基于單片機(jī)的脈寬調(diào)制控制電路的設(shè)計(參考版)
2025-06-30 19:40本頁面
【正文】 設(shè)計中難免有一些不足之處，希望大家能理解并指出來。同時也要感謝電氣教研室老師的指導(dǎo)，并感謝提供了在軟件編程和仿真上的許多幫助的同學(xué)．他們的意見也計我獲益匪淺，在此向他們表示衷心的感謝。致謝首先，要感謝導(dǎo)師石明慧副教授，表示最衷心的脈謝！我在整個設(shè)計過程中得到了他的極大的關(guān)注和耐心的幫助，本次畢業(yè)設(shè)計得以順利進(jìn)行。[9] 語言程序設(shè)計[M]．2005，清華大學(xué)出版社。[7]陳小忠,黃寧，[M].2001，人民郵電出版社。[5]陳明義、電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)用教程，2003，中南大學(xué)出版社。[3] 王英健、李中華、劉曼玲、湯放奇，《電工技術(shù)實(shí)用教程》，1995，中南大學(xué)出版社。參考文獻(xiàn)[1]祁偉、鄭巍、莊志惠 《單片微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)教程》2005，北京航天航空大學(xué)出版社。作為即將離校的學(xué)生，走出校門就站在另一個人生起點(diǎn)土，還有很長的路要走，這必須有足夠的勇氣與自信去迎接挑戰(zhàn)，克服困難，創(chuàng)造奇跡．特別對未來要充滿期盼，充滿希望，要微笑著走人生的每一步。這也為我們走入社會打下一個良好的基礎(chǔ)，為走入社會對知識與理論的應(yīng)用做了一個好的鋪墊。結(jié)論驀然回首，為期兩個多月的畢業(yè)設(shè)計就要結(jié)束了，在這漫長而又短暫之中，通過自己不斷地學(xué)習(xí)，不斷地努力與拼搏、不斷地對新知識的追求與索取、不斷地自我發(fā)現(xiàn)、感到自己的知識結(jié)構(gòu)水平提出高了許多，對知識的掌握程度也加深了許多，對知識之間的相互聯(lián)系也有了更深的了解；通過不斷地提高自己的認(rèn)識水平與能力、不斷地學(xué)習(xí)新方法、新思想、新的思維方式、不斷地改變自己的人生觀和方法論、感到自己不但成長且成熟了許；通過不斷地把課本知識應(yīng)用于實(shí)際，不斷地把查閱到的資料與文獻(xiàn)中有用的東西應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)，不斷地把所學(xué)的理論與方法應(yīng)用設(shè)計之中，從而提高了自己理論聯(lián)系實(shí)際的能力．畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)所學(xué)課程的一個高度的綜合。MPLAB提供了存儲器不同方式的窗口觀察，這些窗口如下圖所示，但這些窗口的內(nèi)容會和設(shè)定有關(guān)，在調(diào)試過程中MPAB有一個方便的顯示方式就是 存儲器的數(shù)據(jù)如果有變化時，會變成紅色的文字顯示，通過這個功能也可以大大地提高調(diào)試速度。程序流程的控制在下一節(jié)中說明，這里我們先來看看如何得到單片機(jī)的狀態(tài)。 在MPLAB中進(jìn)行程序調(diào)試經(jīng)過MPASM編譯與連接的程序會得到HEX和CDD文件，HEX文件就是要燒寫到單片機(jī)中的程序代碼，而CDD文件則是MPLAB在調(diào)試時要用到的文件。通過調(diào)試窗口觀察，時常發(fā)現(xiàn)該寄存器的值并沒有改變?yōu)轭A(yù)期的數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)是由于沒有選中單片機(jī)中的該存儲體所在的區(qū)域。在系統(tǒng)調(diào)試的過程中，會出現(xiàn)一些問題：設(shè)計中器件之間的匹配問題，通過查考資料重新設(shè)計電路圖。本程序采用增量式數(shù)字PID程序以 PWM 方式來對直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。第3. 2節(jié) PID 調(diào)節(jié)程序流程圖在連續(xù)控制系統(tǒng)中，按偏差的比例（ P ）、積分（I）、微分（ D ）進(jìn)行控制的PID的控制器獲得了廣泛的應(yīng)用。 否是否否是是計時器到PID調(diào)節(jié)計數(shù)值增1，判斷轉(zhuǎn)向是外中斷定時中斷串口中斷LCD信息顯示數(shù)據(jù)處理接收、監(jiān)測數(shù)據(jù)中斷初始化串口、中斷、計數(shù)器、定時器、LED開始圖31 系統(tǒng)總流程圖從結(jié)構(gòu)上看，系統(tǒng)程序主要包括一個主循環(huán)體程序、串口數(shù)據(jù)處理程序、 PID 控制程序、中斷服務(wù)程序和LED顯示控制程序。單片機(jī)控制軟件采用 C 語言模塊化程序結(jié)構(gòu)。然后由光電編碼器測得直流電機(jī)的速度，并通過光電編碼接口電路將信息反饋到單片機(jī)，由單片機(jī)通過比較預(yù)先給定的速度與反饋得到的速度得到偏差，然后經(jīng)過PID算法得出控制量，在改變脈寬控制的寬度進(jìn)行輸出，并在LED上顯示轉(zhuǎn)速。PWM信號通過光耦隔離，經(jīng)LMD18200 進(jìn)行功率放人輸出控制直流電機(jī)．然后進(jìn)入下一個采樣周期。單片機(jī)通過比較預(yù)定義的運(yùn)動速度與實(shí)際的電機(jī)速度（反饋速度），得到偏差，然后經(jīng)過PID控制算法得出控制量。由于采用了 LMD18200 功率集成驅(qū)動電路，使整個電路元件少，體積小，適合在儀器儀表控制中使用。硬件電路如下圖所示。 整體電路結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)以LMD18200作為系統(tǒng)的驅(qū)動,intel公司 8051單片機(jī)作為處理器,配以轉(zhuǎn)速顯示、光電編碼器作為電機(jī)控制輸出單元。 LED的驅(qū)動是通過CD4511譯碼器，CD4511是一個用于驅(qū)動共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼七段碼譯碼器，其特點(diǎn)：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流。所謂共陰極LED數(shù)碼顯示是指所有發(fā)光二極管的陰極連在一起，形成該模塊的公共端。 cbadefgdp．dp１２３４５６７８圖28 LED數(shù)碼管LED數(shù)碼顯示器是有發(fā)光二極管組成的顯示字段的顯示器件。 LED數(shù)碼顯示電路的設(shè)計 為了驗(yàn)證通信結(jié)果的正確性，必須增加有效的手段測試單片機(jī)接收到的數(shù)據(jù)正確與否，而最簡單且可行的方法就是增加LED顯示部分。 圖 27 H型雙極可逆PWM驅(qū)動系統(tǒng)由于在一個 PWM 周期里電樞電壓經(jīng)歷了正反兩次變化．因此其平均電壓U0可用下式?jīng)Q定： (2—3)由式（ 23 ）可見，雙極性可逆 PWM 驅(qū)動時，電樞繞組所受的平均電壓取決于占空比α大?。?dāng)α=0時， U0=US，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)速最大；當(dāng)α= l 時． U0=US 電動機(jī)正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速最大．當(dāng)α=1/ 2 時， U0 =0，電動機(jī)不轉(zhuǎn)。同一組的開關(guān)嗬同步導(dǎo)通或關(guān)斷，不同組的開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷正好相反。圖 27 是 H 型雙極可逆 PWM 驅(qū)動系統(tǒng)。另一種稱為 H 型，其形狀像“ H ”字。 雙極性驅(qū)動可逆PWM系統(tǒng)的控制原理雙極性驅(qū)動是指在一個 PWM 周期里，電動機(jī)電樞的電壓極性呈正負(fù)變化。α的變化范圍為。
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