【正文】 如圖21所示，D0腳到D7腳與8155的PA口相連，用以傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。/CE腳為片選信號(hào)，當(dāng)它是低電平時(shí)芯片被選中，開(kāi)始工作。1602液晶模塊的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是也內(nèi)部顯示地址,告訴模塊在哪里顯示字符。圖21 AT89C51單片機(jī)與LCD1602的接線圖4 軟件部分的設(shè)計(jì)編寫(xiě)軟件代碼時(shí)，首先得弄清楚程序流程框圖。只有清楚了軟件流程框圖圖，再根據(jù)流程框圖圖編寫(xiě)代碼，才不會(huì)出現(xiàn)大的錯(cuò)誤。下面給出從機(jī)各主要功能模塊的程序流程框圖。 主程序流程框圖程序設(shè)計(jì)包括以下方面： 1個(gè)主程序和5個(gè)子模塊（檢測(cè)子模塊、控制子模塊、鍵盤(pán)處理子模塊、顯示子模塊、報(bào)警子模塊）如圖22。主程序完成對(duì)各個(gè)子模塊初始化，調(diào)用控制、顯示及報(bào)警子模塊。而檢測(cè)、鍵盤(pán)子模塊采用中斷方式工作，主程序與它們通過(guò)共用一段RAM區(qū)域進(jìn)行聯(lián)系。主程序完成系統(tǒng)初始化，開(kāi)中斷并等待中斷。中斷服務(wù)程序完成輸入信號(hào)處理、定時(shí)與計(jì)數(shù)。為了減小測(cè)量中隨機(jī)誤差的影響，先將采樣信號(hào)累加8次后平均處理，然后利用平均結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。這樣每測(cè)得一個(gè)轉(zhuǎn)速值共需9次采樣。由顯示程序?qū)⒔Y(jié)果送至LCD顯示。主程序鍵盤(pán)處理子程序顯示處理子程序控制處理子程序報(bào)警處理子程序檢測(cè)處理子程序圖22 程序框圖STARTAT89C51初始化調(diào)用速度檢測(cè)子程序調(diào)用DA轉(zhuǎn)換子程序調(diào)用報(bào)警子程序調(diào)用顯示子程序圖23 主程序流程框圖調(diào)用速度控制子程序鍵盤(pán)輸入值掃描 速度檢測(cè)子程序檢測(cè)子模塊控制單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的精密測(cè)量，要保證T0和T1的起始點(diǎn)同步，可由軟件置位GATE0、GATE1為1，TR0、TR1為INT0、INT1的Q信號(hào)控制。測(cè)量時(shí)當(dāng)被測(cè)信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)，Q由0變?yōu)?，T0、T1同時(shí)開(kāi)始工作，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)的同步。T0在寄存器RR7的配合下實(shí)現(xiàn)50ms的定時(shí)，當(dāng)Q由1變?yōu)?時(shí)，T1置為定時(shí)方式2，初置為06H。RR7清0，記錄T1溢出的中斷次數(shù)。此時(shí)統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器T1 的計(jì)數(shù)值，就可以算出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：V==(TH1256+TL1) (r/min) 圖24 速度檢測(cè)子程序流程框圖 開(kāi)始中斷次數(shù)20寫(xiě)入B設(shè)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器工作模式定時(shí)器T0賦初值，定時(shí)50ms計(jì)數(shù)器T1清零開(kāi)定時(shí)器T0、計(jì)數(shù)器T1等待定時(shí)中斷開(kāi)中斷 速度控制及D/A轉(zhuǎn)換子程序速度控制及D/A轉(zhuǎn)換子程序：將傳感器輸入的測(cè)量值與設(shè)定值作差K，若|K| ?則測(cè)量值直接作D/A轉(zhuǎn)化；若|K|?，則再次檢測(cè)K的正負(fù)，K0減少傳感器脈沖修正值（電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低）K0則增加修正值（電機(jī)的轉(zhuǎn)速增加），調(diào)整后的輸出值重新寫(xiě)入寄存器，進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換程序。查詢轉(zhuǎn)換程序是否結(jié)束，輸出所需模擬信號(hào)，具體的流程框圖如下：?jiǎn)?dòng)D/A轉(zhuǎn)換查詢是否轉(zhuǎn)換完YN返回測(cè)量值—設(shè)定值=K減少修正值YN圖25 速度控制及D/A轉(zhuǎn)換子程序流程框圖測(cè)量的轉(zhuǎn)速值|K|?K0增加修正值YN輸出值重新寫(xiě)入寄存器5 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)果分析與心得 系統(tǒng)功能與性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能是：進(jìn)行速度信號(hào)的采集，霍爾傳感器將主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)AT89C51計(jì)數(shù)后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)與鍵盤(pán)給定值進(jìn)行分析比較，調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的大小，當(dāng)速度超出設(shè)定范圍時(shí)會(huì)有報(bào)警提示并顯示，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能。通過(guò)處理后的輸出轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)傳送給變頻器，使變頻器能實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到控制主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速的恒定。由于無(wú)法完全模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備，本次設(shè)計(jì)僅作理論分析，因?yàn)闆](méi)有變頻器的實(shí)物，無(wú)法檢測(cè)設(shè)計(jì)的變頻器控制主軸電機(jī)的工作速度。在仿真實(shí)驗(yàn)中，因沒(méi)有霍爾傳感器，因此使用AT89C51單片機(jī)模擬外部脈沖輸入，使用直流電機(jī)代替變頻器控制電機(jī)，則在正常工作條件下，單片機(jī)能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的處理與顯示，整個(gè)控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 系統(tǒng)的不足之處與解決方案因?yàn)槔p繞機(jī)主軸控制系統(tǒng)僅在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用，在我設(shè)計(jì)的過(guò)程中無(wú)法參照相應(yīng)的實(shí)物，通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍和搜索網(wǎng)上相關(guān)信息，得到的資料非常有限，僅僅是理論性的研究與分析階段。對(duì)于設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)，僅在理論上就其功能實(shí)現(xiàn)做定性定量的分析和設(shè)計(jì)，無(wú)法從實(shí)際應(yīng)用的角度考慮。此系統(tǒng)規(guī)模很大，雖然在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了導(dǎo)師的指導(dǎo)，但是有些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，例如：變頻器的具體選型及其參數(shù)設(shè)置，則無(wú)法根據(jù)實(shí)際應(yīng)用確定。整個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果，我僅能給出按照自己設(shè)計(jì)思路做出的理論工作原理框圖，以及相關(guān)控制電路的電路圖，當(dāng)然在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中難免有很多欠缺的地方，自己還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)和完善。如果能在參考和研究實(shí)物的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)，相信會(huì)達(dá)到更好的效果。 畢業(yè)設(shè)計(jì)心得通過(guò)對(duì)纏繞機(jī)主軸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我在圖書(shū)館和網(wǎng)上查閱了大量有關(guān)微機(jī)原理，單片機(jī)的應(yīng)用，測(cè)試和檢測(cè)技術(shù)，變頻調(diào)速等方面的資料。特別是根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，我嘗試用熟悉的AT89C51實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)控電路和報(bào)警顯示電路的要求。它具有豐富的軟硬件資源和較強(qiáng)的抗干擾能力，擴(kuò)展外圍D\A轉(zhuǎn)換電路模塊，滿足了電路設(shè)計(jì)的要求。通過(guò)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速控制電路，了解到此功能的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)PLC的編程實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)硬件電子元件設(shè)計(jì)，也可以通過(guò)單片機(jī)設(shè)計(jì)硬件電路，然后軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。比較這三種方法，我選用了單片機(jī)的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，單片機(jī)的編程十分煩瑣。除了要編寫(xiě)主程序外，還有顯示電路程序，報(bào)警電路程序，轉(zhuǎn)速控制程序。通過(guò)對(duì)元件的選擇也是讓我更多的認(rèn)識(shí)了轉(zhuǎn)速傳感器，變頻器，通過(guò)了解它們的工作原理，分類(lèi)，各類(lèi)型的性能特點(diǎn)，熟悉了相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，為整個(gè)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)有很大幫助。變頻器這個(gè)集成模塊，我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)前還比較陌生，但是通過(guò)閱讀相關(guān)資料才知道，在身邊很熟悉的空調(diào)就是運(yùn)用的變頻器原理。正是通過(guò)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)我四年所學(xué)知識(shí)是一個(gè)集中復(fù)習(xí)和運(yùn)用的過(guò)程。參考文獻(xiàn)[1]何江華，高麗芳 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單片機(jī)在調(diào)速控制系統(tǒng)中得應(yīng)用[期刊論文]微計(jì)算機(jī)信息2006,22（32）致謝首先感謝楊友平老師在我畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給我的相關(guān)指導(dǎo)，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)前，我對(duì)變頻器還沒(méi)有什么概念。當(dāng)我選擇了這個(gè)課題后，在老師的指導(dǎo)下，我對(duì)所要做的系統(tǒng)不斷的有了深入了解。畢竟在學(xué)校學(xué)到的僅僅是理論知識(shí)，很多需要運(yùn)用到的器件和設(shè)備都沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)。老師則將這個(gè)系統(tǒng)的大致過(guò)程給我進(jìn)行講解，我才得以有了對(duì)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路。在單片機(jī)運(yùn)用方面，我參閱了徐愛(ài)鈞老師編寫(xiě)的相關(guān)教材，通過(guò)對(duì)編寫(xiě)程序指令的掌握，編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的程序。整個(gè)系統(tǒng)控制電路的設(shè)計(jì)都運(yùn)用了單片機(jī)原理，正是上過(guò)徐愛(ài)鈞老師講的“單片機(jī)及其接口技術(shù)”這門(mén)課程，對(duì)單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)有了進(jìn)一步了解，在硬件電路設(shè)計(jì)中才沒(méi)有遇到太大困難，感謝他對(duì)我專業(yè)知識(shí)的傳授。感謝實(shí)驗(yàn)中心給我提供的上機(jī)條件，能讓我每天在這用電腦上網(wǎng)搜索設(shè)計(jì)需要的相關(guān)資料，以便于我對(duì)資料的搜集和整理。最后感謝四年來(lái)在學(xué)習(xí)上幫助我的所有老師和同學(xué)，我畢業(yè)論文的順利完成離不開(kāi)你們的支持。附錄附錄一 圖1 系統(tǒng)整體硬件設(shè)計(jì)圖：纏繞機(jī)主軸控制系統(tǒng)仿真圖：附錄二 系統(tǒng)主要功能模塊源程序//主程序include //包含單片機(jī)寄存器的頭文件include //包含_nop_()函數(shù)定義的頭文件includeincludeunsigned int gV。 //儲(chǔ)存電機(jī)轉(zhuǎn)速u(mài)nsigned char gCount_1s。 //儲(chǔ)存定時(shí)器T0中斷次數(shù)bit gFlag_1s。 //計(jì)滿1秒鐘標(biāo)志位void SystemInit(void){ TMOD=0x51。 //定時(shí)器T1工作于計(jì)數(shù)模式1，定時(shí)器T0工作于計(jì)時(shí)模式1； TH0=(6553646083)/256。 //定時(shí)器T0的高8位設(shè)置初值，每50ms產(chǎn)生一次中斷 TL0=(6553646083)%256。 //定時(shí)器T0的低8位設(shè)置初值，每50ms產(chǎn)生一次中斷 gCount_1s=0。 //將T0中斷次數(shù)初始化為0 gFlag_1s=0。 LcdInitiate()。 //調(diào)用LCD初始化函數(shù) display_sym()。 //顯示速度提示符 display_val(0000)。 //顯示器工作正常標(biāo)志 display_unit()。 //顯示速度單位}void SystemTmrB(void){ while(!gFlag_1s)。 gFlag_1s = 0。}/*******************************************************函數(shù)功能：主函數(shù)********************************************************/ void main(void) { SystemInit()。 EA=1。 //開(kāi)總中斷 ET0=1。 //定時(shí)器T0中斷允許 TR0=1。 //啟動(dòng)定時(shí)器T0 while(1) //無(wú)限循環(huán) { SystemTmrB()。 //時(shí)間未滿等待 display_val(gV)。 //顯示速度 SpeedCntrl(gV)。 SpeedWrning(gV)。 } }/*******************************************************函數(shù)功能：定時(shí)器T0的中斷服務(wù)函數(shù)********************************************************/void Time0(void ) interrupt 1 using 1 //定時(shí)器T0的中斷編號(hào)為1，使用第1組工作寄存器 { gCount_1s++。 //T0每中斷1次，count加1 if(gCount_1s = 20) //若累計(jì)滿20次，即計(jì)滿1秒鐘 { gFlag_1s=1。 //計(jì)滿1秒鐘標(biāo)志位置1 TR1=0。 //定時(shí)器T1關(guān)閉 gV=(TH1*256+TL1)*60/16。 //計(jì)算速度，每周產(chǎn)生16個(gè)脈沖 TR1=1。 //定時(shí)器T1啟動(dòng) TH1=0。 //定時(shí)器T1高8位賦初值0 TL1=0。 //定時(shí)器T1低8位賦初值0 gCount_1s=0。 //清0，重新統(tǒng)計(jì)中斷次數(shù) } TH0=(6553646083)/256。 //定時(shí)器T0高8位重新賦初值 TL0=(6553646083)%256。 //定時(shí)器T0低8位重新賦初值 }//DA轉(zhuǎn)換及報(bào)警子程序includeinclude //包含_nop_()函數(shù)定義的頭文件define pDA0832_DAT P1sbit pDA0832_ST=P2^7。sbit pSpeedWrning=P2^6。void SpeedCntrl(unsigned int speed_dat)。void SpeedWrning(unsigned int speed_dat)。void SpeedCntrl(unsigned int speed_dat){ pDA0832_ST=1。 pDA0832_DAT=(unsigned char)(speed_dat/2)。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 pDA0832_ST=0。}void SpeedWrning(unsigned int speed_dat){ if(speed_dat300||speed_dat30)pSpeedWrnin