【導(dǎo)讀】單片機(jī)比專(zhuān)用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)。從單片機(jī)的發(fā)展歷程看，未來(lái)單片機(jī)技術(shù)將向多功能、高性能、高速度、低電壓、低功耗、外圍電路內(nèi)裝化及片內(nèi)儲(chǔ)存器容量增加的方向發(fā)展。直流伺服驅(qū)動(dòng)器憑借其優(yōu)異的驅(qū)動(dòng)性能，在工業(yè)、醫(yī)療、國(guó)防等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。統(tǒng)性能易受環(huán)境影響等缺點(diǎn)。隨著微處理器技術(shù)、模擬數(shù)字接口技術(shù)和功率半導(dǎo)體技術(shù)。的長(zhǎng)足發(fā)展，現(xiàn)代的直流伺服驅(qū)動(dòng)器普遍采用由微處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)。且有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)調(diào)整方便、系統(tǒng)性能對(duì)環(huán)境參數(shù)不敏感等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)踐注入強(qiáng)大活力。它可完成對(duì)直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速、方向、行程的閉環(huán)控制。本文重點(diǎn)介紹了一種基于單片。機(jī)的直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速控制實(shí)驗(yàn)裝置,論述了其硬件組成原理和軟件設(shè)計(jì)思想。

　　

【正文】 件： *.HEX，可以在 PROTEUS 的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。 PROTEUS 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。 PROTEUS 不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能， 例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。 課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于 PROTEUS 提供了實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的元器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái) 隨著科技的發(fā)展， “計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) ”已成為許多設(shè)計(jì)部門(mén)重要的前期設(shè)計(jì)手單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 21 段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過(guò)程的統(tǒng)一的特點(diǎn)?？墒乖O(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。 程序流程圖 由以下 流 程圖可知，系統(tǒng)先檢測(cè)開(kāi)關(guān) 3（正反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)）的信號(hào)。如果是 0 信號(hào)（開(kāi)的狀態(tài)），則發(fā)出正轉(zhuǎn)信號(hào)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，反之電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。檢測(cè)完開(kāi)關(guān) 3，接下來(lái)檢測(cè)開(kāi)關(guān) 1（加速開(kāi)關(guān)），若信號(hào)為 1（關(guān)的狀態(tài)），發(fā)出加速的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)加速，若信號(hào)為 0（開(kāi)的狀態(tài)），速度保持不變。再檢測(cè)開(kāi)關(guān) 2（減速開(kāi)關(guān)），若信號(hào)為 1（關(guān)的狀態(tài)），發(fā)出減速的信號(hào)，電動(dòng)機(jī)減速，若信號(hào)為 0（開(kāi)的狀態(tài)），速度保持不變。系統(tǒng)一直對(duì)三個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)循環(huán)檢測(cè)，循環(huán)的執(zhí)行程序。 流程圖如下： 圖 — 流程圖 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 22 匯編 設(shè)計(jì) K1 BIT ；加速鍵 K2 BIT ；減速鍵 K3 BIT ；正反鍵 CLK BIT ；速度控制信號(hào) ZF BIT ；正反控制信號(hào) PWMH EQU 30H ；調(diào)寬值，定時(shí)器所賦值 PWML EQU 31H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH ；中斷 1控制周期 LJMP TIMER1 ORG 001BH ；中斷 3控制脈寬 LJMP TIMER2 ORG 0030H MAIN: MOV PWMH,00H MOV PWML,0FH MOV TMOD,11H ；兩個(gè)定時(shí)器都工作在方式 1 MOV TH0,00H ； 定時(shí) MOV TL0,00H MOV TH1,PWMH ；脈寬 MOV TL1,PWML SETB EA ； CPU 允許中斷 SETB ET0 ；允許定時(shí)器 T0中斷 SETB ET1 ；允許定時(shí)器 T1中斷 SETB TR0 ；定時(shí)器 T0計(jì)數(shù) CLR CLK LOOP: JB K3,LOOPZF ；高電平逆時(shí)針轉(zhuǎn)，低電平順時(shí)針轉(zhuǎn) CLR ZF ；針轉(zhuǎn) LJMP LOOPK1 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 23 LOOPZF: SETB ZF LOOPK1: JB K1,LOOPK2 ； K1 按下加速 LCALL DELAY MOV A,PWML ADD A,1 ；調(diào)寬值低 4 位加 1 MOV PWML,A MOV A,PWMH ADDC A,0 ；調(diào)寬值高 4 位加 1 MOV PWMH,A JNC LOOPK2 ；最大值時(shí) MOV PWMH,0FFH LOOPK2: JB K2,OVER ； K2 按下減速 LCALL DELAY MOV A,PWML CLR C SUBB A,1 ；調(diào)寬值低 4 位減 1 MOV PWML,A MOV A,PWMH SUBB A,0 ；調(diào)寬值高 4 位減 1 MOV PWMH,A JNC OVER MOV PWMH,00H ；最小值時(shí) OVER: LJMP LOOP TIMER1: CLR TR1 MOV TH0,00H MOV TL0,00H MOV TH1,PWMH ；賦調(diào)寬值 MOV TL1,PWML SETB TR1 CLR CLK 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 24 RETI TIMER2: CLR TR1 SETB CLK RETI DELAY: MOV R4,10H D1: DJNZ R4,D1 RET END 仿真 結(jié)果圖 下圖是系統(tǒng)的仿真圖，圖中左下方是三個(gè)控制開(kāi)關(guān)，分別控制直流伺服電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，加減速。開(kāi)關(guān)按下時(shí)，是高電平信號(hào)，開(kāi)關(guān)開(kāi)時(shí)，是低電平信號(hào)（信號(hào)為高電平時(shí)有 效）。開(kāi)關(guān)右側(cè)的單片機(jī) AT89C51，其主要功能就是將開(kāi)關(guān)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)固定程序，通過(guò)對(duì)信號(hào)的識(shí)別，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。系統(tǒng)圖的最右側(cè)是采用 IGBT 作為開(kāi)關(guān)器件的單相橋式 PWM 逆變電路。以電動(dòng)機(jī)作為負(fù)載，工作時(shí) Q1,Q3的通斷狀態(tài)互補(bǔ)， Q2,Q4 的通斷狀態(tài)也互補(bǔ)。 PWM 逆變電路下方是調(diào)制電路，輸入信號(hào)分別是信號(hào)波和載波，輸出的信號(hào)分別送至 4個(gè) IGBT 的門(mén)極，對(duì)其控制。 圖 — 仿真結(jié)果圖 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 25 總結(jié) 通過(guò)制作此次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)有了更深入的理解，也 對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有了初步的 認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多難題，我與搭檔共同研究，上網(wǎng)查找相關(guān)資料，也和其他 組的 同學(xué)進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)交流，提高了工作效率。 在設(shè)計(jì)電路和編寫(xiě)程序之前，最重要的莫過(guò)于查找足夠的資料了 。 尤其是我們這樣的單片機(jī)初學(xué)者，對(duì)很多知識(shí)的理解不夠透徹，知識(shí)的掌握也不夠豐富 。其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，匯編語(yǔ)言 、 模擬和數(shù)字電路知識(shí)等。 雖然進(jìn)行過(guò)這部分知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，但實(shí)際應(yīng)用還是太少 。 所以要對(duì)應(yīng)用到的知識(shí)進(jìn)行一定程度的復(fù)習(xí)。 最后，要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)， 要有足夠的耐心 ，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計(jì)課程過(guò)程中遇到問(wèn)題是很正常德，但我們應(yīng)該將每次遇到的問(wèn)題記錄下來(lái)，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問(wèn)題。 在完成這一系列的過(guò)程之后，我們的設(shè)計(jì)能力也有了很大的提高。 經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)的鍛煉，我相信我們的知識(shí)運(yùn)用能力和 實(shí)踐能力一定會(huì)有質(zhì)的飛躍！ 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 26 參考文獻(xiàn) [1] 李群芳 .單片微機(jī)計(jì)算機(jī)與接口技術(shù) .北京 .電子工業(yè)出版社， 2020 [2] 蔣輝平 .基于 Proteus 的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例 .北京 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [3] 何立民 .MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) .北京 :航空航天大學(xué)出版社 ,1991 [4] 楊 欣 .51 單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例詳解 . 北京 .清華大學(xué)出版社 ,2020