【導(dǎo)讀】速進(jìn)行控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)PWM輸出占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制電機(jī)的平均電壓以實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度的控制。機(jī)調(diào)速功率放大電路的驅(qū)動(dòng)模塊。本設(shè)計(jì)中使用了霍爾元件對(duì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)。行測(cè)量，反饋給單片機(jī)，通過(guò)液晶顯示出來(lái)。另外，通過(guò)對(duì)電流的采樣，實(shí)現(xiàn)過(guò)。在軟件方面，文章中詳細(xì)介紹了PWM運(yùn)算程序以及速度測(cè)量程序等的編。寫思路和具體的程序?qū)崿F(xiàn)。

　　

【正文】 /延時(shí)的作用是克服過(guò)后的反應(yīng)時(shí)間 H1=PWM。 L2=PWM。 H1=PWM。 H1=PWM。 L2=PWM。 H1=PWM。 L2=PWM。 H1=PWM。 H1=PWM。 L_1=!PWM。 } } else //方向按鍵松開運(yùn)行 { if(PWM==0) //if語(yǔ)句作用：先關(guān)掉已開通的 mosfet 避免上下橋瞬間導(dǎo)通 { L2=!PWM。 L2=!PWM。 //延時(shí)的作用是克服過(guò)后的反應(yīng)時(shí)間 L2=!PWM。 L2=!PWM。 廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L_1=PWM。 H2=PWM。 } else { H2=PWM。 L_1=PWM。 H2=PWM。 //延時(shí)的作用是克服過(guò)后的反應(yīng)時(shí)間 L_1=PWM。 H2=PWM。 L_1=PWM。 L_1=PWM。 H2=PWM。 L_1=PWM。 H2=PWM。 L_1=PWM。 L_1=PWM。 L2=!PWM。 } } if(count_1s=5000) //當(dāng) 1s時(shí)間到時(shí)，將計(jì)數(shù)器的數(shù)提取出來(lái) { //然后初始化 count_1s=0。 count_num_temp=TH0。 count_num_temp=((count_num_temp8)|TL0)。 count_num=0。 TH0=count_data/256。 TL0=count_data%256。 } TH1=timer_data/256。 TL1=timer_data%256。 廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 } 中斷程序分析 從以上程序可以看到，中斷程序是比較長(zhǎng)的。對(duì)于程序的有效性、穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)性等多種考慮，中斷程序能簡(jiǎn)潔暨簡(jiǎn)潔，如果程序過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)造成 PWM周期不穩(wěn)定，產(chǎn)生不正常的 PWM，或者非 PWM信號(hào)。 以上程序?qū)嶒?yàn)結(jié)果正常，輸出正常 PWM信號(hào)波形，如下圖。該圖為單片機(jī)輸出的 PWM波形，頻率為 。圖中顯示 ，為下拉電阻的壓降。 圖 23 PWM信 號(hào) 中斷程序雖然看起來(lái)比較長(zhǎng)，但程序用到的函數(shù)大都為 if語(yǔ)句與 else語(yǔ)句，既為判斷語(yǔ)句，真正運(yùn)行起來(lái)只有運(yùn)行條件符合的語(yǔ)句。 PWM 輸出的特殊編程 重復(fù)語(yǔ)句 可以看到以中斷程序中用到重復(fù)的指令 ,如： if(PWM==0) //if語(yǔ)句作用：先關(guān)掉已開通的 mosfet 避免上下橋瞬間導(dǎo)通 { L2=!PWM。 L2=!PWM。 //延時(shí)的作用是克服光耦的反應(yīng)時(shí)間 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L2=!PWM。 廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L2=!PWM。 L_1=PWM。 H2=PWM。 } 主要是為了克服光耦的響應(yīng)時(shí)間。用重復(fù)語(yǔ)句，為了然光耦充分關(guān)斷后，開啟另外通道。 上下橋的開通的錯(cuò)開編程。 圖 24 H橋錯(cuò)開的波形圖 由 IR2110芯片的開通原理是有自舉電容上電，所以在上橋開通之前，下橋必須通電，原因在 于 IR2110芯片主要用于逆變電路。 所以要根據(jù)它的特性編寫程序。所以在上橋通路時(shí)，下橋必須關(guān)斷，而當(dāng)上橋關(guān)斷時(shí)，開通下橋上電，給電容充電。 L_1=!PWM。 L2=PWM。 H1=PWM。 以上三句語(yǔ)句可以看到，在驅(qū)動(dòng) H橋電路時(shí)，不僅 H1與 L2被賦值，同時(shí)開通關(guān)斷，于此同時(shí)， L_1亦與 H L2反相。 由于 L_1與 H1不能同時(shí)開通，如果同時(shí)開通，即會(huì)形成短路回路。所以要很小心，分析好編程的邏輯性。 從上面程序可以看到，中斷程序用到了判斷語(yǔ)句，如： 上橋 H1 波形 下橋 L_1波形 廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 if(PWM==0){} Else{} 目 的是避免在輸出 PWM時(shí)，避免上橋（下橋）為未關(guān)斷情況下下橋（上橋）先開通，形成瞬間短路，燒壞電路。所以程序控制的時(shí)序要很清楚的了解與掌握。 測(cè)速的實(shí)現(xiàn) 測(cè)速的方法 轉(zhuǎn)速的測(cè)量方法很多，根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法主要有 M 法 (測(cè)頻法 )、 T 法 (測(cè)周期法 )和 MPT 法 (頻率周期法 )。 1） M 法 (測(cè)頻法 )是在給定的閘門時(shí)間內(nèi)測(cè)量被測(cè)信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)，進(jìn)行換算得出被測(cè)信號(hào)的頻率。這種測(cè)量方法的測(cè)量精度取決于閘門時(shí)間和被測(cè)信號(hào)頻率。當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率較低時(shí)將產(chǎn)生較大誤差，除非閘門時(shí)間取得很大。所以這種 方法比較適合測(cè)量高頻信號(hào)的頻率。 2） T 法 (測(cè)周期法 ) 是通過(guò)測(cè)量被測(cè)信號(hào)的周期然后換算出被測(cè)信號(hào)的頻率。這種測(cè)量方法的測(cè)量精度取決于被測(cè)信號(hào)的周期和計(jì)時(shí)精度，當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率較高時(shí)，對(duì)計(jì)時(shí)精度的要求就很高。這種方法比較適合測(cè)量頻率較低的信號(hào)。 3） MPT 法 (頻率周期法 ) 具有以上兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，它通過(guò)測(cè)量被測(cè)信號(hào)數(shù)個(gè)周期的時(shí)間然后換算得出被測(cè)信號(hào)的頻率，可兼顧低頻與高頻信號(hào)，提高了測(cè)量精度。 M/T 法雖然結(jié)合了 M 法和 T法各自的優(yōu)點(diǎn)，在高、低頻測(cè)量中都能得到較高精度，但 MIT 法在 M法、 T法的切換頻率點(diǎn)處存在較大誤差，且 測(cè)量時(shí)問(wèn)波動(dòng)較大。 該系統(tǒng)采用了 M法 (測(cè)頻法 )。 通過(guò)單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)，及單片機(jī)外部計(jì)數(shù)器，讓單片機(jī)每秒鐘計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)，然后通過(guò)液晶顯示出來(lái)。該方法最為適合檢測(cè)速度脈沖，符合設(shè)計(jì)要求，編程簡(jiǎn)單，故采用。 廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 軟件實(shí)現(xiàn)分析 由于轉(zhuǎn)速是以單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)衡量，在變換過(guò)程中多數(shù)是有規(guī)律的重復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，將一塊永久磁鋼固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)盤邊沿，轉(zhuǎn)盤隨測(cè)軸旋轉(zhuǎn)，磁鋼也將跟著同步旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤下方安裝一個(gè)霍爾器件，轉(zhuǎn)盤隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，受磁鋼所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響，霍爾器件輸出脈沖信號(hào)，其頻率和轉(zhuǎn)速成正比。脈 沖信號(hào)的 個(gè)數(shù) 與電機(jī)的轉(zhuǎn)速有以下關(guān)系： Nv P? 式中： v 為電機(jī)轉(zhuǎn)速； N為 1秒鐘單片機(jī)測(cè)到的脈沖數(shù)； P為電機(jī)轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)。根據(jù)式即可計(jì)算出直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 編程的可靠性分析 設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器，與外部計(jì)數(shù)器共同實(shí)現(xiàn)的。由霍爾元件不斷檢測(cè)信號(hào)，單片機(jī)接收一個(gè)，計(jì)數(shù)器加一。控制單片機(jī)每秒鐘對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算出脈沖個(gè)數(shù)，并清零計(jì)時(shí)器。 51系列單片機(jī)計(jì)數(shù)器可以計(jì)數(shù)到 65536 個(gè)，霍爾元件檢測(cè)的信號(hào)，不會(huì)超過(guò)這個(gè)數(shù)值，因?yàn)殡姍C(jī)速度是有限的。 所以保證的測(cè)速的可靠性。 結(jié)論 本文所述的直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是以低價(jià)位的單片微機(jī)為核心的，采用廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 PWM 軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的調(diào)速具有較大的靈活性和更低的成本，它能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的效能，對(duì)于簡(jiǎn)易速度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種有效的途徑。本文采用了IR2110 芯片作為電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)，在 PWM 的輸入上要根據(jù)這個(gè)芯片的特點(diǎn)來(lái)寫程序。 IR2110 主要用于驅(qū)動(dòng)功率管的，用于逆變的電路的比較多。每個(gè) IR2110 可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)功率管，上橋驅(qū)動(dòng)要在下橋有電壓輸出后才能輸出，所以必須在程序上控制好這個(gè)特點(diǎn)，才能控制 IR2110 的 正常輸出。由于 H 橋驅(qū)動(dòng)電路由于驅(qū)動(dòng)不合理會(huì)比較容易造成短路，所以要做好電路保護(hù)，如加保險(xiǎn)絲或加保護(hù)電路等，以免造成重大損失。 參考文獻(xiàn) [1] 譚建成 . 電機(jī)控制專用集成電路 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . 1997. 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[5] 王兆安，黃俊 . 電力電子技術(shù) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2020. 增加一些期刊 如電力電子 電子技術(shù)應(yīng)用等 致謝 經(jīng)歷了兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，終于可以告一段落了。在此期間經(jīng)過(guò)自己不斷的摸索，老師朋友的幫忙，畢業(yè)設(shè)計(jì)可以算是基本完成。 廣州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 首先感謝余連德老師對(duì)我的專業(yè)指導(dǎo)，給我提供了畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)備與專業(yè)理論的咨詢。在余老師細(xì)心與熱心的指導(dǎo)下，讓我克服了很多難點(diǎn)。其次感謝實(shí)驗(yàn)中心老師的熱心幫助，提供了實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)室。然后感謝我的同學(xué)對(duì)我的幫助。最后感謝的是網(wǎng)絡(luò)上的電子愛好者，謝謝他 們對(duì)知識(shí)的無(wú)私貢獻(xiàn)。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深刻地認(rèn)識(shí)到學(xué)好專業(yè)知識(shí)的重要性，也理解了理論聯(lián)系實(shí)際的含義，并且檢驗(yàn)了大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果。雖然在這次設(shè)計(jì)中對(duì)于知識(shí)的運(yùn)用和銜接還不夠熟練。但是我將在以后的工作和學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、不斷完善。這兩個(gè)多月的設(shè)計(jì)是對(duì)過(guò)去所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)提高和擴(kuò)充的過(guò)程，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。 由于自身水平有限，設(shè)計(jì)中一定存在很多不足之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。