【導讀】現(xiàn)了電動機轉速參數(shù)的顯示和測量。該設計中使用帶中斷的獨立式鍵盤進行命。直流電機的速度的功能。在直流電機中安裝霍爾開關傳感器，把速度信號傳送。整個控制系統(tǒng)的性能得到了提高。

　　

【正文】 口與控制輸出口。其中 P2口的低四位作為 BCD 碼的輸出口， P2 口的高四位分別控制四位 LED（ LED LED LED3 和 LED4）。在流程圖中可見，程序先把個位數(shù)據(jù)存儲單元的 BCD碼送到 P2口的低四位，在對 1 選通 LED1，這樣 LED1 就顯示個位的數(shù)據(jù)了，再延時 1mS；接著再把十位數(shù)據(jù)存儲單元的 BCD 碼送到 P2口的低四位，在對 1 選通 LED2，這樣 LED2 就顯示個位的數(shù)據(jù)了，再延時 1mS；然后把百位數(shù)據(jù)存儲單元的 BCD 碼送到 P2 口的低四位，在對 置 1 選通 LED3，這樣 LED3 就顯示個位的數(shù)據(jù)了，再延時1mS；最后把千位數(shù)據(jù)存儲單元的 BCD 碼送到 P2口的低四位，在對 置 1選通 LED3，這樣 LED4 就顯示個位的數(shù)據(jù)了，再延時 1mS 后返回。其中，軟件不可能顯示到轉速的千位數(shù)，因為我們只以一個寄存器儲存轉速數(shù)據(jù)，所以本軟件最大的檢測轉速值是 255轉每秒。 LED的千位是正反轉的標志位，當電機正轉的時候不顯示（ BCD 碼為 1111），當電機反轉的時候顯示為“三”型（ BCD 碼為1101）。 南京工業(yè)大學學士學位論文 29 圖 56 顯示子程序的流程圖 Display subprogram flow diagram第六章 系統(tǒng)調試與分析 30 第六章 系統(tǒng)調試與分析 調試軟件介紹 KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全 Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 KeilC51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 KEIL C51 編譯器由 uVision2 集成開發(fā)環(huán)境與編輯器和調試器以及 C51 編譯器組成。其中 uVision2 集成開發(fā)環(huán)境中的 工程 (project)是由源文件、開發(fā)工具選項以及編程說明三部分組成的 。編輯器和調試器包括源代碼編輯器、斷點設置、調試函數(shù)語言、變量和存儲器。 Proteus 軟件是一種低投資的電子設計自動化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達 30 多個元件庫。 Proteus 軟件提供多種現(xiàn)實存在的虛擬儀器儀表。此外， Proteus 還提供圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗，盡可能減少儀器對測量結果的影響，Proteus 軟件提供豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。提供 Schematic Drawing、 SPICE 仿真與 PCB 設計功能，同時可以仿真單片機和周邊設備，可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC 等常用的 MCU，并提供周邊設備的仿真，例如 37 led、示波器等。 Proteus 提供了大量的元件庫，有 RAM、ROM、鍵盤、馬達、 LED、 LCD、 AD/DA、部分 SPI 器件、部分 IIC 器件，編譯方面支持 Keil 和 MPLAB 等編譯器。一臺計算機、一套電子仿真軟件，在加上一本虛擬實驗教程，就可 相當于一個設備先進的實驗室。以虛代實、以軟代硬，就建立一個完善的虛擬實驗室。在計算機上學習電工基礎，模擬電路、數(shù)字電路、單片機應用系統(tǒng)等課程，并進行電路設計、仿真、調試等。當電路設計完成之后，為了減少在電路板上調試時的難度，保證電路設計的正確性，將 Keil c51 編譯生成的 *.HEX 文件載入 Proteus 軟件，實現(xiàn)電路仿真 [30]。 南京工業(yè)大學學士學位論文 31 系統(tǒng)調試 在程序編寫的過程中，出現(xiàn)了很多問題，包括 PWM 信號發(fā)生電路的控制、以及單片機控制直流電機的轉動方向等問題，雖然問題不是很大，但是也讓我研究了好長時間，在解決 這些問題的時候，我不斷向老師和同學請教，希望能通過大家一塊的努力把軟件編寫的更完整，讓系統(tǒng)的功能更完備。經(jīng)過多天的努力探索，也經(jīng)過老師的指導，大部分問題都已經(jīng)解決，就是程序還是不能實現(xiàn)應該實現(xiàn)的功能，這讓我很著急。后來經(jīng)過一點一點的調試，并認真總結，發(fā)現(xiàn)了問題其實在編寫中斷處理程序時出現(xiàn)了錯誤，修改后即可實現(xiàn)直流電機調速的目的?？偨Y這次軟件調試，讓我認識到了做軟件調試的基本方法與流程： （ 1）認真檢查源代碼，看是否有文字或語法錯誤 （ 2）逐段子程序進行設計，找出錯誤出現(xiàn)的部分，重點排查 （ 3）找到合適的方法 ，仔細檢查程序，分步調試直到運行成功 仿真圖形 初始狀態(tài)，直流電機有如圖示 運行效果 ，按下急停鍵，直流電機有圖 19的停止運行結果。 圖 電機半速運轉 圖 電機停轉 按下加速鍵，直流電機有圖 的正向加速運行結果。 按下減速鍵，直流電機有圖 正向減速運行結果。 第六章 系統(tǒng)調試與分析 32 圖 電機正轉加速 圖 電機正轉減速 按下反轉鍵，直流電機有圖 反向加速運行結果 。 圖 電機反轉加速 調試結果分析 本設計采用采用了 AT89S51單片機，該系統(tǒng)實現(xiàn)了用軟件產(chǎn)生 PWM信號并通過單片機對 L298 的信號傳輸達到對小型直流電動機進行啟動、制動、正轉、反轉、加速、減速的控制。 在以往的數(shù)字化直流調速系統(tǒng)中轉速常用測速發(fā)電機來檢測，這種模擬測速方法的精度不夠高，在低速時更為嚴重，很難保障生產(chǎn)的高效、安全運行，所以在本次設計中測速采用了目前較先進的霍爾元件測速，即數(shù)字測速。數(shù)字測速不僅精度高，而且安全穩(wěn)定、維護方便。 實驗結果 論證了設計控制 系統(tǒng)的可行性，基本達到了單片機 對直流電機調速的目的 。 在此次設計中存在的不足和失誤還有待改進，對于實現(xiàn)軟硬件搭配的多種可行性分析我沒有太多的去思考，對于測速部分的算法也需要進一步學習跟改進。 南京工業(yè)大學學士學位論文 33 參考文獻： [1]. 王兆安，黃俊 .電力電子技術（第 4 版） [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [2]. 徐邦荃 .直流調速系統(tǒng)與交流調速系統(tǒng) 武漢：華中科技大學出版社， [3]. 譚弗娃，金如麟，李川， 21 世紀的電動機控制與電子技術展望 .電氣時代， 2020 年 9期 [4]. 胡漢才 .單片機原理及其接口技術 [M]. 北京：清華大學出版社， [5]. 李維軍 , 韓小剛 , 李晉 . 基于單片機用軟件實現(xiàn)直流電機 PWM 調速系統(tǒng) [J]. 機電一體化 , 2020, 5: 4951. [6]. 賈玉瑛 , 王臣 . 基于單片機控制的 PWM 直流調速系統(tǒng) [J]. 包頭鋼鐵學院學報 , 2020, 24(4): 334337. [7]. 王益權，電動機原理與實用技術，北京；科學出版社， [8]. 浦龍梅 , 楊增強 . 單片機控制的 PWM 調速裝置的研究 [J]. 電機技術 , 2020, 2: 012. [9]. 李廣弟 單片機基礎 [M] 北京：北京航空航天大學出版社， [10]. 吳澤民 , 王俊 , 王景 . 利用 單片機產(chǎn)生 PWM 信號的軟件實現(xiàn)方法 [J]. 機電技術 , 2020, 31(1): 2021. [11]. 勵子偉 ,宋建平 .普通物理學〔 M〕 .北京大學出版社 ,1994 [12]. 朱震蓮 .現(xiàn)代交流調速系統(tǒng)〔 M〕 .西北工業(yè)大學出版社 ,1994 [13]. 馮勇 .現(xiàn)代計算機控制系統(tǒng)仁 M〕 .哈爾濱工業(yè)大學出版社 , [14]. 鄭朝科、唐順華 .電力拖動基礎〔 M〕 .同濟大學出版社 , [15]. 張深 .直流無刷電動機原理及應用〔 M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,1997. [16]. 陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng) (第 2 版 )〔 M〕 .機械工業(yè)出版社 , [17]. 何立 民 .單片機應用技術選編 [M].北京航空航天大學出版社 ,1999 [18]. 何立民 .單片機應用技術選編〔 M〕 .北京航空航天大學出版社 ,1999 [19]. 閻石 .模擬電子技術〔 M〕 .高等教育出版社 ,1999 [20]. 毛鴻 ,吳兆麟 ,沈琦 .高精度開關穩(wěn)壓電源的系統(tǒng)分析與設計 .電力電子技術 [J].1999年第 33卷第 2 期 (總第 123 期 ) [21]. 李鐘明 ,劉衛(wèi)國 ,劉景林等 .稀土永磁電機〔 M〕 .北京 :國防工業(yè)出版社 ,1999 [22]. 王宗培 ,孫寶奎 ,程智 ,任雷 .論步進電動機產(chǎn)品的格局 [J].電工技術學報 ,1999(4):5 一 9 [23]. 李仁室 .電機的微機控制 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,1999. [24]. 貢俊 ,陸國林 .無刷直流電機在工業(yè)中的應用和發(fā)展 .微特電機 , [25]. 陳隆昌 ,閻治安 ,劉新正 .控制電機 (第三版 )〔 M].西安電子科技大學出版社 , [26]. 王宗培 ,任雷 .混合式步進電動機轉矩指標的研究 [J].電工技術雜志 .2020,23(12),1 一 2 [27]. 李紅梅 ,李忠杰 .逆變器供電下異步電動機低頻振蕩現(xiàn)象的研究 [J].電工技術學報 ,2020,15(3):16 一 19 [28]. 劉亮喜 .無刷直流電動機原理及其應用 [J].變頻器世界 ,2020,(l) [29]. 崔萬安 .電動自行車 [M]北京 :機械工業(yè)出版 社 ,2020. [30]. 譚建成 .電機控制專用集成電路 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2020 [31]. 李先祥 .無刷直流電機的單片機監(jiān)控系統(tǒng)的研制 [J].電氣傳動自動化 . [32]. 鄭吉 ,王學普 .無刷直流電機控制技術綜述 [J].微特電機 , [33]. 陳堅 .電力電子學一電力電子變換和控制技術〔 M].高等教育出版社 , [34]. 董學明 .電動自行車用智能無刷直流電機驅動器 [J].微電機 ,2020(2):97 一 99 參考文獻 34 [35]. 周志敏 .電動自行車電氣故障診斷與維修 [M]北京 :人民郵電出版社 ,2020 [36]. Mengda Li。 Xiaobin Liu and Na Lin EE Dept. DualPWM FourQuadrant Control System of Induction Motor Based on DSP[C]. Proceedings of 2020 International Conference on Management Science and Engineering (MSE 2020) (Volume 1). 202010 17 [37]. Xiaodong Zhang Bingshu Wang Yongjun。 Application Research of PWM Inverter in the Cascade Speed Control System of Innerfeedback Motor[C]. Proceedings of 2020 9th International Conference on Electronic Measurement amp。 Instruments (ICEMI’2020) 20200816 南京工業(yè)大學學士學位論文 35 致謝 本論文是在導師 ,學長 的悉心指導下完成的， 他們 對我的學習和工作嚴格要求，并耐心地教導 。 激勵我積極進取，培養(yǎng)我形成良好的科研作風 。并且對論文中的我所不清楚的難點問題都細心解答。 在他們 的精心指導和幫助下，我對直流電機的脈寬調制有了具體的認識，并完成了此次基于單片機的直流電機 PWM 調速系統(tǒng)的畢業(yè)設計工作。老師及學長 對工作認真負責的作風和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度給我留下了深刻的印象，并將使我終生受益。 在此，我對 老師 及學長 的培養(yǎng)和幫助深表感謝！ 另外，畢業(yè)設計的完成和大學四年中各位老師對我的教導和關懷也是密切相關的，各位老師在科研上一絲不茍的態(tài)度和認真負責的育人理念讓我深感欽佩。在此，對自動化與電氣工程學院的各 位教師表示我最崇高的敬意！