【文章內(nèi)容簡介】 片機產(chǎn)生PWM脈沖的軟件實現(xiàn)上比較方便。方案一：采用定時器做為脈寬控制的定時方式，這一方式產(chǎn)生的脈沖寬度極其精確，誤差只在幾個us。方案二：采用軟件延時方式，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。故采用方案一。第3章 系統(tǒng)硬件電路設計硬件電路設計框圖如下圖所示，硬件電路結構初步設想由以下4部分組成：時鐘電路、復位電路、單片機、驅動電路。驅動電路部分采用了以GTR為可控開關元件、H橋電路為功率放大電路所構成的電路結構?？刂撇糠植捎脜R編語言編程控制，AT89C51芯片的定時器產(chǎn)生PWM脈沖波形，通過調(diào)節(jié)波形的寬度來控制H電路中的GTR通斷時間，便能夠實現(xiàn)對電機速度的控制。根據(jù)硬件系統(tǒng)電路設計框圖，對各部分模塊的原理進行分析，編寫個子模塊程序，最終將其組合。復位電路單片機時鐘電路輸入電路驅動電路獨立式按鍵就是各按鍵相互獨立，每個按鍵各接入一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個按鍵按下了。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件簡單。但每個按鍵需要占用一個輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時，需要較多的輸入口線且電路結構復雜，故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。消除鍵抖動。一般按鍵在按下的時候有抖動的問題，即鍵的簧片在按下時會有輕微的彈跳，需經(jīng)過一個短暫的時間才會可靠地接觸。若在簧片抖動時進行掃描就可能得出不正確的結果。因此，在程序中要考慮防抖動的問題。最簡單的辦法是在檢測到有鍵按下時，等待（延遲）一段時間再進行“行掃描”，延遲時間為10～20ms。這可通過調(diào)用子程序來解決，當系統(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。第4章 系統(tǒng)的軟件設計 單片機選擇AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4K bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ROM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元。功能強大AT89C51單片機可提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。此設計就采用AT89C51。在進行單片機控制系統(tǒng)設計時，除了系統(tǒng)硬件設計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要設計應用程序。因此，軟件設計在控制系統(tǒng)設計中占重要地位。鍵盤向單片機輸入相應控制指令，另一口輸出高電平，驅動H型橋式電動機控制電路，實現(xiàn)電動機轉向與轉速的控制。電動機所處速度級以速度檔級數(shù)表示。速度分4檔，快慢與電動機所處速度級快慢一一對應。在程序中通過軟件產(chǎn)生PWM，送出預設占空比的PWM波形。PWM（脈沖寬度調(diào)制）是一系列周期固定、占空比可調(diào)的脈沖系列，由于每個脈沖的高電平時間和低電平時間之和必須等于周期數(shù)，所以輸出電平的維持時間必須由定時器來控制。設PWM周期為T，高電平時間為TH，低電平時間為TL，電壓為VCC，則輸出電壓的平均值為：UAV =VCC*TH/（TH+TL）=VCC*TH/T=aVCC，當VCC固定時，其電壓值取決于PWM波形的占空比a，而PWM的占空比由單片機軟件內(nèi)部用于控制PWM輸出的寄存器值決定。軟件主要由3部分組成：主程序、鍵盤掃描程序、中斷處理程序。主程序流程如圖41所示。 主程序流程圖定時中斷處理程序采用定時方式1，因為單片機使用12M晶振。對定時器置初值0xFF9C可定時100us。當100us定時時間到，定時器溢出則響應該定時中斷處理程序，完成對定時器的再次賦值。 PWM脈寬控制 一個脈沖周期可以由高電平持續(xù)時間系數(shù)c16TimeH和低電平持續(xù)時間系數(shù)c16TimeL組成，本設計中采用的脈沖頻率為10000Hz，可得c16TimeH+c16TimeL=65536，占空比為c16TimeH/(c16TimeH+c16TimeL)，因此要實現(xiàn)定頻調(diào)寬的調(diào)速方式，只需通過程序改變?nèi)肿兞縞16TimeH，c16TimeL的值。產(chǎn)生PWM波程序為：（詳見附錄1）PWM控制直流電動機動作程序：程序流程框圖：程序內(nèi)容：（詳見附錄2）第5章 單片機系統(tǒng)綜合調(diào)試 仿真結果與分析未啟動仿真時，初始狀態(tài)： 啟動仿真后：示波器顯示PWM方波：高速擋（正轉）：低速擋（正轉）：反轉狀態(tài)： 第6章 心得體會在兩個周的學習工作中，通過查閱相關資料了解了直流調(diào)速系統(tǒng)，加深了對直流電機調(diào)速控制系統(tǒng)的認識，熟悉了單片機在控制系統(tǒng)中的運用。并且在所學知識的基礎上，利用已有的直流調(diào)速系統(tǒng)設計，嘗試了自己的一些研究。并且，使我將原來所學的知識系統(tǒng)化，理論化，實用化。對如何使用已有知識及獲取相關資料方面的能力又有了提高。本設計基本上達到了設計目的。實現(xiàn)通過單片機對直流電機的控制，通過合理的設備選型、參數(shù)設置和軟件設計，提高了直流電機調(diào)速運行的可靠性。本設計在硬件上采用了基于PWM技術的H型橋式驅動電路，解決了電機驅動的效率問題。但該設計也有不足之處，主要是在關于速度的反饋上，首先，速度的變化范圍較小，其次無法提供較為直觀的速度表示方式，因此，有必要引入傳感器技術對速度進行反饋，以rpm或rps表達當前的轉速進行顯示。通過本次設計，我的知識領域得到進一步擴展，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的能力，并掌握了很多軟件、硬件開發(fā)方面的知識。另外，我還認識到無論做什么工作，都需要踏實，勤奮，嚴謹?shù)膽B(tài)度，這對我以后的工作將會產(chǎn)生深遠的影響。同時，也培養(yǎng)了自己認真的科學態(tài)度和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，為將來能更好的適應工作崗位打下了良好的基礎。當然，本次設計還存在一些不足之處，例如：界面設計不夠人性化，不能實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能等。另外，由于實際條件的限制，本設計不能進行現(xiàn)場調(diào)試和試運行都是無法完成的。若以后條件允許，可以對以上設計進行進一步完善。當然，設計中肯定還有其他不足和紕漏之處，請各位