基于單片機的直流電動機pwm調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計-資料下載頁
2024-11-16 19:48本頁面
【正文】 的代碼。器件通電后， RST 腳上的高電平除了要保持有效上電復(fù)位所需的 2個機器周期外，還要保持一段時間，以便振蕩器能穩(wěn)定起振（低頻振蕩器需要幾個毫秒）。所以給出一個延長 RST信號的方法：將 RST腳通過一個 10uF 的電容連接到 VDD 和通過一個 的電阻連接到 Vss，即搭建一個 RC 電路，如圖 13 所示。如果使用了RC電路，要確保 VDD的上升時間小于 1ms，振蕩器的起振時間小于 10ms。 [2] 本文僅供參考 12 圖 13 上電復(fù)位電路原理圖 圖 14 單片機復(fù)位電路 本電路圖可以實現(xiàn)手動復(fù)位 總體電路圖 本文僅供參考 13 圖 15 本文僅供參考 14 5 系統(tǒng)調(diào)速程序設(shè)計 編程軟件 采用 Keil uVision3，這 是 KEIL 公司的單片機編譯、仿真、調(diào)試的集成環(huán)境 編程模塊 中斷程序部分 通過鍵盤改變 PCA里的值，設(shè)置每隔一定時間向 PCA里送值，一般每隔 20ms向 PCA送值一次，如果定時器不重裝，送往 PCA里的數(shù)值就會送的太快或者太慢，所以必須讓定時器每隔一定時間重裝。這里選擇定時器 0。 [8] 鍵盤部分和顯示部分 鍵值寄存器 Key 地址 01H 復(fù)位值 00H Key 表示被壓按鍵的鍵值當(dāng) Key=0 時表示沒有鍵被壓按。閃爍控制寄存器 FlashOnOff 地址 0CH 復(fù)位值 0111B/0111B 高 4 位表示閃爍時亮的時間。低 4 位表示閃爍時滅的時間改變其值同時也改變了閃爍頻率也能改變亮和滅的占空比。 FlashOnOff的 1 個單位相當(dāng)于 150 250ms 亮和滅的時間范圍為 1 16 0000B 相當(dāng) 1 個時間單位所有象素的閃爍頻率和占空比相同。 [4]設(shè)置 Key=0到 13這 14個值， 0到 9為數(shù)字鍵，用于輸入轉(zhuǎn)速， 10， 11， 12分別用于控制正 轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止，按鍵 13為確認鍵。 程序框圖 定時器中斷程序框圖 開 始向 P C A 計 數(shù) 器 送 入數(shù) ， 調(diào) 節(jié) 占 空 比定 時 器 0 重 裝定 時 器 中 斷 程 序 流 程 圖中 斷 返 回 圖 16 本文僅供參考 15 鍵盤和顯示模塊流程圖 開 始程 序 流 程 圖讀 取 鍵 盤 值 k e y正 轉(zhuǎn) 反 轉(zhuǎn)K e y = = 1 0 。K e y = = 1 1 ；顯 示 轉(zhuǎn) 速其他停 止K e y = = 1 2 ；輸 入 轉(zhuǎn) 速是 否 按 鍵 為 1 3 ？查 表 輸 出 一 定 占空 比 的 P W M 波YN 圖 17 鍵盤和顯示模塊流程圖 本文僅供參考 16 實現(xiàn)功能 通過鍵盤調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，占空比 0100%可調(diào)；顯示轉(zhuǎn)速；調(diào)節(jié)電動機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。 6 設(shè)計方案 2 這是個閉環(huán)系統(tǒng)如下圖，給定速度，通過反饋檢測速度，比較調(diào)節(jié)， 自動根據(jù) PID 算法改變占空比使輸出在給定的速度值上穩(wěn)定，所以對電路和程序要做一定的改動。 P I D++給 定 轉(zhuǎn) 速 ： n輸 出 轉(zhuǎn) 速 ： N 圖 18 電機轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制圖 電路設(shè)計 為了實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的檢測，本文設(shè)計了一個測速裝置如圖 19，在電機的軸上加一個圓盤，上面根據(jù)一定的精度要求刻有數(shù)量一定的縫，當(dāng)光線通過縫隙時，光電開關(guān)接受到光，輸出低電平；當(dāng)光線被遮擋時，光電開關(guān)輸出高電平。當(dāng)盤子隨著電機轉(zhuǎn)動時，光電開光交替導(dǎo)通與截止，光電開關(guān)的開關(guān)頻率除以縫的數(shù)目即是電機的轉(zhuǎn)速。在圖的右下角加了一 個光電開關(guān)電路，通過程序設(shè)置可達到控制轉(zhuǎn)速的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值時，則通過程序自動把占空比增加，使轉(zhuǎn)速增加，直到達到設(shè)定值；當(dāng)轉(zhuǎn)速大于設(shè)定值時，則通過程序自動把占空比減小，使轉(zhuǎn)速減小，直到達到設(shè)定值。 圖 19 電機轉(zhuǎn)速測速盤 本文僅供參考 17 電路設(shè)計如圖 20 所示： 圖 20 其中放大的光電開關(guān)電路部分如圖 21 圖 21 可以看出，左邊方框就是光電開關(guān)，右邊是施密特觸發(fā)器，進行波形整形，把波形變規(guī)則。 本文僅供參考 18 程序框圖 [5] 開 始程 序 流 程 圖轉(zhuǎn) 速 + + 。讀 取 鍵 盤 值 k e y轉(zhuǎn) 速 。 正 轉(zhuǎn) 反 轉(zhuǎn)K e y = = 1 ；K e y = = 2 ； K e y = = 3 ； K e y = = 4 ；顯 示 轉(zhuǎn) 速 值其他轉(zhuǎn) 速 清 零K e y = = 5 ；轉(zhuǎn) 速 是 否 達 到 設(shè) 定 值檢 測 現(xiàn) 在 轉(zhuǎn) 速 ， 按 照 P I D算 法 輸 出 一 定 占 空 比 的P W M 波YN 圖 20 設(shè)計思想為 通過給定轉(zhuǎn)速，檢測轉(zhuǎn)速，按照 PID算法自動調(diào)節(jié)占空比，使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，如果轉(zhuǎn)速達到給定值，則顯示出來，如果沒有，則繼續(xù)按照 PID算法調(diào)節(jié)占空比，直到轉(zhuǎn)速達到給定值為止。 [5] 7 操作說明 把計算機的串口通過串口線和單片機的串口連在一起，上電，把調(diào)速程序下載到單片機中，然后復(fù)位單片機，運行程序，按照方案 1 操作，按鍵盤的 10， 11， 12 號鍵控制電機的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止，然后按 0 到 9 輸入轉(zhuǎn)速值，控制占空比的變化來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。按照方案 2，按鍵盤的 1 號鍵增加電動機的轉(zhuǎn)速； 2 號鍵減小電動機的轉(zhuǎn)速； 3 號鍵實現(xiàn)電動機正轉(zhuǎn)， 4號鍵實現(xiàn)電動機反轉(zhuǎn)，按 5 號鍵電動機停止。
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