【正文】 同時(shí)，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教會(huì)了我如何做人。 write_(0x80+0x40+3)。)。 direction=adirection。 write_ds(1,speed)。di()。 case 2：if(s3num=2)direction=0。 if(speed==0) miao=0。 } } } if(s3num==0) { delay(1)。 write_(0x80+0x40+10)。di()。 if(s1==0) start=1。 Lcd_delay(4)。) //39。 // 設(shè)置顯示位置為最左側(cè) Lcd_delay(2)。 }void hanying_show(void){ unsigned char Lcd_i。 Lcd_WriteCom(0x06)。 Lcd_WriteCom(0x38)。 Lcd_WriteCom(0x38)。 Lcd_WriteCom(0x38)。 Lcd_WriteCom(0x38)。 Lcd_WriteCom(0x38)。 //延時(shí)5ms　 Lcd_WriteCom(0x38)。 //空操作四個(gè)機(jī)器周期，給硬件反應(yīng)時(shí)間 E=0。 //E置高電平 _nop_()。 _nop_()。 //RS為高電平，RW為低電平時(shí)，可以寫入數(shù)據(jù) RW=0。 //空操作四個(gè)機(jī)器周期，給硬件反應(yīng)時(shí)間 E=0。 //E置高電平 _nop_()。 _nop_()。 //E置低電平(寫指令時(shí)就是讓E從0到1發(fā)生正跳變，所以應(yīng)先置0 _nop_()。}/*****************************************************函數(shù)功能：將模式設(shè)置指令或顯示地址寫入液晶模塊入口參數(shù)：dictate***************************************************/void Lcd_WriteCom (unsigned char dictate){ while(Lcd_BusyTest()==1)。 _nop_()。 E=1。result=1，忙碌。 for(i=0。i++) for(j=0。 //讀寫選擇位，sbit E=P3^7。本設(shè)計(jì)滿足了生產(chǎn)要求，使控制系統(tǒng)快速性，和穩(wěn)定性的到了提高。}}}結(jié)論本設(shè)計(jì)所述的大功率直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速裝置是以AT89C51單片機(jī)為核心，由單片機(jī)控制ADC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換產(chǎn)生PWM波，并經(jīng)過波形整形和電流放大后輸出，這種方法產(chǎn)生的PWM波具有高頻率，工作穩(wěn)定，容易調(diào)試，比專用的PWM芯片結(jié)構(gòu)簡單，成本低，而且單片機(jī)的到了充分的利用；有單片機(jī)I/O口產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速控制信號DIR和PWM接口電路輸出的PWM波經(jīng)過驅(qū)動(dòng)邏輯電路后產(chǎn)生DIRPWM1和DIRPWM2兩組控制信號，實(shí)現(xiàn)了對直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可逆控制。 else if(N_U=I_MAX) I_REF = I_MAX。SPEEDSTEP = 100。 /*讀編碼器脈沖數(shù)，計(jì)算轉(zhuǎn)角增量和轉(zhuǎn)子絕對位置*/ ENCINCR = 。 else = I_U。0x1000){ if(DIRECTION){if(I_U=250) = 對光電編碼器送來的脈沖進(jìn)行進(jìn)行計(jì)算、顯示轉(zhuǎn)速。再確定要顯示的位置，寫它所在行列地址，再去首地址，寫數(shù)據(jù)，判斷是否寫完一行。 /* 產(chǎn)生方波 */ }} 顯示電路軟件設(shè)計(jì) 字符的顯示用LCD 顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，首先找到顯示屏上某個(gè)位置所對應(yīng)的RAM區(qū)的8個(gè)字節(jié)，在有程序分別對這個(gè)8個(gè)字節(jié)置“1”或置“0”，“1”表示點(diǎn)亮，“0”表示不亮，這樣組合起來就能把一個(gè)字符點(diǎn)亮。j=i。 delay(i)。 //定義正傳反轉(zhuǎn)按鍵Sbit Speed=P1^2。圖314 按鍵電路 第4章 軟件程序的設(shè)計(jì) PWM信號發(fā)生器軟件的設(shè)計(jì)PWM信號發(fā)生器程序框圖如圖41和42所示，單片機(jī)對PWM波的頻率、占空比、輸出口以及DAC0832的控制端進(jìn)行初始化，啟動(dòng)DAC0832進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，這時(shí)候程序開始對鍵盤進(jìn)行掃描，判斷是否有鍵按下，當(dāng)確定沒有鍵按下時(shí)，直接調(diào)用PWM子程序，根據(jù)程序設(shè)定好的占空比計(jì)算各段波形持續(xù)的時(shí)間，再計(jì)算定時(shí)器所需的常數(shù)，輸出相應(yīng)的PWM波形；當(dāng)確定有按鍵按下時(shí)，延時(shí)20ms，再進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，調(diào)用PWM子程序，同理輸出相應(yīng)的PWM波形。顯示電路如圖313。51系列單片機(jī)的P0口內(nèi)部沒有集成上拉電阻，所以它叫做準(zhǔn)雙向口而不叫雙向口。工作原理如下：當(dāng)CS為高時(shí)，數(shù)據(jù)輸出端處于高阻狀態(tài)，此時(shí)TLC549的第7腳不起作用；當(dāng)內(nèi)部電路測出CS下降沿之后，在進(jìn)過內(nèi)部時(shí)鐘的一個(gè)上升沿和一個(gè)下降沿，這一變化才被確認(rèn)，讓后自動(dòng)把上一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果最高位輸出到TLC549的第6腳（OUT）；前四個(gè)時(shí)鐘脈沖周期的下降沿依次輸出第4和第5個(gè)位，在第4個(gè)脈沖周期的下降沿采樣保持電路開始采樣模擬輸入量；接下來的3個(gè)脈沖周期周期的下降輸出第7和第8個(gè)轉(zhuǎn)換位。由于片內(nèi)具有電阻和一個(gè)緩沖放大器，在這里我們通過在6腳外接一個(gè)電容構(gòu)成一個(gè)低通濾波器。轉(zhuǎn)速檢測電路如圖311所示。值得注意的是。增量式光電編碼器是利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組A、B和Z相。圖310 光電隔離和驅(qū)動(dòng)放大電路 速度檢測模塊本設(shè)計(jì)的速度檢測模塊式基于光電編碼器進(jìn)行設(shè)計(jì)的，光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的幾何位置轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，這是目前應(yīng)用最多的傳感器，光電編碼器是由光柵板和光電檢測電路組成。圖39 邏輯電路圖 光電隔離和驅(qū)動(dòng)放大電路的設(shè)計(jì)為減少驅(qū)動(dòng)控制電路對其它電路的干擾和對其 它電路的保護(hù)，將電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與其它控制電路進(jìn)行電氣隔離，如下圖310所示。其連接電如37所示。 波形整形及放大電路的設(shè)計(jì)由于通過D/A轉(zhuǎn)換和運(yùn)算放大器輸出的脈寬調(diào)制波形仍然不夠平滑，所以還必須對輸出的脈寬調(diào)制波形進(jìn)行整形，以達(dá)到我們的設(shè)計(jì)要求?！?圖36 AT89C51與DAC0832的接口電路圖　　它內(nèi)部具有兩級數(shù)據(jù)寄存器，完成8位電流D/A轉(zhuǎn)換?！? （3） CS：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖34所示。 （2）/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器選通信號。其中在P0口作為輸出口時(shí)，外部必須接上拉電阻。經(jīng)穩(wěn)壓器LM7805穩(wěn)壓后，電源輸出基本不受外輸入變動(dòng)的干擾，而且有效的消除電磁干擾。先通過變壓器把380V的交流電降為220V，后經(jīng)過橋式整流電路把交流電轉(zhuǎn)變成直流電，整流后的電流經(jīng)過穩(wěn)壓器LM7805輸出穩(wěn)定的+5V電壓。 單 片 機(jī) 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 鍵 盤 驅(qū)動(dòng) 電路 PWM波 接口電路LCD1602 速度檢測圖31 系統(tǒng)方案框圖 主電路的設(shè)計(jì)直流電動(dòng)機(jī)不能直接接三相交流電，因此要把三相交流電整流成所需的直流電才能給電機(jī)供電。4. 近似條件的校驗(yàn)有上面的計(jì)算可知：電流環(huán)截止頻率（1） 晶閘管整流裝置的傳遞函數(shù)近似為： （212） （2） 反電動(dòng)勢的改變對電流環(huán)的影像忽略不計(jì)近似條件： （213）（3） 處理電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)的近似條件： （214）其中式（212）、式（213）和式（214）均滿足近似條件 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)1. 時(shí)間常數(shù)的確定 （1） 電流環(huán)時(shí)間常數(shù)等效為1/KI,由前述已知，則： （215） （2） 轉(zhuǎn)速濾波的時(shí)間常數(shù)，取。（4）電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)。這就是說把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再由電流調(diào)節(jié)器的輸出控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置，從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，叫內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外邊，叫做外環(huán)，這樣就形成了轉(zhuǎn)速和電流的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。如果在系統(tǒng)中另設(shè)一個(gè)電流調(diào)節(jié)器，就可以構(gòu)成電流閉環(huán)。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是建立在單閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)上的，實(shí)際的調(diào)速系統(tǒng)除要求對轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整外, 很多生產(chǎn)機(jī)械還提出了加快啟動(dòng)和制動(dòng)過程的要求,尤其是在機(jī)床控制方面，這就需要一個(gè)電流截止負(fù)反饋系統(tǒng)。即在在過渡過程中始終保持轉(zhuǎn)矩應(yīng)為最大值，使直流電動(dòng)機(jī)以最大加速度，減速。所以轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)不能控制電流（轉(zhuǎn)矩）的動(dòng)態(tài)過程。與M法測速一樣選用線數(shù)相對較多的光電編碼器，也能提高電機(jī)轉(zhuǎn)速測量的快速性和精度；另一種測速方法是結(jié)合M法和T法的測速特點(diǎn)產(chǎn)生了一種M/T的測速方法，即在規(guī)定的時(shí)間范圍里，同時(shí)對時(shí)鐘脈沖數(shù)和光電編碼器輸出的脈沖數(shù)同時(shí)計(jì)數(shù)，有公式計(jì)算出轉(zhuǎn)速。那么如果在短時(shí)間（T）內(nèi)脈沖寬度為,幅值是U，由圖23可求得在這段時(shí)間內(nèi)脈沖的等效直流的電壓為：圖21 PWM脈沖，如果令，則上式可簡化為： （21）式中 U——脈沖的幅值 ——占空比如果PWM脈沖為如圖22所示的周期性矩形脈沖時(shí)，那么與此脈沖等效的直流電壓的計(jì)算方法與上述相同，即： （22）由公式22可知，想要改變等效直流電壓的大小，就可以通過改變脈沖幅值U和占空比來實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中脈沖幅值一般是恒定的，因此常常通過控制占空比的大小實(shí)現(xiàn)等效直流電壓在0～U之間任意調(diào)節(jié)，從而達(dá)到了利用PWM控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的目的。其中，在調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，以PWM調(diào)速應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制電路中晶閘管器件導(dǎo)通和關(guān)斷，就能得到所需波形。對于正弦波的負(fù)半周，采用同樣的方法也可以得到脈寬調(diào)制波形。這些寬度相等,幅值不等且脈沖頂部不是水平線的脈沖，都等于，這些脈沖的幅值都按正弦規(guī)律變化。這里的沖量就是窄脈沖的面積，效果基本相同是指在本環(huán)節(jié)上輸出響應(yīng)的波形大體相同。第2章 理論分析計(jì)算 PWM脈寬調(diào)制技術(shù)脈寬調(diào)制（PWM）控制方式就是對逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，輸出一些列同等幅度的脈沖，來代替所需的正弦波、方波、鋸齒波等。全數(shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)由于是以微處理器為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)，其硬件電路標(biāo)準(zhǔn)化程度高，降低了成本，而且避免器件溫度漂移的影響。近年來隨著現(xiàn)代控制理論的迅速發(fā)展，模糊控制，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，自適應(yīng)控制系統(tǒng)等智能化的控制方法也大量的涌現(xiàn)出來。雖然集成芯片的應(yīng)用使得電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)變簡單了，但是專用的驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)芯片的輸出功率有限，無法滿足大型直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制要求，市場上少數(shù)幾種大功率集成驅(qū)動(dòng)芯片的價(jià)格又很高，例如一片SA01驅(qū)動(dòng)芯片的價(jià)格要3500元。隨著新型高速可關(guān)斷的電力電子器件的飛速發(fā)展，使用全控型晶閘管，場效應(yīng)管等調(diào)速系統(tǒng)具有開關(guān)頻率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、動(dòng)態(tài)性能好、效率高等優(yōu)點(diǎn)，而且采用這種方法調(diào)速非常容易在微機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。由此可見這些傳動(dòng)系統(tǒng)都是通過控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從而實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制。 DC motor control目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒 論 1 研究背景及意義 1 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 2第2章 理論分析計(jì)算 3 PWM脈寬調(diào)制技術(shù) 3 直流電動(dòng)機(jī)的脈寬調(diào)制控制技術(shù) 4 測速方法的確定和實(shí)現(xiàn) 5 控制系統(tǒng)方案的選擇 6 單閉環(huán)系統(tǒng)的組成和分析 6 雙閉環(huán)系統(tǒng)的組成和分析 7 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 9 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 9 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 10第3章 硬件電路的設(shè)計(jì) 12 主電路的設(shè)計(jì) 12 電源電路的設(shè)計(jì) 13 AT89C51主控芯片的最小系統(tǒng) 13 PWM信號接口電路 14 單片機(jī)控制D/A芯片接口電路的設(shè)計(jì) 15 波形整形及放大電路的設(shè)計(jì) 16 功率放大和驅(qū)動(dòng)模塊 16 電機(jī)驅(qū)動(dòng)邏輯電路的設(shè)計(jì) 17 光電隔離和驅(qū)動(dòng)放大電路的設(shè)計(jì) 17 速度檢測模塊 18 電流檢測電路 20 按鍵和顯示模塊 20 顯示電路 20 按鍵電路 21第4章 軟件程序的設(shè)計(jì) 22 PWM信號發(fā)生器軟件的設(shè)計(jì) 22 顯示電路軟件設(shè)計(jì) 25 字符的顯示 25 漢字的顯示 25 LCD1602 的引腳說明 25 LC