【正文】 P0=table[shu[i]]。 //延時 1ms 子程序 void delay(uchar z) { uchar x,y。同時也使我明白了我們的學(xué)習(xí)不但要立足于書本，以解決理論和實際教學(xué)中的實際問題為目的，還要與實踐相結(jié)合，理論問題即實踐課題，解決問題即課程研究，通過自己的雙手來解決問題比用腦子解決問題來的更加深刻。在老師的精心講解下，并通過自己的努力也了解了單片機內(nèi)部構(gòu)造和工作原理，以及接外部電路的情況，但也知識皮毛而已。 原理圖說 明 仿真開始之后，電機不轉(zhuǎn)，停止指示燈亮。 ③ 選擇控制度：所謂控制度就是以模擬調(diào)節(jié)器為基準(zhǔn)，將 DDC 的控制效果與模擬調(diào)節(jié)器的控制效果相比較。在微分時間選擇合適的情況下，可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時間。該間隔時間成為死區(qū)時間）之后， 26 r(t) Kp Ki/S Kd所以常用控制方法是改變電樞電壓調(diào)速的電樞電壓控制法。 本設(shè)計使用的驅(qū)動器件是 74HC240，如圖 56所示。在這種鍵盤的連接方法中，我們通常采用上拉電阻接法，即各按鍵開關(guān)一端接低電平，另一端接單片機 I/O 口線并通過上拉電阻與 VCC 相連，這是為了保證在按鍵斷開時，各 I/O 口線有確定的高電平，如果端口內(nèi)部已經(jīng)有上拉電阻，則外電路的上拉電阻就可以省去。 18 單片機（速度的測量計算、輸 入 設(shè)定及系統(tǒng)控制） 單片機（ PID 運算控制器、 PWM 模擬發(fā)生器） 電機 速度采集電路 電機驅(qū)動電路 鍵 盤 顯示器 第五章 設(shè)計實現(xiàn) 系統(tǒng)總體框架 圖 51 系統(tǒng)總流程圖 本設(shè)計是以 51 單片機為控制中心，通過采集電機的當(dāng)前速度，與設(shè)定的速度之間的差值進行 PID 運算，然后輸出相應(yīng)的模擬 PWM 波，使得差值越來越小直到電機速度在允許的誤差范圍內(nèi)。 PROTEUS 與 KEIL 的聯(lián)調(diào) Proteus 軟件包括匯編語言編譯系統(tǒng)，可以在軟件平臺上對單片機進行可視化調(diào)試。 ABS 文件由 OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器dScope51或 tScope51使用進行 源代碼 級調(diào)試，也可由 仿真器 使用直接對 目標(biāo)板 進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 KD轉(zhuǎn)動部分的阻尼系數(shù) . 永磁直流電動機的電樞反電動勢可表示為 : Ea=Ke*Ω (公式 33) 式中 Ke反電動勢常數(shù) . 電磁轉(zhuǎn)矩為 : Te=KT *Ia (公式 34) 式中 KT磁轉(zhuǎn)矩常數(shù)。與交流電機相比直流電機的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，可靠性較差，使它的 應(yīng)用受到限制。上電自動復(fù)位是通過電容充電來實現(xiàn)的，通過選 擇適當(dāng)?shù)碾娙莺碗娮?，就能夠?RST 引腳上的高電平保持兩個振蕩周期以上，以實現(xiàn)上電的同時完成單片機的復(fù)位；按鍵手動復(fù)位分為按鍵電平復(fù)位和按鍵脈沖復(fù)位兩種方式。用于 CPU 對片內(nèi)各功能部件進行管理、控制和監(jiān)視等。 （ 3）辦公自動化領(lǐng)域 現(xiàn)代的辦公室所使用的大部分現(xiàn)代產(chǎn)品多數(shù)都采用了單片機，如打印機、繪圖儀、 復(fù)印機等等。這類單片機的用途是把以往用數(shù)字邏輯集成電路組成的控制電路單片化，可廣泛用于家電產(chǎn)品。采用雙極型半導(dǎo)體工藝的 TTL 電路速度快，但功耗和芯片面積較大。 直流電動機控制的研究現(xiàn)狀 數(shù)字直流調(diào)速裝置，從技術(shù)上，它能成功地做到從給定信號、調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)定、直到觸發(fā)脈沖的數(shù)字化，使用通用硬件平臺附加軟件程序控制一定范圍功率和電流大小的直流電機，同一臺控制器甚至可以僅通過參數(shù)設(shè)定和使用不同的軟件版本對不同類型的被控對象進行控制，強大的通訊功能使它易和 PLC 等各種器件通訊組成整個工業(yè)控制過程系統(tǒng)，而且具有操作簡便、抗干擾能力強等特點，尤其是方便靈活的調(diào)試方法、完善的保護功能、長期工作的高可靠性和整個控制器體積小型化，彌補了模擬直流調(diào)速控制系統(tǒng)的保護功能不完善、調(diào)試不 方便、體積大等不足之處，且數(shù)字控制系統(tǒng)表現(xiàn)出另外一些優(yōu)點，如查找故障迅速、調(diào)速精度高、維護簡單，使其具備了廣一闊的應(yīng)用前景。 隨著微型計算機、超大規(guī)模集成電路、新型電子電力開關(guān)器件和新型傳感器的出現(xiàn)，以及自動控制理論、電力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)的深入發(fā)展，直流電動機控制也裝置不斷向前發(fā)展。隨著科技的進步，人們對生活舒適性的追求將越來越高， PID 控制技術(shù)作為一項具有發(fā)展前景和影響力的新技術(shù)，正越來越受到國內(nèi)外各行業(yè)的高度重視。 控制理論的發(fā)展經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。但發(fā)電機、電動機調(diào)速系統(tǒng)的主要 缺點是需要增加兩臺與調(diào)速電動機相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機和一些輔助勵磁設(shè)備，因而體積大，維修困難等。 隨著計算機，微電子技術(shù)的發(fā)展以及新型電力電子 功率器件的不斷涌現(xiàn)，電動機的控制策略也發(fā)生了深刻的變化。 4 隨著新型電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展， IGBT(絕緣柵雙極型晶體管 )具有開關(guān)速度快、驅(qū)動簡單和可以自關(guān)斷等優(yōu)點，克服了晶閘管的主要缺點。允許使用的電壓范圍越來越寬，一般在 3~6V 范圍內(nèi)工作。隨著低價位 OTP（ One Time Program）及各種類型片內(nèi)程序存儲器的發(fā)展，加之外圍接口不斷進入片內(nèi)，推動了單片機“單片”應(yīng)用結(jié)構(gòu)的發(fā)展。 雖然大多數(shù)普通單片機都具有熔絲燒斷保護單片機內(nèi)代碼的功能，但由于通用低檔的單片機并非定位于制作安全類產(chǎn)品，因此，它們往往沒有提供有針對性的防范措施且安全級別較低。 （ 8）片外可尋址 64K 程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器空間 片外最多可擴展 64K 程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器空間。 HMOS 單片機的節(jié)電工作方式只有掉電工作方式； CHMOS 單片機的節(jié)電工作方式有掉電工作方式和空閑工作方式兩種。運行時轉(zhuǎn)動的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢，是直流電機進行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、 電樞繞組 、 換向器 和風(fēng)扇等組成。 Proteus 軟件集成了高級原理布圖、混合模式 SPICE 電路仿真、 PCB 設(shè)計以及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。 對于一個仿真軟件或?qū)嶒炇?，測試的儀器儀表的數(shù)量、類型和質(zhì)量，是衡量實驗室是否合格 的一個關(guān)鍵因素。 第二步，安裝完畢，把 Proteus 6 Professional\MODELS\目錄下的 文件復(fù)制到 Keil\C51\BIN 文件夾下。 AT89C51 的上電復(fù)位電路如圖 51 所示，只要在 RST 復(fù)位輸入引腳上接一電容至 Vcc 端，下接一個電 阻到地即可。 矩陣式鍵盤的連接方法和工作原理 圖 53 4*4 鍵盤 21 什么是矩陣式鍵盤？當(dāng)鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少 I/O 口線的占用，通常將按鍵排列成矩陣式，在矩陣式鍵盤中， 每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接，如圖 53。 圖 56 74HC240 真值表 電機驅(qū)動模塊 L298 是雙電源大電流功率集成電路 , 直接采用 TTL 邏輯電平控制 ,可用來驅(qū)動繼電器、線 圈、直流電動機、步進電動機等電感性負(fù)載。 晶閘管的相控調(diào)壓或 PWM 斬波器調(diào)壓比串電阻調(diào)壓損耗小，效率高。 在本設(shè)計中是通過 PID 數(shù)值計算后得出一個延時時間，可以調(diào)節(jié)高低電平作用的時間，進而起到調(diào)節(jié)直流電機的輸入電壓，從而達到電機的調(diào)速目的。一般來說，要求被控過程是穩(wěn)定的，能迅速和準(zhǔn)確地跟蹤給定值的變化，超調(diào)量小，在不同干擾下系統(tǒng)輸出應(yīng)能保持在給定值，操作變量不宜過大，在系統(tǒng)和環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化時控制應(yīng)保持穩(wěn)定。 表 擴充臨界比例度法整定參數(shù) 控制度 控制規(guī)律 T PK IT DT PI KT K? KT PID KT K? KT KT PI KT K? KT PID KT K? KT KT 29 PI KT K? KT PID KT K? KT KT PI KT K? KT PID KT K? KT KT （ 2） 經(jīng)驗法 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，具體操作可按以下口訣進行： 參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查 ； 先是比例后積分，最后再把微分加 ； 曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大 ； 曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳 ； 曲線偏離回復(fù)慢，積分時間往下降 ； 曲線波動周期長，積分時間再加長 ； 曲線振蕩頻率快，先把微分降下來 ； 動差大來波動慢 ， 微分時間應(yīng)加長 。 PID 算法 本系統(tǒng)設(shè)計的核心算法為 PID 算法，它根據(jù)本次采樣的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進行比較得出偏差 )(ne ，對偏差進行 P、 I、 D 運算最終利用運算結(jié)果控制 PWM 脈沖的占空比來實現(xiàn)對加在電機兩端電壓的調(diào)節(jié)，進而控制電機轉(zhuǎn)速。本文完成了基于單片機的直流電機控制系 統(tǒng)的設(shè)計與模擬。 sbit p32=P3^2。y)。 ge=num。 shu[4]=b%100/10。 uint shu[6]={1,2,3,4,5,6}。 致謝 在本次設(shè)計論文完成之際，首先要向我的指導(dǎo)老師表示真誠的謝意。通過單片機的定時器掃描， 就是采用分時的方法，使各個數(shù)碼管逐個輪流受控顯示。 ④ 引入適當(dāng)?shù)膶嶋H微分系數(shù) DK 和實際微分時間 DT ，此時可適當(dāng)增大比例系數(shù) PK和積分系數(shù) IK 。當(dāng)然，這是一種近似的方法，有時可能略嫌粗糙，但相當(dāng)適用，可解決一般實際問題。積分作用的強弱取決與積分時間常數(shù) Ti， Ti 越小，積分作用就越強。使用下面三種方法中的任何一種，都可以改變 ? 的值，從而達到調(diào)壓的目的： （ 1）定寬調(diào)頻法： T1保持一定，使 T2在 0∞范圍內(nèi)變化； （ 2）調(diào)寬調(diào)頻法： T2保持一定，使 T1在 0∞范圍內(nèi)變化； （ 3）定頻調(diào)寬法： T1+ T2=T 保持一定，是 T1在 0T 內(nèi)變化。 PROTEUS 軟件中的電機模塊提供了一個輸出脈沖，每當(dāng)電機轉(zhuǎn)一圈時就會輸出一個脈沖，這也就注定了仿真出來的速度只能是按秒計數(shù)，亦決定了仿真的精度不會很高。接著第 2排第 1行、第 3排第 1行 ?? 直到最后一排第 1行的 點亮。在圖 2 的復(fù)位電路中，當(dāng) Vcc 掉電時，必然會使 RST 端電壓迅速下降到 0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個負(fù)電壓將不會對器件產(chǎn)生損害。 第五步， Proteus 的設(shè)置。 (3)硬件投入少 由于 Proteus 軟件實驗資源庫非常豐富，對于從模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路到單片機系統(tǒng)等領(lǐng)域都可以進行電路的設(shè)計，而且其虛擬元器件的參數(shù)都是由實際元器件廠家提供，然后生成 SPICE(Simulation Program with Integrated CircuitEmphasis)模型，這樣就可以用 Proteus 軟件中的虛擬元器件代替實際元器件進行設(shè)計電路，而無需去購買實際的元器件。另外重要的一點，只要看一下 編譯 后生成的匯編代碼， 就能體會到 Keil 的優(yōu)勢。 Ea電樞反電動勢 。應(yīng)當(dāng)注意的是 EA/ ppV 上編程電壓不能大于 ，因此要求該電壓非常穩(wěn)定。 （ 1）復(fù)位方式：復(fù)位是單片機進入狀態(tài)的初始化操作，是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。其基本機構(gòu)如下所示 : （ 1） 1個 8 位中央處理器 單片機 CPU 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有算術(shù)邏輯運算單元 ALU、累加器 ACC、程序狀態(tài)寄存器 PSW、堆棧指針 SP、寄存器 B、程序計數(shù)器（指令指針）PC、數(shù)據(jù)指針 DPTR、指令寄存器 IR、暫存器（ TMP）等部件構(gòu)成。 （ 4）低電壓，低功耗。為了適應(yīng)這種領(lǐng)域的要求，運用新的工藝，使片內(nèi)存儲器大容量化。它以體積小、功能全、價格低等特點，贏得了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)滲透到了社會生活的各個領(lǐng)域。永磁材料技術(shù)的突破與微電子技術(shù)的結(jié)合又產(chǎn)生了一批新型的電動機，如永磁直流電動機， 交流伺服電動機，超聲波電動機等。晶閘管變流裝置的放大倍數(shù)在 10000 以上，比機組 (放大倍數(shù) 10)高 1000 倍，比汞弧變流器 (放大倍數(shù) 1000)高 10 倍 。目前， PID控制及其控制器或智能 PID 控制器已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實際中得到了廣泛的應(yīng)用。電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。由于它具有體積小、響應(yīng)快、工作可靠、壽命長、 維修簡便等一系列優(yōu)點，采用晶閘管供電，不僅使直流調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)濟指標(biāo)上和可靠性有所提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出很大的優(yōu)越性。其中，脈寬調(diào)制（ PWM）方法，變頻技術(shù)在直流調(diào)速和交流調(diào)速系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。 5 第二章 單片機的介紹 單片機的概述 單片機自