基于單片機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)pwm調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2024-11-16 19:48本頁(yè)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(gè)機(jī)器周期外，還要保持一段時(shí)間，以便振蕩器能穩(wěn)定起振（低頻振蕩器需要幾個(gè)毫秒）。所以給出一個(gè)延長(zhǎng) RST信號(hào)的方法：將 RST腳通過(guò)一個(gè) 10uF 的電容連接到 VDD 和通過(guò)一個(gè) 的電阻連接到 Vss，即搭建一個(gè) RC 電路，如圖 13 所示。如果使用了RC電路，要確保 VDD的上升時(shí)間小于 1ms，振蕩器的起振時(shí)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(jī)復(fù)位電路 本電路圖可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)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(jì) 編程軟件 采用 Keil uVision3，這 是 KEIL 公司的單片機(jī)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(guò)鍵盤改變 PCA里的值，設(shè)置每隔一定時(shí)間向 PCA里送值，一般每隔 20ms向 PCA送值一次，如果定時(shí)器不重裝，送往 PCA里的數(shù)值就會(huì)送的太快或者太慢，所以必須讓定時(shí)器每隔一定時(shí)間重裝。這里選擇定時(shí)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(shí)表示沒(méi)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(shí)亮的時(shí)間。低 4 位表示閃爍時(shí)滅的時(shí)間改變其值同時(shí)也改變了閃爍頻率也能改變亮和滅的占空比。 FlashOnOff的 1 個(gè)單位相當(dāng)于 150 250ms 亮和滅的時(shí)間范圍為 1 16 0000B 相當(dāng) 1 個(gè)時(shí)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(gè)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(rèn)鍵。 程序框圖 定時(shí)器中斷程序框圖 開 始向 P C A 計(jì) 數(shù) 器 送 入數(shù) ， 調(diào) 節(jié) 占 空 比定 時(shí) 器 0 重 裝定 時(shí) 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(shí)現(xiàn)功能 通過(guò)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(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。 6 設(shè)計(jì)方案 2 這是個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)如下圖，給定速度，通過(guò)反饋檢測(cè)速度，比較調(diào)節(jié)， 自動(dòng)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(duì)電路和程序要做一定的改動(dòng)。 P I D++給 定 轉(zhuǎn) 速 ： n輸 出 轉(zhuǎn) 速 ： N 圖 18 電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制圖 電路設(shè)計(jì) 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)速裝置如圖 19，在電機(jī)的軸上加一個(gè)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(guò)縫隙時(shí)，光電開關(guān)接受到光，輸出低電平；當(dāng)光線被遮擋時(shí)，光電開關(guān)輸出高電平。當(dāng)盤子隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(jī)的轉(zhuǎn)速。在圖的右下角加了一 個(gè)光電開關(guān)電路，通過(guò)程序設(shè)置可達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值時(shí)，則通過(guò)程序自動(dòng)把占空比增加，使轉(zhuǎn)速增加，直到達(dá)到設(shè)定值；當(dāng)轉(zhuǎn)速大于設(shè)定值時(shí)，則通過(guò)程序自動(dòng)把占空比減小，使轉(zhuǎn)速減小，直到達(dá)到設(shè)定值。 圖 19 電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)速盤 本文僅供參考 17 電路設(shè)計(jì)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(jìn)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(dá) 到 設(shè) 定 值檢 測(cè) 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(jì)思想為 通過(guò)給定轉(zhuǎn)速，檢測(cè)轉(zhuǎn)速，按照 PID算法自動(dòng)調(diào)節(jié)占空比，使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，如果轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值，則顯示出來(lái)，如果沒(méi)有，則繼續(xù)按照 PID算法調(diào)節(jié)占空比，直到轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值為止。 [5] 7 操作說(shuō)明 把計(jì)算機(jī)的串口通過(guò)串口線和單片機(jī)的串口連在一起，上電，把調(diào)速程序下載到單片機(jī)中，然后復(fù)位單片機(jī)，運(yùn)行程序，按照方案 1 操作，按鍵盤的 10， 11， 12 號(hào)鍵控制電機(jī)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(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。按照方案 2，按鍵盤的 1 號(hào)鍵增加電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； 2 號(hào)鍵減小電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； 3 號(hào)鍵實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)， 4號(hào)鍵實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，按 5 號(hào)鍵電動(dòng)機(jī)停止。
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