【正文】 光耦隔離開關 總系統(tǒng)中的最小單片機部分圖 最小單片機系統(tǒng)設計中主要應用了 89S51 單片機，由最小單片機系統(tǒng)組成，并將單片機的P26 口作為輸出口，輸出占空比不同的矩形波，供給后續(xù)驅動電路部分，在單片機的外圍擴展了兩個按鍵，K1 作為加速按鍵，K2 作為減速按鍵，進行調速控制。 總系統(tǒng)中驅動電路部分圖 驅動電路驅動部分主要由用的光電耦合器和 IGBT 組成，由單片機的 P26 口提供的信號，P26 當為高電平時，發(fā)光管導通，光電耦合器輸出低電平，IGBT 關閉，回路關閉。當 P26 口為低電平時，發(fā)光管關閉，光電耦合器輸出為高電平，IGBT打開，回路導通。 單片機工作電源部分圖 電源電路電源部分采用的是三端穩(wěn)壓器 7805，輸入由 ACDC 變壓器提供+9V 直流電，經 7805 穩(wěn)壓，由電容濾波，輸出+5V 電壓，為單片機提供工作電源。 7805 穩(wěn)壓管7805 能使輸入電壓（正常條件 725 伏）轉化為 5 伏左右輸出，供光耦隔離開關發(fā)光部分及單片機等供電。價格便宜，使用方便。 系統(tǒng)電路總設計圖 總體電路原理圖設計采用定頻調寬法：T1+T2 保持一定，使 T1 在 0～T 范圍內變化來改變a 的值從而達到調壓的目的。以 89S51 單片機系統(tǒng)和 7805 穩(wěn)壓電源系統(tǒng)以及光電耦合 IGBT 部分組成。由鍵盤 K1 和 K2 發(fā)出指令，單片機處理后經 P26 口發(fā)出矩形波，通過占空比的調節(jié)達到電機調速的目的。當按下 key1 按鍵時，IGBT功率管 1 腳的高電平占空比增大，電樞電壓增大，電機轉速增大；當按下 key2按鍵時，IGBT 功率管 1 腳的高電平占空比減小，電樞電壓減小，電機轉速減小。從而通過單片機達到簡單調速的目的。 PWM 實用系統(tǒng)設計（1） 在 PWM 不可逆系統(tǒng)中例：設置 為 220V 時，轉速 1000N/M，開關期間周期 T=20MS，導通時間sU=5MS， 為占空比。ont?= =dsonUTt?s= = ，得出 =55V。?Tton41205?d現(xiàn)需要調節(jié)轉速為 2022N/M，經計算需要 =110V，則dU110V= *220V，推算出 ==10MS，所以只需將 = = ，就Ston02. ont ?Tton21可以實現(xiàn)。（2） 在 PWM 可逆系統(tǒng)中例：設置 為 220V 時，轉速 1000N/M，開關期間周期 T=20MS，導通時間sU=4MS， 為占空比。ont? sonsonsond UTtTtt )12(????= = ，得出 =132V。根據 PWM 可逆系統(tǒng)輸出電壓特性曲?Tton51204dU線，當 = 時， =0，電動機停止；當 時， 為正，電動機正轉；當 ??21??時， 為負，電動機反轉。所以當 = 時，電動機是反轉，轉速21? 51000N/M。同理調節(jié) =12MS 時， = = ，通過計算 =44V，轉ont?Tton3201?dU速為 200N/M,電動機正轉 程序 程序設計思想當按 key1 鍵時，電壓升高，轉速上升，當按 key2 鍵時，電壓下降，轉速下降。定時器 1 中斷用來產生周期為 1ms 的脈寬信號，定時器每次中斷后改變下一次的定時設置，設置值由按鍵決定，按 key1，高脈寬定時時間加大，按key2，低脈寬定時時間增大，每次變化 10uS。 程序框圖 圖 程序框圖 程序編譯ORG 0000HAJMP MAINORG 001BHAJMP INTT1ORG 0100HMAIN: MOV60H,0FEH //存放高電平的脈寬時間，定時 500usMOV61H,0CHMOV62H,0FEHMOV63H,0CH //存放低電平的脈寬時間，定時 500us，剛開始時，高低電平各為 50％，此時電壓為輸入電壓的一半，電機此時的轉速為最低。調速設定為向上調節(jié)，即按加鍵時轉速上升，此時按減鍵，轉速不變。MOVTMOD,10H //定時器 1 用來產生脈寬，周期固定為 1mS，MOVTH1,60HMOVTL1,61HSETB EASETB ET1SETB PT1SETB TR1SETB READKEY:SETB ,DELAY,DELAYAJMP READKEYDELAY: LCALL DL10MS 。去抖SETB ,HAVEKEY1 //假設電路板接兩個鍵，分別為 key1 和 key2，key1為脈寬增加，key2 為脈寬減小,HAVEKEY2AJMP READKEYHAVEKEY1:MOVA,61H //是加鍵，60H61H 值減小，高電平脈寬增加，62H63H 值增大，低電平時間減小CLRCSUBB A,0AHMOV61H,AMOVA,60HSUBB A,00HMOV60H,ACLRCMOVA,63HADDA,0AHMOV63H,AMOVA,62HADDC A,00HMOV62H,AMOVR2,60HMOVR3,61HMOVR6,0FCHMOVR7,18HLCALL NSUB1JNCCONTINUMOV60H,0FCH //超出調速范圍，即高脈寬大于 1ms 溢出了，則保持此數(shù)值MOV61H,18HMOV62H,0FFHMOV63H,0FBHCONTINU:AJMP NOTXSHAVEKEY2:MOVA,63H //是減鍵，60H61H 值增加，高電平脈寬減小，62H63H 值減小，低電平時間增大CLRCSUBB A,0AHMOV63H,AMOVA,62HSUBB A,00HMOV62H,ACLRCMOVA,61HADDA,0AHMOV61H,AMOVA,60HADDC A,00HMOV60H,AMOVR2,62HMOVR3,63HMOVR6,0FDH。0FCH //考慮到低電平過多，電壓很低，電機無法運行，所以設定低電平最長保持 700us，高電平最少 300usMOVR7,44H。18H //0FC18 是低電平保持 1ms，高電平幾乎為 0 的情況，這種情況輸出電壓幾乎為 0，電機停止LCALL NSUB1JNCNOTXSMOV60H,0FEH //高電平最少保持 300us，低電平最大 700usMOV61H,0D4HMOV62H,0FDHMOV63H,44HNOTXS: LJMP READKEYRET //雙字節(jié)減法子程序，功能：（R2R3)(R6R7)R4R5NSUB1: MOVA,R3CLRCSUBB A,R7MOVR5,AMOVA,R2SUBB A,R6MOVR4,ARET //定時器 1 中斷，總周期 20ms，其中高電平時間由 6061h 決定，低電平時間由 62H,63h 確定。定時的時間由鍵盤設定，按加鍵 60H61H 每次設定減小 500uS 的時間，使高電平時間增加，按減鍵 62H，63H 每次設定減少 500uS 的時間，高電平時間減小INTT1:PUSH PSWPUSH ACCSETB RS0CLRRS1JNB20H,XGTHTLCLR20HMOVTH1,62HMOVTL1,63HSETB AJMP RETIENDXGTHTL: SETB 20HMOVTH1,60HMOVTL1,61HRETIEND:POPACCPOPPSWRETIDL10MS: MOVR6,30DDCWM: MOVR7,0FAHDCWM: DJNZ R7,DCWMDJNZ R6,DDCWMRETEND4 設計方案的對比和選擇脈寬調制（PWM）系統(tǒng)與 VM 系統(tǒng)的對比:與 VM 系統(tǒng)相比，PWM 系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：1）主電路線路簡單，需用的功率器件少。2）開關頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱都較小。3）低速性能好，急速精度高，調速范圍寬，可達 1：10000 左右。4）若與快速響應的電動機配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應快，動態(tài)抗擾能力強。5）功率開關器件工作在開關狀態(tài)，導通損耗小，當開關頻率適當時，開關損耗也不大，因而裝置效率較高。6）直流電源采用不控整流時，電網功率因數(shù)比相控整流高?？傊?，PWM 既經濟、節(jié)約空間、抗噪性能強，是一種值得廣大工程師在許多設計應用中使用的有效技術。本系統(tǒng)設計采用 PWM 控制的直流電動機調速系統(tǒng)。5 參考文獻[1]．機械工業(yè)出版社，2022[2]．機械工業(yè)出版社，2022[3]．機械工業(yè)出版社,2022[4]電力電子應用技術．莫正康．機械工業(yè)出版社，2022[5]電力電子技術．黃俊，王兆安．機械工業(yè)出版社，2022[6]過程控制．徐兵．機械工業(yè)出版社，2022[7]MCS51 單片機原理與應用． 康維新．中國輕工業(yè)出版社,2022[8]計算機軟件技術基礎．徐士良．清華大學出版社，2022[9]數(shù)字電子技術（第二版）, 郭永貞．董爾令．西安電子科技大學出版社，2022[10]自動化專業(yè)英語教程．王宏文．北京：機械工業(yè)出版社，2022[11]單片機原理及應用． 劉小成，：華東理工大學出版社，2022[12]單片機課程設計．楊居義，楊堯，楊曉琴，：清華大學出版社，2022[13]自動控制理論. 夏得砛、翁貽方. 北京：機械工業(yè)出版社,2022[14]電動機調速的原理及系統(tǒng). 楊興姚. 北京：北京水利電力出版社,2022[15]智能儀器原理及設計. 王選民. 北京:清華大學出版社，2022[16]Wang ELECTRIC POWER EDUCATION 2022 [17]Hu Minqiang， Cheng Ming，Li OF ELECTRICAL amp。 ELECTRONIC EDUCATION 20226 致 謝這一次的畢業(yè)論文讓我學到了很多東西，論文的設計遠遠不同于課程設計，要求思路清楚，結構嚴謹，讓我真正體會到理論應用于實際的重要性，親身設計讓我了解到自己還有很多不足，知識的寬廣和理論的互相應用讓我進一步體會到知識的融合和靈活應用是多么重要。對于即將畢業(yè)的我來說，畢業(yè)論文的設計是我學習生涯的終極挑戰(zhàn)，對于初出茅廬的我來說壓力非常之大。在此衷心感謝宋元鶴教授的關心和指導，宋老師對知識的理解和追求真理的精神將永遠鞭策我。同時感謝在論文設計中過程幫助我的朋友，你們的關心我永遠銘記于心。