【正文】 動(dòng)啟動(dòng)按鈕后。軟件采用定時(shí)中斷進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于主控單片機(jī)，其主要完成對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)輸出及對(duì)獨(dú)立按鍵掃描，另一片單片機(jī)通過(guò)外部中斷0對(duì)電機(jī)編碼輸出脈沖進(jìn)行采集，計(jì)數(shù)，并進(jìn)行計(jì)算，從而得到精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)速值，除此之外，該單片機(jī)還將計(jì)算得到的速度值進(jìn)行LCD顯示，同時(shí)控制著超速報(bào)警電路。 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)方案本設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為核心，以5個(gè)輕觸按鈕作為輸入達(dá)到控制直流電機(jī)的加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止。當(dāng)按動(dòng)按鈕后，執(zhí)行相應(yīng)的程序。軟件采用定時(shí)中斷進(jìn)行設(shè)計(jì)。在通電過(guò)程中，對(duì)通電單位時(shí)間t0的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并與存儲(chǔ)器的內(nèi)容進(jìn)行比較。改變M和的值，從而也就改變了占空比D。軟件延時(shí)法的基本思想是：首先求出占空比D= t1/T，再根據(jù)周期T分別給電機(jī)通電M個(gè)單位時(shí)間t0，所以M=t0/t1。這樣，我們可以通過(guò)設(shè)定不同的定時(shí)初值 ，從而改變占空比D=t1/T，進(jìn)而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。N隨著機(jī)型的不同而不同。我們可以明確定時(shí)器的定時(shí)初值與定時(shí)時(shí)間的關(guān)系。軟件方法為MCS一51系列典型產(chǎn)品AT89S52具有兩個(gè)定時(shí)器T0和T1。只要按一定規(guī)律，改變通、斷電的時(shí)間，即可讓電機(jī)轉(zhuǎn)速得到控制。通過(guò)改變直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比”來(lái)改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。T 圖1 直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線 圖2 電樞電壓“占空比”與平均電壓關(guān)系 PWM基本原理及其實(shí)現(xiàn)方法PWM是通過(guò)控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn)而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。當(dāng)我們平滑調(diào)節(jié)他勵(lì)直流電機(jī)電樞兩端電壓時(shí)，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速。理想空載轉(zhuǎn)速隨電樞電壓升降而發(fā)生相應(yīng)的升降變化。N和Rad時(shí)，可以得到不同的轉(zhuǎn)速n，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的調(diào)節(jié)。N—— 額定電樞電壓、額定磁通量；Ke,Kt－－與電機(jī)有關(guān)的常數(shù)；Rad,Ra——電樞外加電阻、電樞內(nèi)電阻；n0, n ——理想空載轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速降。不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)機(jī)械特性曲線有所不同。2 基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求對(duì)基于MCS51系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，能夠在不同的按鈕作用下分別實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的停止、加速、減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)控制；能夠?qū)崿F(xiàn)基于MCS51系列單片機(jī)的直流電機(jī)PWM的調(diào)速設(shè)計(jì)。又由于交流調(diào)速在當(dāng)時(shí)尚未解決好調(diào)速控制問(wèn)題，調(diào)速范圍不大，控制精度低，快速性差等性能指標(biāo)不滿足生產(chǎn)工藝的要求，所以當(dāng)時(shí)大量使用的是直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，尤其是直流無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，它具有調(diào)速性能好，范圍寬，動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn)，特別是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，雖然隨著控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)的的發(fā)展，制造工藝技術(shù)的提高，大量出現(xiàn)交流調(diào)速的傳動(dòng)系統(tǒng)，但直流傳動(dòng)所具有的優(yōu)點(diǎn)特征，至今仍大量廣泛地使用直流調(diào)速。為了使系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)測(cè)量電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，并顯示出來(lái)，并對(duì)電機(jī)進(jìn)行PID轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使其轉(zhuǎn)速趨近于設(shè)定值?；趩纹瑱C(jī)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)摘要：本設(shè)計(jì)以單片機(jī)AT89S52為核心，以小型直流電機(jī)為對(duì)象，通過(guò)5個(gè)按鍵，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的啟動(dòng)，速度和方向的控制，并通過(guò)液晶LCD1602顯示出來(lái)。對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行速度測(cè)量的原理，采用了PWM技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)占空比的計(jì)算達(dá)到精確調(diào)速的目的。關(guān)鍵詞：AT89S52 ；直流電機(jī)；PWM；L298N；LCD16021 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)生活產(chǎn)品的需求要不斷趨向多樣化，這就要求生產(chǎn)設(shè)備必須具有良好的動(dòng)態(tài)性能，在不同的時(shí)候進(jìn)行不同的操作，完成不同的任務(wù)。特別是大型的鋼鐵行業(yè)和材料生產(chǎn)行業(yè)，為達(dá)到很高的控制精度，速度的穩(wěn)定性，調(diào)速范圍等國(guó)產(chǎn)直流電機(jī)簡(jiǎn)介為了滿足各行業(yè)按不同運(yùn)行條件對(duì)電動(dòng)機(jī)提出的要求，將直流電機(jī)制造成不同型號(hào)的系列。因此實(shí)現(xiàn)直流無(wú)級(jí)調(diào)速對(duì)我們社會(huì)生產(chǎn)和生活有著重大的意義。 直流電機(jī)調(diào)速分析 直流電機(jī)調(diào)速原理根據(jù)勵(lì)磁方式不同，直流電機(jī)分為自勵(lì)和他勵(lì)兩種類型。對(duì)于直流電機(jī)來(lái)說(shuō)，人為機(jī)械特性方程式為： (1)注：（式中UN, 216。）分析(1)式可得．當(dāng)分別改變UN、216。如圖1,圖2所示。不同電樞電壓的機(jī)械特性曲線相互平行，說(shuō)明硬度不隨電樞電壓的變化而改變，電機(jī)帶負(fù)載能力恒定?；谝陨咸匦?，改變電樞電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)速度調(diào)節(jié)的方法被廣泛采用。在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的長(zhǎng)短。在脈沖作用下，當(dāng)電機(jī)通電時(shí)，速度增加；電機(jī)斷電時(shí)，速度逐漸減少。PWM信號(hào)的產(chǎn)生通常有兩種方法：一種是軟件的方法；另一種是硬件的方法。通過(guò)控制定時(shí)器初值T0和T1，從而可以實(shí)現(xiàn)從S52的任意輸出口輸出不同占空比的脈沖波形。如果單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為f，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器為N位，則定時(shí)器初值與定時(shí)時(shí)間的關(guān)系為: （2）式中，Tw—— 定時(shí)器定時(shí)初值；N—— 一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)鐘數(shù)。在應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的機(jī)型給出相應(yīng)的值?？刂瞥绦虻脑O(shè)計(jì)有兩種方法：軟件延時(shí)法和計(jì)數(shù)法。然后，再斷電個(gè)單位時(shí)間，所=t2/t1 。計(jì)數(shù)法的基本思想是：當(dāng)單位延時(shí)個(gè)數(shù)M求出之后，將其作為給定值存放在某存儲(chǔ)單元中。若不相等，則繼續(xù)輸出控制脈沖，直到計(jì)數(shù)值與給定值相等，使電機(jī)斷電。單片機(jī)上電后，系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。根據(jù)不同的加、減速按鈕，進(jìn)而控制電壓的大小來(lái)決定直流電機(jī)轉(zhuǎn)速。又因考慮到外部中斷0（INT0）脈沖信號(hào)對(duì)定時(shí)器中斷的嚴(yán)重影響、使得控速不精確，可以采用單獨(dú)的計(jì)數(shù)電路，但普通的數(shù)字電路搭成的計(jì)數(shù)器不僅成本高，而且外圍電路復(fù)雜，故采用了另外一片51單片機(jī)作為“協(xié)控”（即協(xié)助控制）。控制原理：AT89S52單片機(jī)為核心的直流電機(jī)控制系統(tǒng)控制，由軟件轉(zhuǎn)換成PWM 信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路輸出給電機(jī)，從而控制電機(jī)得電與失電。單片機(jī)上電后，系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。根據(jù)不同的加減速按鈕，進(jìn)而控制電壓的大小。 硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)主控單片機(jī)接口，如圖3，~，在軟件中通過(guò)不斷查詢的方式進(jìn)行掃描，、P2。測(cè)速單片機(jī)接口, 如圖4，（外部中斷0）接入單片機(jī)，在單片機(jī)內(nèi)部通過(guò)中斷次