【正文】 //數(shù)據(jù)處理 displaytolcd()。 //轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)速的個位 } /**/ /*主函數(shù) */ void main() {int_all()。039。.39。)。 //轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)速的百位 display[11]=(zhuan/10%10+39。039。)。 display[9]=(zhuan/1000/100%10+39。039。 //外部中斷 0 為下降沿觸發(fā) EX0=1。 //開內(nèi)部中斷 0 TR0=1。 EA=1。 //內(nèi)部中斷定時器選擇 TH0=0x3c。 //延時 5ms write_(0x06)。 //延時 5ms write_(0x0e)。 //延時 15ms write_(0x38)。 //初始化轉(zhuǎn)的值 RW=0。 //初始化 z 的值 count=0。 z=0。 msec=0。 msec++。 } } /**/ /*內(nèi)部中斷 0 計時計數(shù)程序 */ void Timer_0(void) interrupt 1 { TH0=0x3c。i++) //循環(huán)要傳輸?shù)淖址麄€數(shù)次 ,每一次傳輸一個字符 { write_data(display[i])。 //向 LCD1602 寫命令 80H for (i=0。 //信號使能端低電平 } /**/ /*外部中斷 0 計數(shù)程序 */ void counter(void) interrupt 0 {z++。 //向 LCD 寫數(shù)據(jù) E=1。 //信號使能端低電平 } /**/ /*向 LCD1602 寫數(shù)據(jù) */ void write_data(uchar data0) { RS=1。 //向 LCD 寫命令 E=1。 //延時第二循環(huán) } /**/ /*向 LCD1602 寫命令 */ void write_(uchar ) { RS=0。i120。jms。 //定義顯示參數(shù) /**/ /*毫秒延時 */ void delay(uint ms) { uint i,j。 //LCD 的使能信號端 /**/ /*定義參數(shù) */ uint i,z,count,zhuan,msec。 //LCD 的數(shù)據(jù) /命令選擇端 sbit RW=P2^6。 // /*************/ while(1) {reverse()。 init_int1()。 P10=1。 P10=0。 if(constant==10) constant=0。 } /*******中斷，調(diào)節(jié)占空比 ********/ void change(void) interrupt 2 using 2 { if(INT1==0) { while(!INT1)。 } void init_int1() //外部中斷 1 初始化 {IT1=1。 基于單片機的轉(zhuǎn)速控制器設(shè)計 31 EA=0。 TL0=0xe7。 } void time0_init(void) {TMOD=0x01。 TH0=0xff。iconstant) flag=2。 if(i=10amp。 i++。 void delay(uint t)。/***方向標(biāo)志 ***/ static uchar constant=5。 uchar flag=0。 sbit P21=P2^1。導(dǎo)師在畢業(yè)設(shè)計的整個過程中始終給予了我最大的幫助和支持，并時時給予必要的關(guān)心和啟迪。在這過程當(dāng)中我也真正體會到了要做好一件事情并不是那么容易，但態(tài)度決定一切。當(dāng)在設(shè)計過程中需要用一些不曾見過的東西或不曾學(xué)過的知識時，我就會去查找資料，把它搞清楚，以提高自己，增長自己的知識，補充專業(yè)知識。 根椐占空比和電機電樞兩端U 及電機轉(zhuǎn)速的關(guān)系，通過改變 PWM 的占空比來調(diào)節(jié)電機兩端的平均電壓 ， 實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速的調(diào)速。本文對直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了初步研究，從直流調(diào)速系統(tǒng)原理出發(fā)，逐 步建立了直流電機調(diào)速控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上給出了軟、硬件實現(xiàn)方案。 8 結(jié)束語 本文介紹了采用單片機 AT89S51 作為控制核心，以霍爾傳感器 作為 轉(zhuǎn)速檢測元件，利用直流電機驅(qū)動芯片 L298N 實現(xiàn)電機驅(qū)動 和控制電機 。 還有可能就是磁鋼 的型號和大小以及 霍爾開關(guān)的 型號的 不同也有可能產(chǎn)生誤差。 從測試數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn) 口輸出波形的占空比為 20%和 10%時無法驅(qū)動直流電機，因為電機電樞電壓的平均值正比于占空比，而轉(zhuǎn)速又正比于電機的電樞電壓，占空比太小，說明電機繞組兩端所加的電樞電壓過低，所以無法驅(qū)動直流電機。 從表中可得， η1 的最大誤差是 %，最小誤差是 0%； η2 的最大誤差是%，最小誤差是 0%。每按下 SK 占空比改變從而改變電機轉(zhuǎn)速，從而控制電機轉(zhuǎn)速和測量出不同的電機轉(zhuǎn)速。 表 71 測 試 數(shù)據(jù) ? ? 1 f0(Hz) n(r/m) n1(r/m) n2(r/m) η1 η2 50% % 1445 1444 % % 40% % 960 977 % % 30% % 600 605 % % 20% % 0 0 0 0 0% 0% 10% % 0 0 0 0 0% 0% 100% 100% 2460 2488 % % 90% % 2340 2361 % % 80% % 2220 2204 % % 70% % 1800 1819 % % 60% % 1500 1502 % % 注： ? — 單片機軟件設(shè)定的占空比 ； ? 1— 口輸出波形觀察到的波形的占空比 ； f0— 霍爾開關(guān)檢測到的轉(zhuǎn) 速信號的頻率 ； n— 直流電機的理論轉(zhuǎn)速 ； n1— 本設(shè)計電路的實測轉(zhuǎn)速 ； n2— SET2020C 型傳感器與測控技術(shù)實驗臺測得的轉(zhuǎn)速 ； η1— 理論轉(zhuǎn)速與本設(shè)計電路實測轉(zhuǎn)速的相對誤差 ； η2— 本設(shè)計實測轉(zhuǎn)速與實驗臺測得轉(zhuǎn)速的相對誤差。 圖 74（ a） 占空比為 50%的波形 圖 74（ b） 占空比為 40%的波形 （ 2）霍爾開關(guān)輸出信號測試 在 口輸出波形占空比為 50%、 80%時霍 爾開關(guān) CS3020 所檢測到的電機轉(zhuǎn)速信號如圖 75 所示。 圖 73（ a） 本文設(shè)計電路測試驗臺轉(zhuǎn)速 圖 73（ b） SET2020C 試驗臺 測速 基于單片機的轉(zhuǎn)速控制器設(shè)計 22 圖 73（ c） 電路總測試 圖 73（ d） 本文設(shè)計電路測試驗臺轉(zhuǎn)速 測試結(jié)果 （ 1） 用數(shù)字示波器實測波形 所觀察到的波形的頻率為 ，電壓幅值為 5V。與原先的 145r/m 存在一點誤差，說明精確度還好。 因為轉(zhuǎn)盤上粘了 12 顆磁鋼，而 本文 設(shè)計的轉(zhuǎn)速測試程序是沒經(jīng)過一個磁鋼計轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)一周，用試驗臺和本設(shè)計的轉(zhuǎn)速計測粘了 12 顆磁鋼的同一轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速時，因此液晶屏顯示的轉(zhuǎn)速是試驗臺轉(zhuǎn)速計的 12倍。 圖 73 是在測試過程中的一些測試過程圖 。 2． 用示波器觀察占空比為 50%、 80%的霍爾開關(guān)感應(yīng)的轉(zhuǎn)速信號波形。 72（ b）所示的是，在外部中斷0 處送入頻率為 2Hz 的脈沖信號，經(jīng)過單片機處理與計算，在液晶上顯示的是120r/m。 轉(zhuǎn)速測量與顯示仿真調(diào)試 占空比可調(diào)的 PWM 波的仿真調(diào)試波形如圖 71（ a）和 71（ b）所示， 在單片機的外部中斷 0 送入不同頻率的脈沖波，然后在液晶顯示器上顯示其轉(zhuǎn)速。如果可以驅(qū)動，再改變信號發(fā)生器的方波的占空比看看是否占空比改變了，直流電機的轉(zhuǎn)速是否會改變，經(jīng)過測試是可以的，說明該硬件模塊電路可 以驅(qū)動和控制直流電機的轉(zhuǎn)速，并且信號發(fā)生器給定的波形的占空比越大，電機轉(zhuǎn)速越快。 （ 3） 外圍電路測試：給系統(tǒng)加一些相應(yīng)的信號，然后檢查通過系統(tǒng)后是否能得到相應(yīng)的結(jié)果，如果所得到的結(jié)果都和預(yù)期的想法相同，那么就通過了外圍電路測試，否則繼續(xù)測試 。 系統(tǒng)硬件調(diào)試 硬件調(diào)試的主要內(nèi)容有： （ 1）核對元器件：檢查所有元器件是否有插錯或損壞現(xiàn)象。 基于單片機的轉(zhuǎn)速控制器設(shè)計 18 圖 63（ a） 外部中斷 1 服務(wù)程序 63（ b） 定時器 T0 中斷服務(wù)程序 顯示程序流程圖 其顯示 流程圖如圖 64 所示 圖 64 顯示程序流程圖 7 試驗數(shù)據(jù)采集及結(jié)果分析 本系統(tǒng)的調(diào)試可分為三部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試，系統(tǒng)硬件軟件統(tǒng)調(diào)。用定時器 0 定時一個固定頻率的矩形波，通 過定時器 0 產(chǎn)生不同 長短 的高低電平。比如說 1 秒內(nèi)轉(zhuǎn)速信號的脈沖個數(shù)為 f，則電機一分鐘的轉(zhuǎn)速 n=f*60。 . 圖 62（ a） 外部 中斷 0 服務(wù)程序 圖 62（ b） 定時器 1 中斷服務(wù)程序流程圖 利用定時器 1 定時 50ms，定時器中斷 20 次，說明定時器定時 1 秒，外部中斷 0 沒中斷一次，則轉(zhuǎn)速信號的脈沖個數(shù)加 1。外部中斷 每 產(chǎn)生 一次 ，下降沿的次數(shù)加一，將 定時器計滿 1s，將 flag 置 0，在 flag=0 時，定時器停止計時，計算轉(zhuǎn)速，如此重復(fù)進(jìn)行測量，即可測得轉(zhuǎn)軸的即時轉(zhuǎn)速。把轉(zhuǎn)速信號送入單片機的 外部中斷 INT0 引腳，設(shè)置外部中斷 0 為邊沿觸發(fā)方式，在脈沖信號的下降基于單片機的轉(zhuǎn)速控制器設(shè)計 17 沿向 CPU 發(fā)出中斷請求 .同時利用單片機的定時器 T1 進(jìn)行定時，測量定時 1s 的下降沿次數(shù)，即可測量轉(zhuǎn)速信號的頻率，然后根據(jù)公式即可算出電機的轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)速計算程序流程圖 在單片機內(nèi) 通過定時器 定時 1 秒， 把轉(zhuǎn)速信號從外部中斷送入， 并設(shè)置為下降沿中斷，對 一秒內(nèi)送入的 轉(zhuǎn)速 信號的下降沿次 數(shù)進(jìn)行計數(shù) ， 下降沿的次數(shù)是多少， 即信號的頻率就是多少，然后根據(jù)公式 （ 21） 將轉(zhuǎn)速計算出來即可得到 電機轉(zhuǎn)速 。 （ 3） PWM 波：利用單片機產(chǎn)生占空比可調(diào)的 PWM 波，改變占空比來控制轉(zhuǎn)速。 基于單片機的轉(zhuǎn)速控制器設(shè)計 16 圖 61 軟件總體流程 程序主要完成以下的幾部分任務(wù)： （ 1）初始化：設(shè)定各參數(shù)的初始值，設(shè)定各中斷及定時器。 本系統(tǒng)軟件設(shè)計主要設(shè)計思路是利用定時器 0 和外部中斷 1 用 按鍵來產(chǎn)生占空比可調(diào)的 PWM 波，利用外部中斷 0 和定時器 1 來對轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行處理與計數(shù)，利用 P0 口把計數(shù)處理后的