【正文】 if (subb==0 ) { PwmValL=PwmValL1。 } } if ( acc==0 ) { delay_1ms(10)。 if((ML_D1==0)amp。 DispDigit(0,PwmValL+10)。 ML_D2=0。 if (stop==0) { delay_1ms(10)。} } stop=1。(ML_D2==1)) { if (PwmValL==0) { DispDigit(16,PwmValL)。 ExSec=0。 RXD=0。 Rrpm[0]=1。=0xFE。 PwmValL=0。 Ini_T2()。 DispDigit(PwmValL+10,0)。 if ( acc==0 ) { PwmValL=PwmValL+5。 if (fanxiang==0) { ML_D1=!ML_D1。 DispDigit(PwmValL+10,0)。amp。 acc=1 。 } 24 while(1) { if (PwmValL==0) { DispDigit(PwmValL,0)。 if(ExSec=c250ms) { P17=!P17。 if (ExTimer=c250ms) { GetCountVal(cLMotor,Lrpm)。 if ((PwmCyc++)==cPwmCyc) { PwmCyc=0。 //外中斷開啟 PX1=0。 //下降沿觸發(fā) EX0=1。 PT2=1。 //T2EN端外部信號無效 C_T2=0。 T1=1。 TH1 = 0。 //P3^4=1 } //=================================================== void Ini_T1(void)//T1：位計數(shù)器 { TMOD amp。 PT0=0。= 0xF0。 //================================================ code int KP=Kp。對于學(xué)校和老師為我的畢業(yè)設(shè)計所提供的極大幫助和關(guān)心，在此我致以衷心的感謝！在**度過的四年是我學(xué)生生涯中最有價值的一段時光，也將會成為我以后永遠(yuǎn)的美好的回憶。
首先，我要特別感謝***老師對我的悉心指導(dǎo)，在畢業(yè)設(shè)計期間*老師指導(dǎo)我、幫助我收集文獻(xiàn)資料，理清設(shè)計思路，完善操作方法，并對我所做的設(shè)計提出有效的改進(jìn)方案。另外，此電路中LED可以換成LCD以便可以用鍵盤實現(xiàn)更多功能。 展望通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我學(xué)到了許多書本上無法學(xué)到的知識,也使我深刻體會到單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛。圖610 （COT1=10）7 總結(jié)與展望 總結(jié)本課題的目的在于利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM脈沖，采用數(shù)字PID算法調(diào)節(jié)PWM的占空比來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。倘若此時按方向按鈕，電機(jī)逆時針轉(zhuǎn)動，如圖67所示，此時，Q6一端固定為低電平，Q5一端為變化的PWM信號，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。（6）電路仿真 點仿真按鍵，按照前面介紹的系統(tǒng)使用方法進(jìn)行仿真。圖63 Proteus元器件選取界面本設(shè)計所需選用的元器件如下： ①AT89S52:單片機(jī)（Proteus元件庫里無AT89S52，可以用AT89C52替代）②RES、RXRESPACK8:電阻、排阻、上拉電阻 ③CRYSTAL:晶振 ④CAP、CAPELEC:電容、電解電容⑤7807812:5V、12V三端穩(wěn)壓塊⑥IN4007：二極管⑦7SEGMPX4CA：LED液晶顯示器⑧IPULSE：脈沖信號檢測器⑨BUTTON：按鍵⑩MOTORENCODER：直流電機(jī)放置元器件、放置電源和地、連線，得到附錄Ⅱ所示的系統(tǒng)整體電路，最后進(jìn)行電氣檢測。通過Proteus軟件的使用我們能夠輕易地獲得一個功能齊全、實用方便的單片機(jī)實驗室。ISIS直譯為智能原理圖輸入系統(tǒng)。圖54 鍵盤程序流程在本系統(tǒng)中定時器T0中斷子程序是用來控制電機(jī)運(yùn)行時間和進(jìn)行速度計算和PID 運(yùn)算，其程序流程如圖55所示。圖52 程序流程圖先通過鍵盤設(shè)定期望速度，再通過PID算法對PWM輸出的占空比進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)達(dá)到設(shè)定速度時，保持占空比的輸出。 鍵盤電路設(shè)計獨(dú)立式鍵盤的按鍵相互獨(dú)立，每個按鍵接一根I/O口線，一根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它I/O口線的工作狀態(tài)。其中7段發(fā)光二極管構(gòu)成7筆的字形“8”,1根發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點。而光的波長也就是光的顏色，是由形成PN結(jié)的材料決定的。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 通過設(shè)置讓定時器T0每50ms產(chǎn)生一次中斷，滿20次即為 1s ，此時統(tǒng)計計數(shù)器T1的計數(shù)值，就可以算出電動機(jī)轉(zhuǎn)速：V==(TH1*256+TL1) (r/min)。 測速齒輪上共有24個齒，顯然每個齒轉(zhuǎn)過霍爾元件都會引起一個脈沖信號，則電動機(jī)每轉(zhuǎn)一周總共產(chǎn)生24個信號。本文采用市場上應(yīng)用較多的霍爾開關(guān)傳感器3010T ，它采用三端平塑封裝，具有工作電壓范圍寬、外圍電路簡單、輸出電平與各種數(shù)字電路兼容、可靠性高等優(yōu)點。它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點，因此，在測量、自動化、計算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。其電路如圖53所示，利用兩個光電耦合器將單片機(jī)的I/O與驅(qū)動電路進(jìn)行隔離，保證電路安全可靠。圖42 電源電路 電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計驅(qū)動模塊是控制器與執(zhí)行器之間的橋梁，在本系統(tǒng)中單片機(jī)的I/O口不能直接驅(qū)動電機(jī)，只有引入電機(jī)驅(qū)動模塊才能保證電機(jī)按照控制要求運(yùn)行，在這里選用L298N電機(jī)驅(qū)動芯片驅(qū)動電機(jī)，該芯片是由四個大功率晶體管組成的H橋電路構(gòu)成，四個晶體管分為兩組，交替導(dǎo)通和截止，用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在開關(guān)狀態(tài)，通過調(diào)整輸入脈沖的占空比，調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速。正轉(zhuǎn)時最高位顯示“三” ，其它三位為電機(jī)轉(zhuǎn)速；反轉(zhuǎn)時最高位顯示“F”，其它三位為電機(jī)轉(zhuǎn)速。 經(jīng)過上述的分析與論證，系統(tǒng)各模塊采用的方案如下：（1）控制模塊： 采用AT89S52單片機(jī)；（2）電機(jī)驅(qū)動模塊：采用直流電機(jī)驅(qū)動芯片L298N實現(xiàn)；（3）速度采集模塊：采用霍爾測速傳感器；（4）顯示模塊： 采用LED液晶顯示模塊；（5）鍵盤模塊： 采用獨(dú)立式鍵盤；（6）電源模塊： 采用7807812芯片實現(xiàn)。根據(jù)上面兩種方案的論述，由于本次設(shè)計的系統(tǒng)硬件連接不是很復(fù)雜，對軟件的運(yùn)行速度要求不高，所以采用方案二獨(dú)立式鍵盤進(jìn)行設(shè)計。適用于鍵盤按鍵數(shù)目較少的場合，不適用于鍵盤按鍵數(shù)目較多的場合，故此鍵盤只適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。方案三：采用12864LCD液晶顯示器，該顯示器功率低，驅(qū)動方法和硬件連接電路較上面兩種方案復(fù)雜，顯示屏幕大、可對漢字和字符進(jìn)行顯示。所以綜合考慮在設(shè)計中選用第一種方案進(jìn)行設(shè)計。方案三：采用測速發(fā)電機(jī)對直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量。當(dāng)磁鐵正對金屬板時，由于霍爾效應(yīng)，金屬板發(fā)生橫向?qū)?，因此可以在電機(jī)上安裝磁片，而將霍爾集成片安裝在固定軸上，通過對脈沖的計數(shù)進(jìn)行電機(jī)速度的檢測。設(shè)計者不需要對硬件電路設(shè)計考慮很多，可將重點放在算法實現(xiàn)和軟件設(shè)計中，大大的提高了工作效率。 驅(qū)動電路設(shè)計方案本次設(shè)計的主要目的是控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此電機(jī)驅(qū)動模塊是必不可少，其方案有一下兩種。它和AT89S2一樣都具有軟件編程靈活、體積小、成本低,使用簡單等特點，但是它的頻率較低、運(yùn)算速度慢， RAM、ROM空間小等缺點。 單片機(jī)設(shè)計方案方案一：采用AT89S51/AT89S52作為系統(tǒng)控制的方案。經(jīng)驗法是靠工作人員的經(jīng)驗及對工藝的熟悉程度，參考測量值跟蹤與設(shè)定值曲線，來調(diào)整P、I、D三者參數(shù)的大小的。下面簡單介紹兩種常用的簡易工程整定法。增量式算法是位置算法的一種改進(jìn)。為將模擬PID控制規(guī)律離散化，我們把、在第n次采樣的數(shù)據(jù)分別用、表示，于是式（23）變?yōu)椋? (24)當(dāng)采樣周期T很小時可以用T近似代替，可用近似代替，“積分”用“求和”近似代替，即可作如下近似 (25) (26)這樣，式（23）便可離散化以下差分方程 (27)上式中是偏差為零時的初值,上式中的第一項起比例控制作用,稱為比例（P）項,即 = (28)第二項起積分控制作用,稱為積分(I)項即 (29)第三項起微分控制作用,稱為微分(D)項即 (210)式（27）的輸出量為全量輸出,它對于被控對象的執(zhí)行機(jī)構(gòu)每次采樣時刻應(yīng)達(dá)到的位置。由于本文只用到數(shù)字PID，所以只介紹數(shù)字PID算法。 PID算法簡介 PID控制在連續(xù)控制系統(tǒng)中，PID控制算法得到了廣泛的應(yīng)用，是技術(shù)最成熟的控制規(guī)律。PWM的一個優(yōu)點是從AT89S52到被控系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的，無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。 由公式（22）可見，當(dāng)我們改變占空比D=t1/T時，就可以得到不同的電機(jī)平均速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。因此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。 PWM原理及其實現(xiàn)方法 PWM基本原理PWM是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn)而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。（3）由于電力電子器件只工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時間，即通過改變脈沖寬度來進(jìn)行直流調(diào)速。如此反復(fù)，（b）所示。它具有效率高、體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于地鐵、電力機(jī)車、城市無軌電車以及電瓶搬運(yùn)車等電力牽引設(shè)備的變速拖動中。VM系統(tǒng)的缺點是晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難。該系統(tǒng)需要旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，至少包含兩臺與調(diào)速電動機(jī)容量相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)，還要一臺勵磁發(fā)電機(jī)，設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、維護(hù)不方便等缺點。 （3）直流斬波器（脈寬調(diào)制變換器）。調(diào)節(jié)電樞供電電壓或者改變勵磁磁通，都需要有專門的可控直流電源，常用的可控直流電源有以下三種： （1）旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組。在電動機(jī)電樞回路外串電阻進(jìn)行調(diào)速的方法，設(shè)備簡單，操作方便。（2）改變電動機(jī)主磁通。由公式（21）可知，直流電動機(jī)的調(diào)速方法有三種： （1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓U。電樞一經(jīng)轉(zhuǎn)動，由于換向器配合電刷對電流的換向作用，直流電流交替地由線圈邊ab和cd流入，使線圈邊只要處于N極下，其中通過電流的方向總是由電刷A流入的方向，而在S極下時，總是從電刷B流出的方向，這就保證了每個磁極下線圈邊中的電流始終是一個方向，這樣的結(jié)構(gòu)，就可使電動機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。在換向片上放置著一對固定不動的電刷B1和B2，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時，電樞線圈通過換向器和電刷與外電路接通。圖21為直流電機(jī)的物理模型圖，其中，固定部分（定子）由磁鐵（稱為主磁極）和電刷組成；轉(zhuǎn)動部分（轉(zhuǎn)子）由環(huán)形鐵心和繞在環(huán)形鐵心上的繞組組成，定子與轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。本文就是利用這種控制方式來改變電壓的占空比實現(xiàn)直流電機(jī)速度的控制。目前，直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)字化已經(jīng)走向?qū)嵱没?，伴隨著電子技術(shù)的高度發(fā)展，促使直流電機(jī)調(diào)速逐步從模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，特別是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使直流電機(jī)調(diào)速技術(shù)又進(jìn)入到一個新的階段，智能化、高可靠性已成為它發(fā)展的趨勢。早期直流電動機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運(yùn)算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜，功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試?yán)щy，阻礙了直流電動機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的推廣。直到進(jìn)入上世紀(jì)80年代，隨著全控型電力電子器件的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，PWM控制技術(shù)才真正得到應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展。直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方法可分為兩類：勵磁控制法與電樞電壓控制法。隨著科技的發(fā)展，PWM調(diào)速成為電機(jī)調(diào)速的新方式，并憑借它的