畢業(yè)設(shè)計(jì)論文小功率直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-11-22 22:34本頁面
【導(dǎo)讀】蕆薂襖羅莃薁肆膀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁薈羀肁蒀薇蝕芇莆薆螂聿節(jié)蚆裊芅膈蚅羇肈蒆蚄螇袁蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄蟻蟻膄膀蝕螃羇葿螀裊膃蒞蝿羈羅芁螈蚇膁膇螇袀羄薆螆艿蒂螅肄肂莈螄螄芇芄莁袆肀腿莀罿芆蒈葿蚈聿莄蒈螁芄芀蒈羃肇芆蕆肅羀薅蒆螅膅蒁蒅袇羈莇蒄罿膃芃蒃蠆羆腿薂螁膂蕆薂襖羅莃薁肆膀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁薈羀肁蒀薇蝕芇莆薆螂聿節(jié)蚆裊芅膈蚅羇肈蒆蚄螇袁蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄蟻蟻膄膀蝕螃羇葿螀裊膃蒞蝿羈羅芁螈蚇膁膇螇袀羄薆螆艿蒂螅肄肂莈螄螄芇芄莁袆肀腿莀罿芆蒈葿蚈聿莄蒈螁芄芀蒈羃肇芆蕆肅羀薅蒆螅膅蒁蒅袇羈莇蒄罿膃芃蒃蠆羆腿薂螁膂蕆薂襖羅莃薁肆膀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁薈羀肁蒀薇蝕芇莆薆螂聿節(jié)蚆裊芅膈蚅羇肈蒆蚄螇袁蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄蟻蟻膄膀蝕螃羇葿螀裊膃蒞蝿羈羅芁螈蚇膁膇螇袀羄薆螆艿蒂螅肄肂莈螄螄芇芄莁袆肀腿莀罿芆蒈葿蚈聿莄蒈螁芄芀蒈羃肇芆蕆肅羀薅蒆螅膅蒁蒅袇羈莇蒄罿膃芃蒃蠆羆腿薂螁膂蕆薂襖羅莃薁肆膀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁薈羀
【正文】 WMCAE 寄存器包含 8 個(gè)控制位來對(duì)每個(gè) PWM通道設(shè)置左對(duì)齊輸出和中心對(duì)齊輸出。當(dāng)其值為 0時(shí)，通道輸出方式為中心對(duì)齊；當(dāng)其值為 1時(shí)，通道輸出方式為左對(duì)齊。 本設(shè)計(jì)中用到的為左對(duì)齊方式，其介紹如下。 在該方式下，脈沖計(jì)數(shù)器為循環(huán)遞增計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)初值為 0。當(dāng) PWM 使能后，計(jì)數(shù)器PWMCNT 從 0開始的時(shí)候信號(hào)遞增計(jì)數(shù)，開始對(duì)一個(gè)輸出周期。當(dāng)計(jì)數(shù)值與占空比 常數(shù)寄存器 PWMDTY相等時(shí)，比較器 1輸出有效，將觸發(fā)器置位，而 PWMCNT繼續(xù)置數(shù)；當(dāng)計(jì)數(shù)值與周期常數(shù)寄存器 PWMPER相等時(shí)，比較器 2輸出有效，將觸發(fā)器復(fù)位，同時(shí) PWMCNT也復(fù)位，結(jié)束一個(gè)周期。如圖 32所示。 圖 32 PWM左對(duì)齊方式 左對(duì)齊方式的占空比 =[(PWMPERxPWMDTYx)]/PWMPERx*100%； PWM初始化步驟總結(jié)： ① 禁止 PWM PWME=0。 ② 選擇時(shí)鐘 PWMPRCLK， PWMSCLA， PWMSCLB， PWMCLK； ③ 選擇極性 PWMPOL； ④ 選擇對(duì)齊方式 PWMCAE； ⑤ 選擇占空比和周期 PWMDTYx， PWMPERx； ⑥ 使能 PWM，令 PWME=1； 三、 ECT模塊簡(jiǎn)介 ECT 實(shí)際上就是一個(gè) 16位的可編程計(jì)數(shù)器，它的基本時(shí)鐘頻率可以通過預(yù) 第 10 頁 共 48頁 分頻來設(shè)置，用于產(chǎn)生波形輸出，測(cè)量輸入波形，統(tǒng)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，可以作為獨(dú)立的定時(shí)器中斷功能和獨(dú)立時(shí)鐘基準(zhǔn)，在本設(shè)計(jì)中 ECT 來作為計(jì)時(shí)器使用，記錄時(shí)間的變化來測(cè)得電機(jī)實(shí)際的轉(zhuǎn)速。 ECT 模塊寄存器介紹 (1) 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器系統(tǒng)控制寄存器 1（ TSCR1）如表 38所示。 表 38 TSCR1寄存器 TSCR1：寄存器是定時(shí)器模塊的總開關(guān)，它決定模塊是否啟動(dòng)以及在中斷等待， BDM 方式下的行為，還包括標(biāo)志的管理方式。 TEN：定時(shí)器使能位，為 0 時(shí)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器被禁止，有利于降低功耗；為 1 時(shí)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器使能，正常工作。 TSWAI：等待模式下計(jì)時(shí)器關(guān)閉控制位，為 0時(shí)在中斷等待模式下允許 MCU繼續(xù)運(yùn)行；為 1時(shí)當(dāng) MCU進(jìn)入中斷等待模式時(shí)，禁止計(jì)時(shí)器。 TSFRZ：在凍結(jié)模式下計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器停止位，為 0時(shí)，在凍結(jié)模式下允許計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)器繼續(xù)運(yùn) 行；為 1時(shí)在凍結(jié)模式下禁止計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器，用于仿真調(diào)試。 (2) 計(jì)時(shí)器系統(tǒng)控制寄存器 2（ TSCR2）的寄存器如表 39所示。 表 39 TSCR2寄存器 TOI：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器流出中斷使能，為 0 時(shí)中斷被禁止；為 1 時(shí)，當(dāng) TOF 標(biāo)志被置位時(shí)發(fā)出硬件中斷請(qǐng)求。 TCRE：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器復(fù)位使能，為 0時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位禁止，計(jì)數(shù)器自由計(jì)數(shù)；為 1時(shí)通道 7成功比較后計(jì)數(shù)器將被復(fù)位。 PR2， PR1， PR0：計(jì)數(shù)器預(yù)分頻選擇，這三位所決定的分頻因子如表 310和表 311 所示。 第 11 頁 共 48頁 續(xù)表 311 分頻因子分頻表 （ 3）主定時(shí)器中斷標(biāo)志寄存器（ TFLG1， TFLG2）每一位如表 312 所示。 表 312 TIOS寄存器 其中 TFLG TFLG2為中斷標(biāo)志寄存器，其中 TFLG1對(duì)應(yīng) 8個(gè) IC/OC通道，當(dāng)某 CnF=1時(shí)說明對(duì)應(yīng)的 IC/OC通道有動(dòng)作，表明該通道有中斷事件發(fā)生。 TFLG2只有一個(gè)標(biāo)志位 TOF，作為核心計(jì)數(shù)器的中斷請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng) TOF=1時(shí)說明核心計(jì)數(shù)器 溢出。 計(jì)時(shí)器中斷使能寄存器（ TIE）每一位如表 313所示。 TIE寄存器中的位于狀態(tài)寄存器 TFLG1中的標(biāo)志位相對(duì)應(yīng)。如果將 TIE中的某位清 0，相應(yīng)的標(biāo)志位就不能引起硬件中斷。如果置 1，相應(yīng)的標(biāo)志位就能引起中斷。 CnF：輸入捕捉 /輸出比較中斷使能。 （ 4）選擇寄存器（ TIOS）的每一位如表 314所示。 TIOS 寄存器用于指定各個(gè)通道的功能，即工作于 IC還是 OC，當(dāng)某位值為 0 時(shí)，對(duì)應(yīng)的通道為輸入捕捉通道；當(dāng)某位值為 1時(shí)，對(duì)應(yīng)的通道為輸出比較通道。 TCNT 是遞增計(jì)數(shù)器，它不停的對(duì) 12 頁 共 48頁 C51單片機(jī) C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖 33所示 [12]。 圖 33 C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 如圖 ，單片機(jī)單元模塊電路采用上電復(fù)位電路，上電復(fù)位就是接通電源后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。上電復(fù)位電路由 C S R2構(gòu)成，上電瞬間 9腳獲得高電平，隨著電容 C1的充電， 9腳的高電平逐漸下降。 9腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（ 2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就能進(jìn)行復(fù)位操作。 Y C和 C4構(gòu) 成 13 頁 共 48頁 本設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)控制電路的實(shí)質(zhì)就是由兩片驅(qū)動(dòng)芯片 BTS7960來組成 H橋，在 2管腳輸入PWM信號(hào)， 7腳輸入 6V的電壓， 3腳相當(dāng)于輸入一個(gè)高電平， 6腳和 5腳通過電阻接地，1 腳直接接地。 4腳接電機(jī)，這時(shí)根據(jù)占空比的大小來決定 4 腳輸出電壓值的大小，電壓值越大，電機(jī)轉(zhuǎn)的速度越快越快，電壓值越小，電機(jī)轉(zhuǎn)的越慢。以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和 PWM信號(hào)對(duì)電機(jī)的控制，電壓值的大小就相當(dāng)于是 PWM 波形占空比的反映， PWM可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的調(diào)速。 測(cè)速電路設(shè)計(jì) 測(cè)速電路如圖 35所示。 圖 35 測(cè)速電路原理圖 測(cè)速電路的原理如上圖所示，核心的器件是一對(duì)紅外發(fā)光對(duì)管。其中一個(gè)發(fā)射，一個(gè)接受。然后就是有個(gè)比較器，比較器就是 LM324。來對(duì)電平進(jìn)行比較，使之輸出高電平和低電平來實(shí)現(xiàn)脈沖的計(jì)數(shù)。在紅外發(fā)光對(duì)管和紅外接受對(duì)管之間放入一個(gè)光電碼盤， 100線的，就是如圖 36所示。把光電碼盤安裝在電機(jī)上，讓光電碼盤隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)線會(huì)遮住紅外發(fā)光管發(fā)出的光，紅外接收管會(huì)接不到光，相當(dāng)于斷路，這時(shí) 2腳就是高電平 0，而 3腳由于電阻分壓的作用，其電壓小于 5V，經(jīng)過比較器 的 比較后輸出低電平。當(dāng)紅外發(fā)光管和紅外接受管之間沒有線 時(shí)，發(fā)光紅外管發(fā)出的光會(huì)被紅外接收管所接受，紅外接受 管接受了光以后，就相當(dāng)于短路，這時(shí) 2腳輸入是低電平， 3腳由于電壓的分壓的作用，其電壓大于 0，這時(shí)比較器比 較 2腳和 3腳，輸出的是高電平，這時(shí)可以根據(jù)記錄高電平 的個(gè)數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)速 。 圖 36 光電碼盤 液晶顯示電路設(shè)計(jì) 液晶顯示部分電路圖如圖 37所示。 第 14 頁 共 48頁 圖 37 液晶顯示電路 如圖 37 所示，本設(shè)計(jì)液晶采用 LCD1602 液晶模塊。用來顯示電機(jī)的預(yù)設(shè)
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