【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(shè)計硬件電路設(shè)計框圖如下圖所示，硬件電路結(jié)構(gòu)初步設(shè)想由以下4部分組成：時鐘電路、復位電路、單片機、驅(qū)動電路。驅(qū)動電路部分采用了以GTR為可控開關(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)。控制部分采用匯編語言編程控制，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?qū)崿F(xiàn)對電機速度的控制。根據(jù)硬件系統(tǒng)電路設(shè)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(qū)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(jié)構(gòu)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(jié)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(shè)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(shù)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(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。此設(shè)計就采用AT89C51。在進行單片機控制系統(tǒng)設(shè)計時，除了系統(tǒng)硬件設(shè)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(shè)計應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計在控制系統(tǒng)設(shè)計中占重要地位。鍵盤向單片機輸入相應(yīng)控制指令，另一口輸出高電平，驅(qū)動H型橋式電動機控制電路，實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)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(yīng)。在程序中通過軟件產(chǎn)生PWM，送出預設(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)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(jié)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(zhuǎn)）：低速擋（正轉(zhuǎn)）：反轉(zhuǎn)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(guān)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(chǔ)上，利用已有的直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)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(guān)資料方面的能力又有了提高。本設(shè)計基本上達到了設(shè)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(shè)備選型、參數(shù)設(shè)置和軟件設(shè)計，提高了直流電機調(diào)速運行的可靠性。本設(shè)計在硬件上采用了基于PWM技術(shù)的H型橋式驅(qū)動電路，解決了電機驅(qū)動的效率問題。但該設(shè)計也有不足之處，主要是在關(guān)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(shù)對速度進行反饋，以rpm或rps表達當前的轉(zhuǎn)速進行顯示。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。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(yīng)工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。當然，本次設(shè)計還存在一些不足之處，例如：界面設(shè)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(shè)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(shè)計進行進一步完善。當然，設(shè)計中肯定還有其他不足和紕漏之處，請各位