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基于單片機(jī)的直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-wenkub.com

2024-11-06 02:43 本頁面
   

【正文】 大學(xué)生活即將結(jié)束,這四年的光陰給我流下了許多美好的回憶,我將永遠(yuǎn)銘記于心。 SET SPEED PLEASE 代碼 DB 44H,20H,50H,4CH DB 45H,41H,53H,45H STAB: DB 30H,31H,32H,33H DB 34H,35H,36H,37H 。 反轉(zhuǎn)操作 SETB MOV R2,2DH 。 加速操作 AJMP AA1: MOV A,R0 ADD A,5 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 32頁 共 37頁 MOV R0,A AJMP KK0: CJNE R0,00,MM 。 周期一定 MOV A,0FFH SUBB A,R0 MOV TH0,A SETB TR0 RETI Z1: MOV TH0,R0 。 寫入控制命令的子程序 SETB E CLR RS CLR RW CLR E RET DATAS: 。 設(shè)置顯示模式 :8 位 2 行 5 7 點(diǎn)陣 ACALL ENABLE ACALL BUSY MOV P1,00001111B 。 速度不變時(shí)等待 LJMP LP8 。 CURRENT : 的字符個(gè)數(shù) ACALL BUSY MOV P1,0C0H ACALL ENABLE MOV DPTR,MMTAB ACALL BUSY LP5: MOV A,00H MOVC A,A+DPTR MOV P1,A INC DPTR ACALL DATAS ACALL BUSY 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 29頁 共 37頁 DJNZ R5,LP5 MOV DPTR,STAB MOV A,R2 MOV P1,A ACALL DATAS ACALL BUSY MOV A,R3 。 夜晶顯示的字符首地址 MOV R0,00H 。 設(shè)置定時(shí)工作方式 MOV TL0,0FFH 。 顯示程序?yàn)橹鞒绦? DISPLAY: SETB EA 。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 26頁 共 37頁 附錄 A 系統(tǒng)總電路圖 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的 Protel原理圖 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 27頁 共 37頁 附錄 B 源程序 ORG 0000H SJMP DISPLAY ORG 0003H LJMP BUTTON 。軟件方面利用 匯編 語言進(jìn)行編程,并且利用 Proteus 軟件進(jìn)行仿真更加保證了程序的準(zhǔn)確性。同樣按反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鍵也看到同樣的結(jié)果,當(dāng)按停止鍵時(shí),電機(jī)慢慢停下來,圖 未設(shè)置命令之前的狀態(tài),圖 ,圖 仿真結(jié)果。 電路仿真 LCD 液晶顯示電路的系統(tǒng)仿真與調(diào)試:在 Proteus 運(yùn)行環(huán)境中首先檢驗(yàn) LCD 顯示電路,添加程序,運(yùn)行 LCD 液晶顯示電路能,系統(tǒng)若運(yùn)行成功將得到如圖 。 ( 2) 設(shè)置編輯環(huán)境:按上述的方法對(duì) Proteus 的設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 19頁 共 37頁 圖 外部中斷擴(kuò)展電路 當(dāng)系統(tǒng)檢測到有中斷請(qǐng)求時(shí),響應(yīng)如下中斷服務(wù)流程圖 。 在使用外部中斷時(shí),如果不進(jìn)行設(shè)置,則為電平觸發(fā)方式。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 15頁 共 37頁 圖 1602液晶顯示模塊引腳分布 (2)引腳功能 1602 引腳功能如表 所示 表 1602引腳功能 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS VSS為地電源 9 D2 Data I/O 2 VDD VDD接 5V正電源 10 D3 Data I/O 3 VEE 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 D4 Data I/O 4 RS 0輸入指令, 1輸入數(shù)據(jù) 12 D5 Data I/O 5 R/W 0寫入指令或數(shù)據(jù), 1讀信息 13 D6 Data I/O 6 E 1讀取信息, 1→0 執(zhí)行指令 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負(fù)極 LCD 液晶電路 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 16頁 共 37頁 圖 1602液晶顯示模塊組成 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 17頁 共 37頁 4 軟件設(shè)計(jì)部分 驅(qū)動(dòng)電 路 程序流程 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是專用的驅(qū)動(dòng)芯片 L298,單片機(jī)給驅(qū)動(dòng)芯片輸出脈沖來控制電機(jī),程序流程圖如下: 圖 定時(shí)中斷服務(wù)流程圖 直流電機(jī)的中斷鍵盤控制模塊 外部中斷設(shè)置 ( 1) 外部中斷允許設(shè)置 中斷控制寄存 器 IE 的 EX0 對(duì)應(yīng) INT0, EX1 對(duì)應(yīng) INT1, EA 為中斷的總開關(guān),若要開放外部中斷,只要將 IE 對(duì)應(yīng)的位和總開關(guān) EA置 1即可。信號(hào)輸出端每輸出一個(gè)周期的方波,代表轉(zhuǎn)過了一個(gè)齒。 而本設(shè)計(jì)電源電路采用 78系列芯片產(chǎn)生 +5V、 +12V。設(shè)計(jì)者不需要對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)考慮很多,可將重點(diǎn)放在算法實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)中,大大的提高了工作效率。 AT89S51 單 片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng),軟件編程靈活、自由度大,可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制 [4]。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 12頁 共 37頁 鍵盤模塊 控制器模塊顯示模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 直流電機(jī)速度檢測模塊PWM 脈沖3 硬件 電路 設(shè)計(jì)部分 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求,設(shè)計(jì)系統(tǒng)方框圖如圖 。直流 PWM調(diào)速系統(tǒng)與可控整流式調(diào)速系統(tǒng)相比有下列優(yōu)點(diǎn) : 由于 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高 , 僅靠電樞電感的濾波作用就可獲得平穩(wěn)的直流 電流, 低速特性好 、 穩(wěn)速精度高 、 調(diào)速范圍寬 。針對(duì)三種調(diào)速方法,都有各自的特點(diǎn),也存在一定的缺陷。如果周期性的施加上述脈沖,則響應(yīng) )(ti 也是周期性的。該輸入加在可以看成慣性環(huán)節(jié)的 RL 電路上,設(shè)其電流 )(ti 為電路的輸出。例如圖 中 a、 b、 c所示的三個(gè)窄 脈沖形狀不同,其中圖 的 a為矩形脈沖,圖 的 b為三角脈沖,圖 c為正弦半波脈沖,但它們的面積(即沖量)都等于 1,那么,當(dāng)它們分別加在具有慣性的同一環(huán)節(jié)上時(shí),其輸出響應(yīng)基本相同。 PWM 控制的基本原理 在 采樣控制理論中有一個(gè)重要的結(jié)論:沖量相等而形 狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí),其效果基本相同。 ④ 引入適當(dāng)?shù)膶?shí)際微分系數(shù) DK 和實(shí)際微分時(shí)間 DK ,此時(shí)可適當(dāng)增大比例系數(shù) PK和積分系數(shù) IK 。 ② 取比例系數(shù) PK 為當(dāng)前的值乘以 ,由小到大增加積分系數(shù) IK ,同樣讓擾動(dòng)信號(hào)作階躍變化,直至求得滿意的控制過程。 控制度=模擬])([])([0202????dttedtte DDC ( ) 實(shí)際應(yīng)用中并不需要計(jì)算出兩個(gè)誤差平方面積,控制度僅表示控制效果的物理概念。使用這種方法整定數(shù)字調(diào)節(jié)器參數(shù)的步驟是: ①選擇一個(gè)足夠小的采樣周期,具體地說就是選擇采樣周期為被控對(duì)象純滯后時(shí)間的十分之一以下。這種方法最大優(yōu)點(diǎn)就是整定參數(shù)時(shí)中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6頁 共 37頁 不依賴對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,簡單易行。顯然,要同時(shí)滿足上述各項(xiàng)要求是很 困難的,必須根據(jù)具體過程的要求,滿足主要方面,并兼顧其它方面。 由 ( ) 可看出,位置型控制算式不夠方便,這是因?yàn)橐奂悠?)(ie ,不僅要占用較多的存儲(chǔ)單元,而且不便于編寫程序,為此對(duì)式 ( ) 進(jìn)行改進(jìn)。因此,系統(tǒng)中數(shù)字控制的設(shè)計(jì),實(shí)際上是計(jì)算機(jī)算法的設(shè)計(jì)。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 3頁 共 37頁 簡單的說, PID 調(diào)節(jié)器各校正環(huán)節(jié)的作用是: ( 1) 比例環(huán)節(jié):即時(shí)成比例地反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號(hào) )(te ,偏差一旦產(chǎn)生,調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生控制作用以減少偏差; ( 2) 積分環(huán)節(jié):主要用于消除靜差,提高系統(tǒng)的無差度。 圖 模擬 PID控制系統(tǒng)原理框圖 PID 調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器,它根據(jù)給定值 )(tr 與實(shí)際輸出值 )(tc 構(gòu)成的控制偏差 : )(te = )(tr - )(tc ( ) 將偏差的比例、積分、微分通過線性組合構(gòu)成控制量,對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制,故稱為 PID 調(diào)節(jié)器。根據(jù)偏差的比例 ( P) 、積分 ( I) 、微分 ( D)進(jìn)行的控制,稱為 PID控制。 在系統(tǒng)中采 LCD1602 顯示器作為顯示部件,通過 5個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn) 正反轉(zhuǎn)控制 和速度預(yù)置功能,啟動(dòng)后可以了解當(dāng) 前速度 。 隨著科技的進(jìn)步,人們對(duì)生活舒適性的追求將越來越高, PID 控制技術(shù)作為一項(xiàng)具有發(fā)展前景和影響力的新技術(shù),正越來越受到國內(nèi)外各行業(yè)的高度重視。 受益于數(shù)十年來 全球 經(jīng)濟(jì)高速成長所獲得的 PID 控制 成果 ,在中國市場, 一大批機(jī)器設(shè)備制造商正處于蓬勃發(fā)展階段,除滿足本土市場龐大的機(jī)器設(shè)備需求外,走向國際市場,參與國際競爭也成為現(xiàn)實(shí)需求 。不同的控制系統(tǒng) 、傳感器﹑變送器執(zhí)行機(jī)構(gòu)是不一樣的。s rotate speed. At the same time using Holzer sensors will be converted into pulse frequency motor speed feedback to the MCU, realize the speed closedloop control, to achieve speed detection. In a system employing a LCD1602 monitor as a display part, through the 5 keys to achieve positive and acceleration deceleration control, can start the display part understanding the motor current speed. The motor drive part is used in specialized drive chip to achieve positive control. Keywords: digital PID, PWM impulse, DC motor中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第Ⅰ頁 共Ⅱ頁 目 錄 1 引言??????????
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