【正文】 號： 指導(dǎo)老師： 單片機原理課程設(shè)計任務(wù)書班級：自動化07 姓名： 指導(dǎo)教師：曹利鋼 2010年6月7日設(shè)計題目：基于單片機的直流電機轉(zhuǎn)速PID控制系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計任務(wù)和要求：10％～90％，其中為電機額定轉(zhuǎn)速：177。5r/min。硬件電路主要由六部分構(gòu)成：PID控制電路、復(fù)位電路、鍵盤電路、顯示電路、串行通信電路以及溫度檢測電路。一號單片機定時器采用的是定時器0工作在方式2定時，用于實現(xiàn)一定時間的計時，定時時間為10ms。鍵盤可實現(xiàn)對直流電機轉(zhuǎn)速的設(shè)定及啟動的操作。在該設(shè)計中還用到定時器1工作在方式2用來產(chǎn)生9600的波特率，用在兩片單片機之間串行傳送數(shù)據(jù)。 一號單片機轉(zhuǎn)速顯示 當(dāng)電機轉(zhuǎn)動時，顯示部分可以把電機的設(shè)定轉(zhuǎn)速或者是通過通信由溫度計算的轉(zhuǎn)速顯示出來，同時在右側(cè)部分顯示電機當(dāng)下的轉(zhuǎn)速。 溫度測量溫度測量有專門的芯片DS18B20。GND 為接地線，DQ 為數(shù)據(jù)輸入輸出接口， 通過一個較弱的上拉電阻與單片機相連。當(dāng) DSI8B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。單片機可通過單線接口讀 到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 0．062 5℃／LSB 形式表示。P0、P1口不斷掃描按鍵的行和列從而計算出所選擇的數(shù)值，進而執(zhí)行相關(guān)的程序。 直流電機驅(qū)動部分一號單片機根據(jù)端口采集到的電機的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過PID計算，通過另一端口發(fā)送PWM波，從而使電機改變轉(zhuǎn)速。 按鍵電路設(shè)計根據(jù)功能需要，本控制電路需要設(shè)置一下功能鍵：按鍵設(shè)定轉(zhuǎn)速。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時，所有的輸入端都是高電平，代表無鍵按下。 按鍵電路。設(shè)定過程中數(shù)值依次左移，實現(xiàn)百十個位的設(shè)定。 清除鍵：清除已經(jīng)設(shè)定的轉(zhuǎn)速值。 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機的初始化操作，以便使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。 復(fù)位后，PC內(nèi)容初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。RST端的外部復(fù)位電路有兩種操作方式：上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位。本設(shè)計用的是按鍵電平復(fù)位時相當(dāng)于RST端接高電平。電路為上電復(fù)位電路，它是利用電容充電來實現(xiàn)的。只要保證RESET為高電平的時間大于兩個機器周期，便能正常復(fù)位。本設(shè)計中使用LED數(shù)碼管顯示電機的設(shè)定和實際轉(zhuǎn)速以及溫度值。系統(tǒng)設(shè)置了一路溫度檢測在該系統(tǒng)中。在AT89S51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進行二分頻之后，才成為單片機的時鐘脈沖信號。PWM（Pulse Width Modulation）控制技術(shù)就是對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術(shù)，即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效的獲得所需要的波形（含形狀和幅值）；面積等效原理是PWM技術(shù)的重要基礎(chǔ)理論；一種典型的PWM控制波形SPWM：脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形稱為SPWM波。 報警電路。sbit p26=P2^6。uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f }。uint shu[6]={1,2,3,4,5,6}。uint count,miaoshu,sv,k=0,k2=0,sv1,sv2。int rk,yk,uk,uk_1=0,ek,ek_1=0,ek_2=0。 //PID參數(shù)其值經(jīng)反復(fù)調(diào)試得來uchar data buf[4]={0,1,1,1}。 for(x=z。x) for(y=110。y)。 shu[0]=a/100。 shu[2]=a%10。 shu[4]=b%100/10。 for(i=0。i++) { P2=chose[i]。 delay(5)。 //每過250ust tt 加一 if(tt==40) //計滿40 次（1/100 秒）時 { tt=0。 if(sec==10) // 秒，在從零開始計時 { sec=0。 //對TH0 TL0 賦值 TL0=0x06。 count=0。 }/**********************************************************************************/接收來自另一個單片機的中斷并放入一個數(shù)組中以便在顯示函數(shù)中方便調(diào)用此數(shù)據(jù)，其中加了容錯程序，通過一個特殊字符’11’,來區(qū)別哪一個是三位數(shù)的百位，十位，個位。 if(RI==1) {g=SBUF。 buf[m]=g。 if(m==4) m=0。 //REN=1。 bai=sv1%100/10。 ge=num。 k2=sv1。 for(i=0。i++) //求出按鍵值 { P1=~chose[i]。 temp=tempamp。 if(temp!=0xf0) { hang=i。 else if(temp==0xd0) lie=2。 else if(temp==0x70) lie=4。 } } shu=hang*4+lie。break。break。 break。break。 break。break。break。break。break。break。/*flag1++*/。 case 12: sv1=0。flag=0。break。 break。 } while(temp!=0xf0) //放鍵檢測 { temp=P1。0xf0。i10。 }}//按鍵檢測程序void keyscan(){ uchar temp。 temp=P1。0xf0。 //消除抖動 P1=0xf0。 temp=tempamp。 if(temp!=0xf0) key()。if(p26==0)//低電平時正常顯示設(shè)定值sv=sv1。 // if(n==0)// sv=k。 uk=uk_1+q0*ek+q1*ek_1+q2*ek_2。 ek_1=ek。 if(uk501) uk=501。 //限定輸出下限}/**********************************************************************************/主函數(shù)：初始化定時器、進行順序的子程序執(zhí)行/**********************************************************************************/main(){ q0=Kp*(1+T/Ti+Td/T)。 q2=Kp*Td/T。 EX0=1。 IP=0X00。 //定時器T0工作在方式2 自動重裝方式,計數(shù)器T1工作在方式2 自動重裝方式 TH0=0x06。 TH1=0XFC。 TR0=1。 //允許T0 產(chǎn)生中斷 TR1=1。 EA=1。 EA=1。 sec=0。 //MODER1,REN=1。 miaoshu=0。count=0。 flag=0。 jieshou()。 if(flag1==1) {// uint i。 if(ek100) { p34=1。 delay(uk/10)。 p34=0。