單片機(jī)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-資料下載頁
2024-12-06 01:28本頁面
【正文】 序主程序是一個(gè)循環(huán)程序，其主要思路是，先設(shè)定好速度初始值，這個(gè)初始值與測(cè)速電路送來的值相比較得到一個(gè)誤差值，然后用 PI 算法輸出控制系數(shù)給 PWM 發(fā)生電路改變波形的占空比，進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。其程序流程圖如圖所示。軟件由 1 個(gè)主程序、 1 個(gè)中斷子程序和 1 個(gè) PI 控制算法 子程序組成。主程序主程序是一個(gè)循環(huán)程序，其主要思路是由單片機(jī) P1 口生數(shù)據(jù)送到 PWM 信號(hào)發(fā)生電路，然后用 PI 算法輸出控制系數(shù)給 PWM 發(fā)生電路改變波形的占空比進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 主程序流程圖如圖所示： 20 21 圖 15 主程序流程圖 【 5】 (四 )PI 控制算法子程序設(shè)計(jì) /*PI 控制算法子程序 */ void PID_work() { negsum=0。possum=0。 if(BJ==0) { possum+=k1。 temp[2]=temp[2]+temp[0]。} else { negsum+=k1。 temp[2]=temp[2]temp[0]。 } k3=temp[2]/10。 if(possumnegsum) { k2=possumnegsum。 //存儲(chǔ)結(jié)果 22 CY=0。 temp[1]=k3+k1。 //誤差積累， { if(CY==1) //16 位判斷。 UK=0xfe。 else UK=k1+k3。 } else UK=1。 P3=UK。 } 九、 系統(tǒng)調(diào)試 (一 )軟件調(diào)試 在程序編寫的過程中，出現(xiàn)了很多問題，包括鍵盤掃描處理、 PWM 信號(hào)發(fā)生電路的控制、以及單片機(jī)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向等問題，雖然問題不是很大，但是也讓我研究了好長(zhǎng)時(shí)間，在解決這些問題的時(shí)候，我不斷向老師和同學(xué)請(qǐng)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(dǎo)，大部分問題都已經(jīng)解決，就是程序還是不能實(shí)現(xiàn)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能，這讓我很著急。后來經(jīng)過一點(diǎn)一點(diǎn)的調(diào)試，并認(rèn)真總結(jié)，發(fā)現(xiàn)了問題其實(shí)在編寫中斷處理程序時(shí)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，修改后 即可實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速的目的。總結(jié)這次軟件調(diào)試，讓我認(rèn)識(shí)到了做軟件調(diào)試的基本方法與流程： （ 1）認(rèn)真檢查源代碼，看是否有文字或語法錯(cuò)誤 23 （ 2）逐段子程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，找出錯(cuò)誤出現(xiàn)的部分，重點(diǎn)排查 （ 3）找到合適的方法，仔細(xì)檢查程序，分步調(diào)試直到運(yùn)行成功 (二 )系統(tǒng)仿真 仿真軟件選擇 Proteus ，在 Proteus 中畫出系統(tǒng)電路圖，當(dāng)程序在 Keil C中調(diào)試通過后，會(huì)生成以 hex 為擴(kuò)展名的文件，這就是使系統(tǒng)能夠在 Proteus中成功進(jìn)行仿真的文件。將些文件加載到單片機(jī)仿真系統(tǒng)中，驗(yàn)證是否能完成對(duì)直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)。若 不成功，則重新回到軟件調(diào)試步驟，進(jìn)行軟件調(diào)試。找出錯(cuò)誤所在，更正后重新運(yùn)行系統(tǒng)。硬件仿真電路的設(shè)計(jì)完全按照論文設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。在仿真的過程中也遇到了很多問題，比如元件選擇、電路設(shè)計(jì)等，在元件選擇方面，有的芯片是我以前學(xué)習(xí)的時(shí)候所沒有遇到過的，所以在尋找和使用的過程中也遇到很多麻煩，但經(jīng)過自己的努力，并借鑒從互聯(lián)網(wǎng)上找到的資料，我逐漸掌握這些元件的使用方法和原理，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真提供了良出的基礎(chǔ)。另外，在進(jìn)行仿真的時(shí)候，也經(jīng)常出現(xiàn)程序沒有錯(cuò)誤了，但是仿真通不過的情況，這些大部分原因是在管腳定義上，很多系統(tǒng)仿真的 問題都出在這。經(jīng)過這段時(shí)間的努力，使我對(duì)仿真軟件以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路有了更深一步的認(rèn)識(shí)，也為系統(tǒng)的成功奠定了基礎(chǔ)。 十 、 結(jié)論 仿真軟件選擇 Proteus ，在 Proteus 中畫出系統(tǒng)電路圖，當(dāng)程序在 Keil C中調(diào)試通過后，會(huì)生成以 hex 為擴(kuò)展名的文件，這就是使系統(tǒng)能夠在 Proteus 中成功進(jìn)行仿真的文件。將些文件加載到單片機(jī)仿真系統(tǒng)中，驗(yàn)證是否能完成對(duì)直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)。若不成功，則重新回到軟件調(diào)試步驟，進(jìn)行軟件調(diào)試。找出錯(cuò)誤所在，更正后重新運(yùn)行系統(tǒng)。硬件仿真電路的設(shè)計(jì)完全按照論文設(shè)計(jì)方案進(jìn) 行。在仿真的過程中也遇到了很多問題，比如元件選擇、電路設(shè)計(jì)等，在元件選擇方面，有的芯片是我以前學(xué)習(xí)的時(shí)候所沒有遇到過的，所以在尋找和使用的過程中也遇到很多麻煩，但經(jīng)過自己的努力，并借鑒從互聯(lián)網(wǎng)上找到的資料，我逐漸掌握這些元件的使用方法和原理，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真提供了良出的基礎(chǔ)。另外，在 24 進(jìn)行仿真的時(shí)候，也經(jīng)常出現(xiàn)程序沒有錯(cuò)誤了，但是仿真通不過的情況，這些大部分原因是在管腳定義上，很多系統(tǒng)仿真的問題都出在這。經(jīng)過這段時(shí)間的努力，使我對(duì)仿真軟件以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路有了更深一步的認(rèn)識(shí)，也為系統(tǒng)的成功奠定了基礎(chǔ)。 本文所述 的直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是以低價(jià)位的單片微機(jī) 8051 為核心的，而通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)整又有多種途徑，相對(duì)于其他用硬件或者硬件與軟件相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，采用 PWM軟件方法來實(shí)現(xiàn)的調(diào)速過程具有更大的靈活性和更低的成本，它能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的效能，對(duì)于簡(jiǎn)易速度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種有效的途徑。而在軟件方面，采用 PLD 算法來確定閉環(huán)控制的補(bǔ)償量也是由數(shù)字電路組成的直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)所不能及的。曾經(jīng)也試過用單片機(jī)直接產(chǎn)生 PWM 波形，但其最終效果并不理想，在使用了少量的硬件后，單片機(jī)的壓力大大減小，程序 中有充足的時(shí)間進(jìn)行閉環(huán)控制的測(cè)控和計(jì)算，使得軟件的運(yùn)行更為合理可靠。 【 4】 致 謝 本設(shè)計(jì)（論文）的工作是在我的指導(dǎo)老師 XX的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，在我的學(xué)業(yè)和設(shè)計(jì)（論文）的工作中無不傾注著指導(dǎo)老師 XX 辛勤的汗水和心血。指導(dǎo)老師 XX 的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受的啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的指導(dǎo)老師 XX 致以最衷心的感謝和深深的敬意。 在多年的學(xué)習(xí)生活中，還得到了許多學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、系領(lǐng)導(dǎo)和老 師的熱情關(guān)心和幫助。 在日常學(xué)習(xí)和生活中，舍友給予了我很大幫助。 25 我也要感謝我的父母和親人，他們?cè)谖业膶W(xué)業(yè)中給了我莫大的鼓勵(lì)、關(guān)愛和支持。 最后，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！ 衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱我的設(shè)計(jì)和參加答辯的各位老師！ XXX 2021 年 X月 X日 參考文獻(xiàn) [1]張友德等，單片機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) [M]，復(fù)旦大學(xué)出版社 1992. [2]張毅剛 ，彭喜源，譚曉鈞，曲春波 .MCS－ 51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) [M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 . [3]宋慶環(huán)，才衛(wèi)國(guó)，高志， 89C51 單片機(jī)在直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[M]。唐山學(xué)院， [4]陳 錕 危立輝，基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速器控制電路 [J]，中南民族大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 )， . [5]李維軍 韓小剛 李 晉，基于單片機(jī)用軟件實(shí)現(xiàn)直流電機(jī) PWM 調(diào)速系統(tǒng)[J]，維普資訊， 26 用程序設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [M].國(guó)防工業(yè)出版社
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