【正文】 近似為零 。如此反復(fù)循環(huán)，電機(jī)兩端的電壓波形如圖 441(b)所示 。好象是電源電壓 E在一段時間 ( ont?? )內(nèi)被斬斷后形成的，故稱斬斷器 。電機(jī)得到的平均電壓為 ????? ?/ond tV 式中， T 為開關(guān)元件的開關(guān)周期； ont 為開關(guān)元件開通時間； ?? /ont? 為開關(guān)占空比 。這種在開關(guān)元件頻率不變的條件下，通過改變開關(guān)的導(dǎo)通時間來控制平均輸出電壓大小的方法稱為脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 。 電機(jī)驅(qū)動的軟件設(shè)計 PWM （ Pulse Width Modulation） 控制方式就是對逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可以改變輸出頻率。 PWM 驅(qū)動裝置是利用大功 率晶體管的開關(guān)特性來調(diào)制固定電壓的直流電源，按一個固定的頻率來接通和斷開，并根據(jù)需要來改變一個周期內(nèi)“接通”與“斷開”時間的長短，通過改變直流伺服電機(jī)電樞電壓的占空比來改變平均電壓的大小，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 在此設(shè)計中采用脈寬調(diào)制 (PWM )的方式控制電機(jī)，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速 dV 由驅(qū)動脈沖的寬度決定： dd VVDV ????? 100m a x式中 D= t/T 稱為占空比， N 為脈寬長度， maxV 為電機(jī)的最高速度 。 D 越大 dV 就越高；反之則反 ．直流電機(jī)的調(diào)速過程是，讓它啟動一段時間，然后切斷電源，電機(jī)因慣性而降速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到一定限度時，電源再次接通，電機(jī)因此再加速 。不斷的給電樞兩端送入脈沖電壓就可以 使電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制在指的速度范圍內(nèi) 。 系統(tǒng)中 PWM 脈沖頻率就由 接通的時間 決定，而占空比即為 接通時間與總時間的比值。 如果要使電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，即得到一個比較低的 PWM脈寬輸出值， 可以減少 接通時間 的值；要使電機(jī)轉(zhuǎn)速增加 ， 即得到一個更高的 PWM 的輸出值，可以增加 接通時間 的值。在程序中可以 通過中斷 重新設(shè)定接通時間 的 值 來 改 變 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 。 程序入口參數(shù)： RO 為步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)數(shù)寄存器； PSW 中 為步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向的方向標(biāo)志位， =0 正轉(zhuǎn)， =1 反轉(zhuǎn)。 70H73H 為時間計數(shù)單元，采用十進(jìn)制 BCD 碼計數(shù)，最大記錄時間為 59 分 59 秒。初始化程序主要是完成70H76H、 20H23H 等單元的清 0，設(shè)置 T1 為 16 位定事模式，開放 T外中斷 0和外中斷 1的中斷等。主程序則主要是完成初始化工作，設(shè)定小車的初始運(yùn)行狀 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊設(shè)計 16 態(tài)，最后循環(huán)調(diào)用顯示程序。 外中斷 0 任務(wù)是根據(jù)小車到達(dá)黑線的 位置控制小車的運(yùn)行狀態(tài)，從而 顯示小車速度的狀態(tài)信息。外中斷 0服務(wù)程序是用作跑道處理， 23H 作跑道計數(shù)器。 為了標(biāo)志是終點停車還是起點停車，用位地址 30H（即 位）的位值作為判斷標(biāo)志。設(shè)跑道的初始計數(shù)單元是 23H，先對黑線道計數(shù)器單元 23H 清零 [13]。 流程圖如下 圖 46: 圖 44 黑線檢測流程圖 中斷 0 開始 跑道數(shù)加 1 第 6 條？ 第 3 條？ 第 5 條？ 第 2， 4條？ 延時 7ms 中斷返回 慢車 停止 慢車 快車 N N N N Y Y Y Y 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊設(shè)計 17 ，其跑道計數(shù)器 23H 就加 1，產(chǎn)生中斷對跑道計數(shù)器 23H 進(jìn)行讀數(shù)看是否為 1，是 1的時候則對電 機(jī)進(jìn)行控制，使小車開始行走，置前進(jìn)狀態(tài)。 ，跑道計數(shù)器 23H 數(shù)又加 1，此時小車進(jìn)入快速區(qū)，單片機(jī)通過接口 控制發(fā)光二極管，使其發(fā)出綠光。產(chǎn)生中斷對跑道計數(shù)器 23H 讀數(shù)看是否為 2，是 2 的時候調(diào)用快車子程序?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行控，對電機(jī)進(jìn)行正相驅(qū)動約 50ms，使其加速，改供高電壓，使電機(jī)快速轉(zhuǎn)動。 ，跑道計數(shù)器 23H 數(shù)加 1，小車進(jìn)入慢速區(qū)，單片機(jī)通過接口 對發(fā)光二極管進(jìn)行控制，使其發(fā)出黃光。產(chǎn)生中斷對跑道計數(shù)器 23H 讀數(shù)看是否為 3，是 3 的時候則調(diào)用慢車子程序 對其控制，先對電機(jī)進(jìn)行反相驅(qū)動約 150ms，使其剎車，然后改供低電壓，使電機(jī)慢速轉(zhuǎn)動。 ，跑道計數(shù)器 23H 又加 1，小車又進(jìn)入加速區(qū)，發(fā)光二極管又亮綠燈。產(chǎn)生中斷對跑道計數(shù)器 23H 讀數(shù)看是否為 4，是 4的時候則對電機(jī)進(jìn)行控制，又對電機(jī)進(jìn)行正相驅(qū)動約 50ms，使其加速，改供高電壓，使電機(jī)快速轉(zhuǎn)動。 ，跑道計數(shù)器 23H 又加 1，小車進(jìn)入慢速區(qū)，又亮黃燈，產(chǎn)生中斷對跑道計數(shù)器 23H 讀數(shù)看是否為 5，是 5時對其控制，對電機(jī)進(jìn)行反相驅(qū)動約 150ms，使其剎車，然后改供低電壓 ，使電機(jī)慢速轉(zhuǎn)動。 ，跑道計數(shù)器 23H 又加 1，小車停車時單片機(jī)通過 接口控制發(fā)光二極管，使其亮紅燈。產(chǎn)生中斷對跑道計數(shù)器 23H 讀數(shù)看是否為 6，是 6的時候，則小車停車。當(dāng)小車停車時，在反相驅(qū)動剎車后關(guān)電機(jī)電源，然后延時 10s，對 30H 位取反，以判斷是中途停車還是起點停車。若是起點停車，計時單元清零。最后，設(shè)小車為初始運(yùn)動狀態(tài)。 程序如下： 外中斷 0服務(wù)程序，用作跑道位置處理 23H做跑道計數(shù)器 ： ORG 0000H LJMP START ORG 0003H LJMP INTEX0 ORG 000BH RETI ORG 0013H LJMP INTEX1 ORG 001BH 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊設(shè)計 18 LJMP INTT1 ORG 0023H RETI ORG 002BH RETI INTEX0: PUSH ACC PUSH PSW CLR EX0 LCALL DISP JB , IN0RET INC 23H MOV A, 23H CJNE A, 06H, JUDGE1 LCALL STOP LJMP IN0RET JUDGE1: CJNE A, 03H, JUDGE2 LCALL STOPSLOW LJMP IN0RET JUDGE2: CJNE A, 04H, JUDGE3 LCALL FAST LJMP IN0RET JUDGE3: CJNE A, 05H, IN0RET LCALL STOPSLOW IN0RET: CLR IE0 POP PSW POP ACC LCALL DL7MS SETB EX0 RETI 慢車控制子程序： STOPSLOW: CLR CPL CPL LCALL DS50MS LCALL DS50MS LCALL DS50MS 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊設(shè)計 19 CPL CPL SETB RET 快車控制子程序： FAST: CLR SETB RET 停車 控制程序： STOP: MOV 23H, 00H CPL CPL LCALL DS50MS LCALL DS50MS SETB SETB PT1 LCALL DS10S CLR PT1 SETB CLR CLR CPL 30H JB 30H, STREN LCALL CLR00 STREN: RET 行駛狀態(tài)信息設(shè)計 電動小車共有三種狀態(tài)：停止?fàn)顟B(tài)、加速狀態(tài)和限速狀態(tài)。因此，我們用了三個不同顏色的發(fā)光二極管來顯示小車正處在何種狀態(tài)種，紅色表示停止?fàn)顟B(tài)，綠色表示加速狀態(tài)，黃色表示限速，分別接入單片機(jī)的 、 、 如下圖。接入了這三個發(fā)光二極管后，不但小車的運(yùn)行狀態(tài)能夠更好的表現(xiàn)出來，更重要的是，在軟件調(diào)試中，這三個發(fā)光二極管可以給我們很大的參照，可以提示我們程序運(yùn)行到什么位置，是否按照要求輸出快速的 PWM 波形或者是慢速 PWM波形 [3]。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊設(shè)計 20 30pFC230pFC312MHXTAL1KR1+5V+12345678RESET91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40AT89C5122uFC11KR61KR81KR7D1紅D2黃D3綠+5V 圖 45 小車狀態(tài)顯示電路圖 信號 檢測 模 塊 設(shè)計 本系統(tǒng)利用紅外反射式檢測器對黑色或白色在敏感反應(yīng)的特性，可完成數(shù)據(jù)的采集，圖 4