，這對于民用產(chǎn)品來說，具有很高的市場價(jià)值。 根據(jù)市場需求和發(fā)展趨勢，設(shè)計(jì) 了 一種 以 51 單片機(jī) 為控制核心、以電力電子器件（晶閘管）等元件為執(zhí)行部件 ， 實(shí)現(xiàn)了 交流調(diào)壓、交直流變換的 小型 直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制 電路 。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 電動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)的發(fā)展得力于微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、永磁材料技術(shù)、電動(dòng)控制技術(shù)、微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展成果。近年來，直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制方式都發(fā)生了很大的變化。 15% 2） 鍵控四檔轉(zhuǎn)速，默認(rèn)值為最低檔。 如 用一個(gè)電容 器 ，就可以 實(shí)現(xiàn) 降壓 的目的 ， 不但 簡化 了 電路， 而且 節(jié)約 了 成本 。這里選取的是 1uF/400V的聚丙烯電容，耐壓值要大于市電的峰值電壓。圖中 R1為零式整流穩(wěn)壓電路的限流電阻，它是功率為 3W，阻值為 51Ω的線繞電阻 ，它可以使電路上電瞬間或市電峰峰值瞬間瞬時(shí)電流不至于過大，以保證電路安全。 市電過零檢測 由于本設(shè)計(jì)采用了雙向可控硅進(jìn)行交流調(diào)壓，而交流調(diào)壓是通過單片機(jī)控制雙向可控硅門極的 RC 脈沖觸發(fā)電路的導(dǎo)通時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)對雙向可控硅導(dǎo)通角的控制，最終達(dá)到調(diào)壓的目的 。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等 。在光電耦合器 TLP5212 輸出端的集電極接有 的 1/4W 的碳膜電阻 R5。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)?？谝_ ~ 上拉電阻 。 7） XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。每個(gè)獨(dú)立按鍵都接有 的 1/4W 的碳膜電阻作為上拉電阻，可以提高獨(dú)立按鍵的抗干擾能力，防止單片機(jī)的誤操作。由此可見可以通過改變外加電樞電壓來調(diào)速。其實(shí)物圖如圖 ，管腳說明如圖 。當(dāng)雙向可控硅的一端電壓降至反電動(dòng)勢時(shí)，壓差為零時(shí)，雙向可控 硅又關(guān)斷了。 圖 單片機(jī) 口控制脈沖和雙向可控硅觸發(fā)脈沖 另外 ,由于 雙向可控硅接感性負(fù)載時(shí) ,電源電壓超前負(fù)載電流一個(gè)相位角 ,因此 ,當(dāng)負(fù)載電流為零時(shí) ,電源電壓為反向電壓 ,加 上 直流電機(jī) 自感電動(dòng)勢 的 作用 ,使得雙向可控硅承受的電壓值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電源電壓。 C 的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有 34 種運(yùn)算符，使得 C 的運(yùn)算類型極其豐富，表達(dá)式類型多樣化，靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)在其他高級(jí)語言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。 h、用 C 語言寫的程序可移植性好。當(dāng)響應(yīng)外部中斷EX0 時(shí)，進(jìn)入外部中斷 EX0 的服務(wù)子程序，首先判斷一下開關(guān)鍵是否為開，如果開了就會(huì)執(zhí)行電機(jī)運(yùn)行模式子程序。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 共 27 頁 6 系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試 Altium Designer 簡介 電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化 EDA（ Electronic Design Automation）指的就是將電路設(shè)計(jì)中各種工作交由計(jì)算機(jī)來協(xié)助完成。 主要功能： 1) 原理圖設(shè)計(jì) 2) 印刷電路板設(shè)計(jì) 3) FPGA 的開發(fā) 4) 嵌入式開發(fā) 等等 實(shí)物設(shè)計(jì)中的相關(guān)問題 整個(gè)硬件電路的制作 和 調(diào)試過程 并不是一帆風(fēng)順的 ， 期間 遇到了很多意想不到問題， 主要的設(shè)計(jì)及相關(guān)的問題的處理如下 ： （ 1） 首先是 布局和 焊接的順序問題。 Keil提供了包括 C 編譯器 、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè) 集成開發(fā)環(huán)境 （ uVision）將這些部分組合在一起。 經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，本次設(shè)計(jì)已經(jīng)基本符合任務(wù)書要求了。但由于本人堅(jiān)持最初的設(shè)計(jì)理念，選擇了光電耦合這種方式進(jìn)行過零檢測，沒能夠充分利用 AT89C2051 單片機(jī)本身自帶的高精度電壓比較器，不但浪費(fèi)了單片機(jī)資源，還使得整個(gè)設(shè)計(jì)的費(fèi)用變高了，而且其中的 限 流電阻 造成了嚴(yán)重的能量損耗。 sbit ds=P1^3。y0。 } void model(uint m) { switch(m) { case 0:kz=0。kz=1。kz=0。 default:break。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 共 27 頁 if(g3) { g=3。 } } while(!ds)。 } } } while(!xh)。 d=0。//下降沿觸發(fā) while(1) { keyscan()。 TL0=(6553560000)%256。 } } } 三、 實(shí)物圖