【正文】 學(xué)， 2020 年． [13]陳志玲．微波電磁特性綜合測量儀的研制．華南師范大學(xué)， 2020 年． [14]張貴強．無軸傳動技術(shù)同步控制的研究．東北大學(xué)， 2020 年． [15]郭麗君．基于 LabVIEW 的溫室移動機器人導(dǎo)航系統(tǒng) [J]．農(nóng)機化研究， 2020 年． [16]Landau ID .From robust control to adaptive control. Control Eng Prac 7:–1124． [17]Ho rng JH .Neural adaptive tracking control of a DC motor. Information :1–13． [18]Lyshevski SE. Nonlinear control of mechatronic systems with permanentmag DC motors. Mechatronics 9: –552． [19]Mummadi .VC Steadystate and dynamic performance analysis of PV supplied DC motors fed from intermediate power converter. Solar Energy Mater Solar Cells 61:–381． 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 共 33 頁 致 謝 為期四年的大學(xué)生涯已經(jīng)接近了尾聲。 // bit LR=0。 bn++。 //送數(shù)據(jù) Led_dx=Ledplay[i]。 } while(KSW==0)。 } if(SW==1) { bn=0。 putin(10)。 } //**************************************************************** if(SW==0) { M1=0。 M=1。 0x3f。 while(t!=0) { for(i=0。 //定義脈沖個數(shù)計數(shù)器 uchar Ledplay[6]。同時，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)，為將來能更好的適應(yīng)工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。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。 if (counter=pwmH) { 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 共 33 頁 M=0。 //顯示 putin(pwmH%10)。 //延時去抖 if(KSPU==0) { pwmH++。這可通過調(diào)用 子程序來解決，當(dāng)系統(tǒng)中有顯示子程序時，調(diào)用幾次顯示子程序也能同時達到消除抖動的目的。 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 共 33 頁 當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光的原理。 L298N 的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖如圖 9 所示： 圖 9 L298N 內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖 感性負載。 內(nèi)部程序存儲器： AT89C51 芯片內(nèi)部 共有 4K 個單元，用于存儲程序、原始數(shù)據(jù)或表格，簡稱內(nèi)部 ROM。 K1：“啟動 /停止”。嚴(yán)格來說 ，平均速度 Va 與占空比 D 并非嚴(yán)格的線性關(guān)系，但是在一般的應(yīng)用中，我們可以將其近似的看成是線性關(guān)系。但是對于直流電動機的轉(zhuǎn)速有以下公式： 2// ?? C rC eT em R aCeUn ?? （公式 21） 其中： U— 電壓； Ra— 勵磁繞組本身的電阻； ? — 每極磁通 (Wb)； Tem— 電磁轉(zhuǎn)矩；Ce— 電勢常數(shù)； Cr— 轉(zhuǎn)矩常量。由定時器來產(chǎn)生固定寬度可調(diào)的矩形波。后來，諧波成分大、功率因數(shù)差的相控變流器逐步由斬波器或 PWM 變流器所代替，明顯地擴大了電機控制的調(diào)運范圍，提高了調(diào)速精度，改善了快速性、效率和功率因數(shù) [1]。 本設(shè)計是以單片機 AT89C51 和 L298 控制的直流電機 PWM 調(diào)速系統(tǒng)。從而這就 要求大量使用 PWM 控制的直流調(diào)速系統(tǒng) ， 因此人們對 PWM 控制的 直流 調(diào)速系統(tǒng)的研究將會更深一步。進入 21世紀(jì)后，可以預(yù)期新的更高性能電力電子器件還會出現(xiàn)，已有的各代電力 電子元件還會不斷地改進提高。因此研究直流電機的速度控制，有著非常重要的意義。 B、 調(diào)寬調(diào)頻法：保持 t 不變，只改變 1t ，這樣使周期 (或頻率 )也隨之改變。 設(shè) 計控制部分：主要由 AT89C51 單片機的外部中斷擴展電路組成。采用帶中斷的獨立式鍵盤作為命令的輸入，單片機在程序控制下，定時不斷給 L298 直流電機驅(qū)動芯片發(fā)送 PWM 波形，完成電機正反轉(zhuǎn)、加減速和急?？刂?； 同時單片機不停的將 PWM 脈寬調(diào)制占空比送到 LED 數(shù)碼管完成實時顯示 ，直流電機 PWM 調(diào)速方案如圖 4 所示： 圖 4 直流電機 PWM 調(diào)速方案 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 共 33 頁 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)基本組成 硬件模塊組成 （ 1）單片機控制模塊 （ 2）最小系統(tǒng)電路 （ 3） L298 電機驅(qū)動模塊 （ 4） LED 顯示模塊及轉(zhuǎn)速顯示模塊 （ 5）獨立鍵盤控制模塊 單片機整個控制模塊 單片機整個控制模塊如圖 5 所示： 圖 5 單片機整體控制模塊 單片機 AT89C51 簡介 AT89C51 單片機由 CPU 和 8 個部件組成，它們都通過片內(nèi)單一總線連接，其基本結(jié)構(gòu)依然是通用 CPU 加上外圍芯片的結(jié)構(gòu)模式，但在功能單元的控制上采用了特殊功能寄存中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 33 頁 器的集中控制方法。 高頻率的時鐘有利于程序的更快運行，也有可以實現(xiàn)更高的信號采樣率，從而實現(xiàn)更多的功能。直接采用 L 邏輯電平控制，可以驅(qū)動繼電器、直流電動機、步進電動機等電感性負載。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件簡單。 while(1) { //**********按鍵處理 ***************************************** if(KSW==0) //檢測開始、停止 { DelayM(20)。 bn=0。 //數(shù)碼管顯示 } } 按鍵延時程序 通過按鍵延時程序來判斷按鍵的按下與否，消除按鍵的抖動 void Delay(unsigned int i) //延時單次 6us { while(i)。點擊右邊的獨立鍵盤加速或是減速按鈕?？偟母惺苡幸韵聨追矫妫? 通過本次畢業(yè)設(shè)計，我不但對單片機有了更為深入的了解，對一個課題如何畫流程圖，編程序等有了一定的認(rèn)識。在此，我們再一次對諸位老師的培養(yǎng)和關(guān)懷表示誠摯的謝意！ 同時我們也 非常感謝所有教導(dǎo)過我的老師們，他們不但在畢業(yè)設(shè)計中指導(dǎo)我們學(xué)習(xí)和生活，而且在完成論文期間給我許多幫助和建議，他們兢兢業(yè)業(yè)、對工作認(rèn)真負責(zé)的態(tài)度為我們做出了好的表率，時刻鞭策著我們向他們學(xué)習(xí)。 //定義減速控制引腳 sbit M1=P3^0。 //將指向的寄存器清空 } } void ledxs(void) //數(shù)碼管顯示子程序 { uchar i。 ET0=1。 //延時去抖 if(KSPU==0) { pwmH++。 //顯示 putin(pwmH%10)。 //顯示 PWMH 十位 if(LR==0) { M1=0。 } } while(KSPU==0)。 TR0=1。 uchar wx=0。 //定義電機驅(qū)動控制引腳 sbit M3=P3^7。我對他們致以 真誠的謝意和衷心的祝福。特別是深刻體會到了軟件和硬件結(jié)合的重要性，以及兩者的聯(lián)系和配合作用。電機的驅(qū)動模塊能夠?qū)崿F(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、停止等操作。 while(t!=0) { for(i=0。 } if(SW==1) { bn=0。 } while(KSW==0)。 消除鍵抖動。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能如圖 22 所示?？紤]到單片機本身用在控制，并非高速信號采樣處理，所以選取適合的頻率即可。 4K 字節(jié)可編程閃 爍存儲器壽命為 1000 寫 /擦循環(huán)，通常數(shù)據(jù)保留時間為 10 年。 設(shè)計顯示部分： LED 數(shù)碼管顯示部分，實現(xiàn)對 PWM 脈寬調(diào)制占空比的實時顯示。 前兩種方法在調(diào)速時改變了控制脈沖的周期 (或頻率 )，當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時，將會引起振蕩，因此常采用定頻調(diào)寬法來改變占空比從而改變直流電動機電樞兩端電壓 [5]。它對單片機的要求是：具有足夠快的速度；有 PWM 口，用于自動產(chǎn)生 PWM中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 共 33 頁 波；有捕捉功能，用于測頻；有 A/D 轉(zhuǎn)換器、用來對電動機的輸出轉(zhuǎn)速、輸出電壓和電流的模擬量進行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換；有各種同步串行接口、足夠的內(nèi)部 ROM 和 RAM，以減小控制 系統(tǒng)的無力尺寸；有看門狗、電源管理功能等。尤其是我國在此領(lǐng)域的現(xiàn)狀，再加上 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的出現(xiàn)，彌補了這個空白，更加提高了直流調(diào)速系統(tǒng)的精度及可靠性，直流調(diào)速系統(tǒng)仍將處于十分重要地位。近 30 年來，電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，帶動和改變著電機控制的面貌和應(yīng)用。 轉(zhuǎn)速是直流電機運行中的一個重要物理量，如何準(zhǔn)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。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 和 IGBT等。系統(tǒng)主電路采用大功率 GTR 為開關(guān)器件、 H 橋單極式電路為功率放大電路的結(jié)構(gòu)。中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 共 33 頁 2 直流電動機調(diào)速的概述 直流電機調(diào)速原理 直流電動機根據(jù)勵磁方式不同，直流電動機分為自勵和他勵兩種類型。軟件延時法的基本思路是：設(shè)電機始終接通電源時，電機 轉(zhuǎn)速最大為 Vmax，設(shè)占空比為 D=1t /T，則電機的平均速度為 Va = Vmax*D，其中 Va 指的是電機的平均速度； Vmax 是指電機在全通電時的最大速度； D= 1t /T是指占空比。 （ 2）使用定時器產(chǎn)生可控的 PWM 波，通過按鍵改變 PWM 占空比，控制直流電動機的轉(zhuǎn)速。 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器： AT89C51 芯片中共有 256 個 RAM 單元，能作為存儲器使用的只是前 128 個單元，其地址為 00H— 7FH?？梢苑奖愕尿?qū)動兩個直流電機，或一個兩相步進電機。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。因此，在程序中要考慮防抖動的問題。 } while(KLR==0)。 //顯示 PWM 個位 putin(pwm/10)。 } } 中斷子程序 用于驅(qū)動電機的啟動程序 void Time0() interrupt 1 using 1 //定時服務(wù)程序 { M3=1。從仿真結(jié)果可以看出，本設(shè)計可以實驗性得到預(yù)期的仿真效果。 通過本次設(shè)計，我的知識領(lǐng)域得到進一步擴展，專業(yè)技能得到進一步提高，同時鍛煉了自己獨立完成任務(wù)的能力，并掌握了很多軟件、硬件開發(fā)方面的知識。 //定義 pwm 周期數(shù) uchar pwmH=1。 //**************************************************************** void Delay(unsigned int i) //延時單次 6us { while(i)。i++) //掃描數(shù)碼管 1~6 位 { Date=wex[i]。 if (counter=pwmH) { M=0。