【正文】 } void write_byte1(uchar dat。 scl=1。 } void init()//芯片初始化 { sda=1。 scl=0。 while((sda==1)amp。 scl=1。 delay()。 delay()。 delay()。 delay()。 delay()。 delay()。 wei4=1。 wei4=0。 wei3=1。 wei3=0。 wei2=1。 wei2=0。 //延時(shí)一段時(shí)間 wei1=1。 wei1=0。 } void delay() 附錄 31 {。j0。i0。 //延時(shí)程序 void delayms(uint x) { uint i,j。 //占空比設(shè)置， pwm 值越大占空比越大 uchar model=0。 uchar count。//第四個(gè)按鍵接口 uint speed,num。//第二個(gè)按鍵接口 sbit key3=P1^2。//LED2 接口 sbit key1=P1^0。 sbit led1=P3^6。//AT24C01 sbit ctrl1=P2^0。 sbit scl=P3^2。 sbit wei3=P2^6。 參考文獻(xiàn) 29 參考文獻(xiàn) [1] 高鵬 ， 史曉東 ， 王樂(lè)勇 ． 基于 DSP 的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [2] 胡雙 ,馬志云 ． .永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)建模研究 [J].電工技術(shù)雜志 ， :17～ 21 [3] 西巴依洛夫，洛奧斯，劉銳鄉(xiāng) ． 電機(jī)的數(shù)學(xué)摸擬 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [4] 施佩特，許實(shí)章，陶醒世 ． 電機(jī)：運(yùn)行理論導(dǎo)論 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [5] 許小戈 ． 直流電機(jī)的工作原理及常見(jiàn)故障分析 [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， ,2021 [6] 黃大明 ． 永磁直流電機(jī)的 EMI 抑制 [M]科學(xué)出版社 , :3～ 6 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wei1=P2^4。所以本次設(shè)計(jì)研究 PWM 調(diào)速的直流電機(jī)問(wèn)題值得大家思考，如何提高直流電機(jī)調(diào)速運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和精度都是以后必須改善的問(wèn)題。由于現(xiàn)代化步伐的加快，人們生活水平的不斷提高，對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)的需求也越來(lái)越高。 本次設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。本設(shè)計(jì)主要用的元器件有： AT89S51 單片機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298， LED 數(shù)碼管等。 經(jīng)過(guò)對(duì)硬件電路和軟件程序調(diào)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本次論文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)能按照 本次 的設(shè)計(jì)任務(wù)很好的完成任務(wù)，加速、減速、轉(zhuǎn)向等控制。 仿真演示 對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的顯示，為使用者提供更為直觀的界面。最后經(jīng)過(guò) 反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，調(diào)試系統(tǒng)的程序中的 BUG 最后保證系統(tǒng)按照 本次 設(shè)計(jì)好的程序進(jìn)行合理的工作。之后首先在電腦上安裝 keil 軟件把編寫好的程序在 keil 軟件中進(jìn)行編譯，生成 設(shè)計(jì) 需要的單片機(jī)的 HEX 文件， 然后用 Proteus 軟件仿真。重點(diǎn)研究了Proteus 的 ISIS 模塊。通過(guò) Proteus 軟件的使用能夠輕易的獲得一個(gè)功能齊全、實(shí)用方便的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室。 在次，進(jìn)行第三步的操作：新建一個(gè)程序的文件，并把文件保存成 .C 格式的文件，之后對(duì)文件進(jìn)行保存，并把文件添加到工程中，之后就可以在文件中編寫 本次設(shè)計(jì) 需要編寫的程序了。 其次。 圖 61 KEIL 軟件窗口圖 在上面簡(jiǎn)單介紹了一下 keil 軟件的特點(diǎn)功能后，下面要介紹如何使用 keil 軟件進(jìn)行程序的編寫，首先要在 keil 軟件中新建一個(gè)工程。如果對(duì)軟件操作熟練可以調(diào)高編寫程序的 效率。 第六章 系統(tǒng)調(diào)試 23 第六章 系統(tǒng)調(diào)試 本系統(tǒng)的編譯器 在進(jìn)行單片機(jī)程序編寫的時(shí)候 都 需要用到一款軟件就是 Keil 軟件， keil 軟件是當(dāng)前使用最廣泛和最多的單片機(jī)程序編寫和調(diào)試軟件。 } } 按鍵處理子程序流程圖 選用中斷方式，按下鍵的時(shí)候，單片機(jī) 腳發(fā)生一負(fù)跳 沿，反應(yīng)該中斷處理程序，實(shí)現(xiàn)延時(shí)去抖動(dòng)、鍵碼辨別、按鍵功能執(zhí)行。ctrl1=1。 } else if(model==0||model==2) { led1=1。 if(count=pwm)ctrl2=0。 led2=0。 else ctrl1=1。led2=1。 } if(model==1) { ctrl2=1。 TH0=0。 } if(count2==50) //1 秒 { count2=0。 if(count==40) { count=0。 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21 TL1=(65536500)%256。 開(kāi) 始初 始 化啟 停 鍵 按 下 ？開(kāi) 定 時(shí) 中 斷關(guān) 外 中 斷軟 件 延 時(shí)去 抖 動(dòng)開(kāi) 外 中 斷啟 動(dòng) 定 時(shí)等 待 中 斷啟 停 鍵 按 下 ？YNYN 20 PWM 脈寬控制 任何 脈沖周期 都能 由低電平持續(xù)時(shí)間系數(shù) DIAN1 以及 高電平持續(xù)時(shí)系 數(shù) DIAN0 構(gòu) 成， 在 本 次 設(shè)計(jì)中 使 用的脈沖頻率為 ，可得 6 5 5 3 610 =+ D I A ND I A N （ 51） 占空比為 )+ DI A N/( DI A N DI A N 100 （ 52） 因此要 完成 定頻調(diào)寬調(diào)速方式，只 要用 程序 改變 全局變量 DIAN0， DIAN1 的 數(shù) 值 即可 ，如圖 52 所示為 該子程序流程圖。對(duì)定時(shí)器置初值 8AD0H 可定時(shí)為 60ms。 HDIAN0 和LDIAN0 作為高電平延遲時(shí)間的存儲(chǔ)單元， HDIAN1 和 LDIAN1 作為低電平延遲時(shí)間的存儲(chǔ) 單元。 總電路 圖 411 為根據(jù)以上電路設(shè)計(jì)的總電路 圖 411 總電路 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 19 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序流程圖 主程序的主要的作用是負(fù)責(zé)調(diào)度各個(gè)子程序模塊，使之具有需要要求的整體的功能，主程序流程如圖 51 所示。數(shù)碼管第一位表示電機(jī)真反轉(zhuǎn)，“三”表示正轉(zhuǎn)，“ F”表示反轉(zhuǎn)。 18 圖 410 數(shù)碼管顯示電路 P24， P25， P26， P27 對(duì)應(yīng)連接單片機(jī)的引腳， 1， 2， 3， 4 接數(shù)碼管引腳。 如圖 49 為所用數(shù)碼管管腳圖： 圖 49 數(shù)碼管管腳圖 圖中 4 四個(gè)端口各自能當(dāng)做數(shù)碼管顯示的位置選擇， a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、p 作為數(shù)碼管的段落選擇。下面圖 48 所表示的就是數(shù)碼管顯示的原理圖： 圖 48 共陰數(shù)碼管原理圖 CS0、 CS CS CS3 各自作為四位一體數(shù)碼管的位選端，當(dāng)中間一個(gè)端口置于低電平時(shí)，則這一位數(shù)碼管就被選中；最后再回去設(shè)置段選端，段選端被 8 位數(shù)據(jù)線操控，當(dāng)一個(gè)端口處于高電平時(shí)則其所對(duì)應(yīng)的一段顯示。但是其顯示特性比靜態(tài)顯示差很多，通過(guò)二極管發(fā)光現(xiàn)象，讓 大家 感到仿佛每個(gè)數(shù)碼管在同時(shí)顯示，這就是動(dòng)態(tài)顯示。壞處是：每一個(gè)字形必須占用一個(gè)數(shù)碼管，每一個(gè)數(shù)碼管都必須 8 位 I/O 口來(lái)操控，所需電路非常復(fù)雜而且成本高。 靜態(tài)顯示原理是：任意數(shù)碼管全部由 8 個(gè)小型發(fā)光二極管組合而成，所以不同的二極管發(fā)光就顯示出不一樣的字符， 8 個(gè)發(fā)光二極管需要接一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)線來(lái)維持所需顯示字形，每次將送入一次字形碼的編碼后，就能永遠(yuǎn)保持顯示所需的字形，直到送入一個(gè)新的字形編碼為止。任意一位數(shù)碼管顯示都是由 8 個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的，根據(jù)不同的二極管發(fā)光，來(lái)顯 示出不同的數(shù)據(jù)。因?yàn)楸敬握撐脑O(shè)計(jì)電路中顯示的數(shù)據(jù)非常少，如果選液晶顯示那將有很多資源沒(méi)使用。 LED 顯示電路設(shè)計(jì) 四位一體數(shù)碼管顯示 要將數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示器中要經(jīng)過(guò)透明鎖存器的數(shù)據(jù)緩沖電路。其應(yīng)用電路如圖 47 所示。AT24C01A 的管腳功能如表 所示。 采 用 I2C 總線標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的單片機(jī)內(nèi)部不 單單具有 I2C 接口電路，還 能 把內(nèi)部的 每個(gè) 單元電路劃分為 單獨(dú) 的模塊，運(yùn)用軟件尋址的方式 完成 片選。 I2C 總線的數(shù)據(jù) 傳遞 速率在 正常標(biāo)準(zhǔn)的工作方式下 一般 為 100kbit/s 而在快速方式下最高傳 遞 速率 能 達(dá)到 400kbit/s。通常我們采用的掉電存儲(chǔ)芯片是AT24C01A 系列的存儲(chǔ)芯片，為了方便以后擴(kuò)展，在這里我們選用擁有有 16K 存儲(chǔ)空間的AT24C01A 芯片。 存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) 為了能將系統(tǒng)所設(shè)定的參數(shù)在系統(tǒng)掉電之后還能夠恢復(fù)， 所以 在設(shè)計(jì)時(shí)須考 慮如何來(lái)存儲(chǔ)這些特定的參數(shù)。選擇使用芯片可減少這一狀況發(fā)生。通過(guò)從 輸入信號(hào)， 輸入低電平與從 輸入低電平， 輸入信號(hào)分別完成電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)功能。結(jié)果表明，脈沖頻率在 15Hz 到 30Hz 時(shí)候?yàn)樽罴?。脈沖頻率能讓電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有一定影響，雖然脈沖頻率高時(shí)其連續(xù)性好，但導(dǎo)致其帶負(fù)載能力變差，在脈沖頻率低的時(shí)候跟上述相反。 三極管是種雙極性大功率高反壓晶體管 ，它大多數(shù)用作于功率開(kāi)關(guān)使用，而且三極管是一種擁有自關(guān)斷特點(diǎn)的全控型電力半導(dǎo)體器件，這一特性可以使各種變流電路的控制更加簡(jiǎn)單和靈活，線路組成大為簡(jiǎn)化。 圖中，四只 GTR 三極管分成兩組， 1VT 和 4VT 為一組， 2VT 和 3VT 為另外一組。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 本次設(shè)計(jì)電路使用的是以 H 橋電路作為功率放大電路以及大功率三極管為開(kāi)關(guān)元件組成的電路。這個(gè)問(wèn)題一般可通過(guò)調(diào)用子程序來(lái)解決，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)子程序時(shí)，調(diào)用幾回顯示子程序也能剛好達(dá)到消除抖動(dòng)的目的。所以，要在操作時(shí)有抖動(dòng)的考慮。正常按鍵在啟動(dòng)的剎那會(huì)有抖動(dòng)發(fā)生，就是簧片在被下壓會(huì)有細(xì)小的反彈，必須要過(guò)一定的時(shí)間才能完全碰到。任意單個(gè)按鍵必須使用一個(gè)輸入口線，所以當(dāng)按鍵數(shù)目大量時(shí)，必須要大量輸入口線所以形成的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這類鍵盤應(yīng)用于少量按鍵或者操作速度比較高的地方。 所以，只要檢驗(yàn)輸入線的電平狀態(tài)能夠很簡(jiǎn)單知道其中哪個(gè)按鍵被啟動(dòng)了。 圖 44 時(shí)鐘電路 鍵盤電路設(shè)計(jì) 獨(dú)立式按鍵就是 任意按鍵各不相關(guān)，任意一個(gè)按鍵都有一端接地，另一端連接到輸入線上。本設(shè)計(jì)采用12MHZ 晶振，外接 電容 C1 和 C2。 圖 42 單片機(jī)最小系統(tǒng) 第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 13 復(fù)位是單片機(jī)初始化操作，不僅可以正常工作時(shí)初始化，也可以在發(fā)生故障 時(shí)初始化，以擺脫困境，復(fù)位電路如圖 43 所示。 圖 41 硬件系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)框圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)一般包括晶振、復(fù)位電路和電源電路?？刂撇糠诌x用 C語(yǔ)言編程控制，AT89S51 芯片定時(shí)器產(chǎn)生 PWM 脈沖波形，由通過(guò)改變波形的寬度來(lái)操控 H 電路中的 GTR通斷時(shí)間，便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的控制。 12 第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 如下圖 41 所示為硬件電路設(shè)計(jì)框圖，硬件電路結(jié)構(gòu)初步假想由以下 6 部分組成：復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、輸入電路、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路和直流電機(jī)。本次采用 AT24C01A 芯片。 根據(jù)系統(tǒng)的具體要求，采用方案二作為系統(tǒng)的供電模塊。 方案一：通過(guò)電阻分壓方式依次把整流后的電壓降為控制芯片以及電機(jī)運(yùn)行所需電壓，此方案原理和硬件電路連接都較為 簡(jiǎn)單，但