畢業(yè)設(shè)計（論文）基于AT89S52單片機的電機直流調(diào)速硬件設(shè)計

1、攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 摘 要攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）電機直流調(diào)速硬件設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 院 （系）： 年級專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 助理指導(dǎo)教師： 摘 要直流調(diào)速系統(tǒng)目前已被廣泛地應(yīng)用于自動控制要求較高的各種生產(chǎn)部門，理想的直流電機調(diào)速系統(tǒng)響應(yīng)速度快，超調(diào)量小，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，并具有很強的抗干擾能力。該實驗中搭建了基于at89s52單片機的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，利用pwm信號改變電動機電樞電壓，并由軟件完成轉(zhuǎn)速單閉環(huán)pi控制，旨在實現(xiàn)直流電動機的平滑調(diào)速，電動機升速、降速及反轉(zhuǎn)等功能并對pi控制原理及其參數(shù)的確定進行更深的理解。關(guān)鍵字：直流電機， at89s52，pwm，調(diào)速，數(shù)字式3

2、7攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 abstractabstractthe dc motor is a widely used machine in various occasions the speed regulating system is used to satisfy the requirement that the speed of dc motor be controlled over a range in some applications. in this experiment the digital close-loop control system is based on at89

3、s52.it used pi regulator and pwm to regulate the speed of dc motor. the method of speed regulating of dc motor is discussed in this paper and, make a deep understanding about pi regulator. according to experiment the armature voltage can be controlled linearity with regulating the 8 bit pwm so the d

4、c motor can accelerate or decelerate or reverse in experiment, hall component is used as a detector and feed back the speed .the expecting speed can be given by key-press with using the pi regulator the dc motor will have a stable speed in ten seconds when choose p value as 0.8 and i value as 0.01.

5、at last the experiment shows that the speed regulating system can work as expected.key words: dc motor, at89s52, pwm, speed regulating digital攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 目 錄目 錄摘 要iabstractii1 緒論11.1直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展概況11.2 國內(nèi)外發(fā)展概況21.2.1 國內(nèi)發(fā)展概況21.2.2 國外發(fā)展概況21.2.3 總結(jié)31.3 本課題研究目的及意義31.4 論文主要研究內(nèi)容32 電動機直流調(diào)速工作原理52.1 電機調(diào)速方法及原理52.1.

6、1 改變電樞回路電阻52.1.2 改變勵磁磁通52.1.3 改變電樞供電電壓u62.2直流電機pwm(脈寬調(diào)制)調(diào)速工作原理72.3 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理92.3.1 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成102.3.2 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性112.3.3 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)系統(tǒng)的基本特征142.3.4轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)系統(tǒng)的缺點152.4 采用積分和比例積分調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)162.5 數(shù)字式轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)系統(tǒng)原理172.5.1原理框圖172.5.2 數(shù)字式pi調(diào)節(jié)器設(shè)計原理183電動機直流調(diào)速器硬件設(shè)計193.1系統(tǒng)硬件組成部分和框圖193.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計193.

7、2.1 at89s52單片機193.2.2直流電機控制電路233.2.4 單片機按鍵和接線電路253.2.5 電源電路253.2.6轉(zhuǎn)速檢測反饋電路263.3 硬件設(shè)計總結(jié)274 運行結(jié)果及討論284.1 實驗條件及運行結(jié)果284.1.1 開環(huán)系統(tǒng)運行結(jié)果284.1.2 單閉環(huán)系統(tǒng)運行結(jié)果284.2 結(jié)果分析及討論284.3 實驗中遇到的問題及討論28結(jié)論30參考文獻31附圖1電動機直流調(diào)速器硬件設(shè)計電路圖32附圖2 直流電動機調(diào)速器硬件實物圖34致 謝36攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 1 緒 論1 緒 論1.1直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展概況在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)過程中，幾乎無處不使用電力傳動裝置，生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品

8、質(zhì)量的要求不斷提高和產(chǎn)量的增長使得越來越多的生產(chǎn)機械要求能實現(xiàn)自動調(diào)速。對可調(diào)速的傳動系統(tǒng)，可分為直流調(diào)速和交流調(diào)速。直流電動機具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑，方便，易于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，過載能力大，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實現(xiàn)頻繁地?zé)o級快速起制動和反轉(zhuǎn)，能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)中各種不同的特殊運行要求，至今在金屬切屑機床，造紙機等需要高性能可控電力拖動的領(lǐng)域仍有廣泛的應(yīng)用，到目前為止仍是調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。最初的直流調(diào)速系統(tǒng)是采用恒定的直流電壓向直流電動機電樞供電，通過改變電樞回路中的電阻來實現(xiàn)調(diào)速。這種方法簡單易行，設(shè)備制造方便，價格低廉。但缺點是效率低，機械特性軟，不能在較寬的范圍內(nèi)平滑

9、調(diào)速，所以目前極少采用。30年代末，出現(xiàn)了發(fā)電機-電動機配合采用磁放大器，電機擴大機，閘流管等控制器件，可獲得優(yōu)良的調(diào)速性能。如有較寬的調(diào)速范圍，較小的轉(zhuǎn)速變化率和調(diào)速平滑等，特別是當(dāng)電動機軸的飛輪慣量反饋給電網(wǎng)，這樣，一方面可得到平滑的制動特性；另一方面又可減少能量的損耗，提高效率。但發(fā)電機-電動機調(diào)速系統(tǒng)的主要缺點是需要增加兩臺與調(diào)速電動機相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機和一些輔助設(shè)備，因而體積大，費用高，效率低，安裝需有地基，運行有噪聲，維修困難等。 直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展得力于微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、永磁材料技術(shù)、自動控制技術(shù)和微機應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展成就。正是這些技術(shù)的進步使直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生翻

10、天覆地的變化。其中電機的控制部分已經(jīng)由模擬控制逐漸讓位于以單片機為主的微處理器控制，形成數(shù)字與模擬的混合控制系統(tǒng)和純數(shù)字控制系統(tǒng)，并正向全數(shù)字控制方向快速發(fā)展。電動機的驅(qū)動部分所用的功率器件亦經(jīng)歷了幾次更新?lián)Q代。目前開關(guān)速度更快、控制更容易的全控型功率器件mosfet和igbt成為主流。功率器件控制條件的變化和微電子技術(shù)的使用也使新型的電動機控制方法能夠得到實現(xiàn)。脈寬調(diào)制控制方法在直流調(diào)速中獲得了廣泛的應(yīng)用。目前，電機調(diào)速控制模塊主要有以下三種：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整直流電機的分壓，從而達到調(diào)速的目的；采用繼電器對直流電機的開或關(guān)進行控制，通過開關(guān)的切換對電機的速度進行調(diào)整；采用由igb

11、t管組成的h型pwm電路。用單片機控制igbt管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速。1.2 國內(nèi)外發(fā)展概況單片機的功能不斷加強，運算速度不斷提高，價格降低且可靠性增強，數(shù)字控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，給電力拖動自動控制系統(tǒng)增添了新的技術(shù)手段，數(shù)字控制可由通用的單片微型計算機來實現(xiàn)，單片微型計算機除完成數(shù)字運算外，還可以實現(xiàn)像其他各種特殊的控制規(guī)律，可以存儲和計算不同條件下的速度設(shè)定值及變化規(guī)律，可兼對各種工藝參數(shù)進行檢測、顯示、越限報警打印報表等，通過分時采樣還可以用一臺計算機控制多臺調(diào)速裝置，這些技術(shù)特點為直流調(diào)速控制器由模擬向數(shù)字化發(fā)展提供了契機，且全數(shù)字化控制系統(tǒng)的控制規(guī)律主要由

12、軟件實現(xiàn)，只需配備少量的接口電路就能形成一個完整的控制系統(tǒng)，其硬件結(jié)構(gòu)簡單，可以通過容易更改的軟件來實現(xiàn)不同的控制規(guī)律。數(shù)字化系統(tǒng)除了能實現(xiàn)系統(tǒng)的控制外，還能實現(xiàn)系統(tǒng)的保護診斷和自檢功能，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高。操作維護方便，使得電動機穩(wěn)態(tài)運行時精度可達較高水平，靜動態(tài)各項指標(biāo)性能均能較好地滿足工業(yè)生產(chǎn)中高性能電氣傳動的要求。此外，數(shù)字化是控制系統(tǒng)向集成化，小型化，智能化方向發(fā)展，因此電動機調(diào)速控制裝置采用以單片機為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)，是電氣傳動發(fā)展的主要方向之一。1.2.1 國內(nèi)發(fā)展概況我國從六十年代初試制成功第一只硅晶閘管以來，晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)開始得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。用于中、小功率的

13、 0.4200kw晶閘管直流調(diào)速裝置已作為標(biāo)準(zhǔn)化、系列化通用產(chǎn)品批量生產(chǎn)。用于大功率的2000kw系列產(chǎn)品也開始在某些大型軋機上試用。晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)在我國國民經(jīng)濟各部門得到廣泛的應(yīng)用。目前，全國各大專院校、科研單位和廠家都在進行數(shù)字式直流調(diào)速系統(tǒng)的開發(fā)，提出了許多關(guān)于直流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法：直流電動機及直流調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)辯識的方法。直流電動機調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)?？刂品椒?。單神經(jīng)元自適應(yīng)智能控制的方法。模糊控制方法。上訴的控制方法僅是直流電機調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用和研究的一個側(cè)面，國內(nèi)外還有許多學(xué)者對此進行了不同程度的研究。1.2.2 國外發(fā)展概況目前，國外主要的電氣公司，如瑞典abb公司，德國西門子

14、公司、aeg公司，日本三菱公司、東芝公司、美國ge公司等，均已開發(fā)出數(shù)字式直流調(diào)裝置，有成熟的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模板化的應(yīng)用產(chǎn)品供選用。如西門子公司生產(chǎn)的simoreg-k 6ra24 系列整流裝置為三相交流電源直接供電的全數(shù)字控制裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，用于直流電機電樞和勵磁供電，完成調(diào)速任務(wù)。設(shè)計電流范圍為15a至1200a，并可通過并聯(lián)sitor可控硅單元進行擴展。根據(jù)不同的應(yīng)用場合，可選擇單象限或四象限運行的裝置，裝置本身帶有參數(shù)設(shè)定單元，不需要其它任何附加設(shè)備便可以完成參數(shù)設(shè)定。所有控制調(diào)節(jié)監(jiān)控及附加功能都由微處理器來實現(xiàn)，可選擇給定值和反饋值為數(shù)字量或模擬量。1.2.3 總結(jié)隨著生產(chǎn)技術(shù)的

15、發(fā)展，對直流電氣傳動在起制動、正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度、調(diào)速范圍、靜態(tài)特性、動態(tài)響應(yīng)等方面都提出了更高的要求，這就要求大量使用直流調(diào)速系統(tǒng)。因此人們對直流調(diào)速系統(tǒng)的研究將會更深一步。1.3 本課題研究目的及意義 現(xiàn)代社會中，電能是使用最廣泛的一種能源。在電能的生產(chǎn)和使用等方面，電機起著重要的作用。直流電機將電能轉(zhuǎn)換為機械能，用來驅(qū)動各種用途的生產(chǎn)機械。機械制造工業(yè)，冶金工業(yè)，煤炭工業(yè)，石油工業(yè)，輕紡工業(yè)，化學(xué)工業(yè)，及其他各工礦企業(yè)中，廣泛地應(yīng)用各種直流電動機。例如用電動機拖動各種機床，軋鋼機，電鏟，卷揚機，紡織機，造紙機等生產(chǎn)機械。在交通運輸中，鐵道機車和城市電車的拖動；在農(nóng)業(yè)方面電力排灌設(shè)備，打谷

16、機等都由電機拖動。在國防、文教、醫(yī)療及日常生活中也廣泛應(yīng)用各種小功率的電機。許多生產(chǎn)機械，如礦井卷揚機，可逆軋鋼機等，使用中要求傳動電機既能正轉(zhuǎn)又能快速反轉(zhuǎn)，還要求進行快速的減速與停車。所以電機的調(diào)速系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。近三十年來，由于大功率電力電子器件以及微電子技術(shù)，微型計算機技術(shù)的一系列進展促進了直流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)生產(chǎn)許多種直流調(diào)速系統(tǒng)，不僅生產(chǎn)機械的性能，而且節(jié)省了大量電能長期以來，直流電動機一直占據(jù)著調(diào)速控制的統(tǒng)治地位。由于它具有良好的線性調(diào)速特性，簡單的控制性能，高效率，優(yōu)異的動態(tài)特性，現(xiàn)在仍是大多數(shù)調(diào)速控制電動機的最優(yōu)選擇。因此研究直流電機的速度控制，有著非常重要的意義。

17、1.4 論文主要研究內(nèi)容 本課題的研究對象為直流電動機，對其轉(zhuǎn)速進行控制?；舅枷胧峭ㄟ^單片機自帶的pwm口，連接驅(qū)動電路，通過輸出的信號調(diào)整pwm的占空比，從而控制直流電機的電樞電壓達到控制轉(zhuǎn)速的目的?？刂葡到y(tǒng)硬件設(shè)計為：以單片機為核心，驅(qū)動電路為主要執(zhí)行部件，由轉(zhuǎn)速環(huán)、顯示器、控制按鍵組成。具體內(nèi)容：介紹直流電機調(diào)速的工作原理。進行以單片機為控制核心的電機數(shù)組控制系統(tǒng)的應(yīng)硬件設(shè)計。進行分析，并有實驗得到相關(guān)參數(shù)?？偨Y(jié)。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 2 電動機直流調(diào)速工作原理2 電動機直流調(diào)速工作原理2.1 電機調(diào)速方法及原理 由直流電機的工作特性和運行原理得 式 (2.1) 式(2.2 )把式（

18、2.1）代入式（2.2），可得 式（2.3）由式（2.3）得：要改變直流電機的轉(zhuǎn)速可以通過改變電樞供電電壓u；改變電樞回路電阻r；改變勵磁磁通三種不同的方式。2.1.1 改變電樞回路電阻在電壓u和磁通不變的條件下，增大電樞回路的電阻為。這時，理想空載轉(zhuǎn)速，而機械特性的斜率增大。當(dāng)r4r3r2r1時對應(yīng)的機械特性曲線如圖2.1中的曲線4,3,2,1.如果電動機帶的是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如圖2-1中的ab線。如果希望工作轉(zhuǎn)速由高速的a點變?yōu)榈退俚腷點，只要在電樞回路里串入電阻r4就 能 做到。圖2.1 改變電阻轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩關(guān)系圖 這種調(diào)速方法，只能使轉(zhuǎn)速往下調(diào)。如果所串電阻r能連續(xù)變化，電動機調(diào)速也能平滑。

19、至于調(diào)速范圍，從圖2.1中看出，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小時，例如cd線，調(diào)速范圍變小了?？梢?，在同樣串聯(lián)電阻的條件下，它的調(diào)速范圍是隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩而變化的。這種調(diào)速方法最主要的缺點，是調(diào)速后的效率大大降低了。例如，在負(fù)載特性為ab線時，調(diào)速前后電樞電流i不變，電磁轉(zhuǎn)矩t不變，從電源輸入的電功率p1=ui也不變，由于轉(zhuǎn)速降低。電磁功率pm=t成正比的降低，因此效率降低了。能量多消耗在電阻r中。而且，要求電阻箱能長時間運行，其體積是笨重的，也不可能做到連續(xù)調(diào)節(jié)。在大容量直流電動機中一般不用這個調(diào)速方法。2.1.2 改變勵磁磁通 當(dāng)電樞電壓u、電樞回路電阻r都保持不變，僅改變氣隙磁通時，也能改變他勵電動機的機械特

20、性。由于電動機在額定勵磁電流時，磁路已經(jīng)有點飽和，再增大氣隙磁通就比較困難。一般都是減小氣隙磁通。從式2.3看出氣隙磁通減小時，首先使理想空載轉(zhuǎn)速n增大，其次使機械特性的斜率變大。圖2.2畫出了減弱氣隙磁通時的機械特性。圖2.2中曲線1是固有機械特性，曲線2,3,4的磁通逐一減小。 仍以恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載機械特性來分析此種調(diào)速，如圖2.2中的ab,cd,ef線。一般情況下，減小磁通，轉(zhuǎn)速升高。除非電樞回路里串聯(lián)了很大的電阻，或者負(fù)載轉(zhuǎn)矩非常大，減小磁通才可能把轉(zhuǎn)速調(diào)低。如圖2.2中的c點。這在實際中是難遇到的。這種調(diào)速方法是在勵磁回路串聯(lián)電阻來實現(xiàn)的。因此用的控制功率較少，設(shè)備也簡易，比電樞回路串聯(lián)電

21、阻調(diào)速要方便得多。調(diào)速后，因i增加得多，if減少得不多，電源輸入功率還是增加了。電磁功率并不降低，這是它的優(yōu)點。 圖2.2 減小磁通轉(zhuǎn)速的變化圖 2.1.3 改變電樞供電電壓u當(dāng)勵磁電流、電樞回路總電阻都不變，僅改變電樞端電壓u時，機械特性曲線是一組與固有機械特性想平行的直線，如圖2.3所示。改變電樞端電壓u調(diào)速時，輸入功率p1=ui，與電壓u成正比。電磁功率與轉(zhuǎn)速成正比。而電樞感應(yīng)電動勢ea差不多等于端電壓u,并且正比于n。所以調(diào)速時效率基本不變。 式（2.4） 改變電樞端電壓目前主要有兩種方法：一種是可控整流供電;一種是直流斬波器供電。圖2.3是可控整流器降壓的直流電動機調(diào)速系統(tǒng)。如果要求

22、電動機能正反轉(zhuǎn)，可用反并聯(lián)整流電路，是用直流斬波器降壓調(diào)速的直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，它利用電力半導(dǎo)體元件的開關(guān)作用控制加在電動機兩端得通電時間，從而控制電動機的輸入電壓。電動機電壓隨時間的變化電動機輸入電壓的平均值可表示為 式（2.5）式中，是斬波器開通時間；t是斬波器的通電周期；是斬波器的占空比. 式（2.6） 圖2.3 改變電壓轉(zhuǎn)速的變化圖2.2直流電機pwm(脈寬調(diào)制)調(diào)速工作原理 在直流調(diào)速系統(tǒng)中，開關(guān)放大器提供驅(qū)動電機所需要的電壓和電流，通過改變加在電動機上的電壓的平均值來控制電機的運轉(zhuǎn)。在開關(guān)放大器中，常采用晶體管作為開關(guān)器件，晶體管如同開關(guān)一樣，總是處在接通和斷開的狀態(tài)。一種比較簡單

23、的開關(guān)放大器是按照一個固定的頻率去接通和斷開放大器，并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”的相位寬窄，這樣的放大器被稱為脈沖調(diào)制放大器。在圖2.4中假定igbt先導(dǎo)通t1（忽略其的管壓降，這期間電源電壓u全部加到電樞上），然后關(guān)斷t2，電樞失去電源，經(jīng)二極管vd續(xù)流。如此周而復(fù)始，則電樞端電壓波形如圖2.5所示。電動機電樞端u0為其平均值： 式（2.7）式中為一個周期t中，igbt導(dǎo)通時間與t的比率，稱為pwm電壓的占空比。使用下面三種方法中的任何一種，都可以改變的值，從而達到調(diào)壓的目的，實現(xiàn)電動機的平滑調(diào)速：定寬調(diào)頻法:保持不變，改變，從而改變周期（或頻率）。調(diào)寬調(diào)頻法：保持不變，改變，

24、從而改變周期（或頻率）。定頻調(diào)寬法：保持周期（或頻率）不變，同時改變、。 圖2.4 pwm調(diào)速控制原理圖ttt 圖2.5 輸入輸出電壓波形圖前2種方法由于在調(diào)速時改變了控制脈沖的周期（或頻率），當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時，將會引起振蕩，因此應(yīng)用較少。目前，在直流電動機的控制中，主要使用第3種方法。pwm開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)控制電路主要由脈寬調(diào)制器，功率開關(guān)器的驅(qū)動電路和保護電路組成，其中最關(guān)鍵的部件是脈寬調(diào)制器。脈沖調(diào)制器是一個電壓-脈沖變換裝置。由控制電壓進行控制，為pwm變換器提供所需的脈沖信號。脈寬調(diào)制器的基本原理是將直流信號和一個調(diào)制信號比較，調(diào)制信號可以是三角波，也可以是鋸齒波。

25、脈寬調(diào)制信號也可方便地由數(shù)字方法來產(chǎn)生，目前有許多專用集成pwm控制電路，它們?yōu)槊}寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計提供了方便，而且提高了系統(tǒng)的可靠性。產(chǎn)生pwm控制信號的方法有4種，分別為：分立電子元件組成的pwm信號發(fā)生器這種方法是用分立的邏輯電子元件組成pwm信號電路。它是最早期的方式，現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰了。軟件模擬法利用單片機的一個i/o引腳，通過軟件對該引腳不斷地輸出高低電平來實現(xiàn)pwm信號輸出。這種方法要占用cpu大量時間，需要很高的單片機性能，易于實現(xiàn)，目前也逐漸被淘汰。專用pwm集成電路從pwm控制技術(shù)出現(xiàn)之日起，就有芯片制造商生產(chǎn)專用的pwm集成電路芯片，現(xiàn)在市場上已有許多種。這些芯片除了由p

26、wm信號發(fā)生功能外，還有“死區(qū)”調(diào)節(jié)功能、保護功能等。在單片機控制直流電動機系統(tǒng)中，使用專用pwm集成電路可以減輕單片機負(fù)擔(dān)，工作也更可靠。單片機pwm口新一代的單片機增加了許多功能，其中包括pwm功能。單片機通過初始化設(shè)置，使其能自動地發(fā)出pwm脈沖波，只能在改變占空比時cpu才進行干預(yù)。其中常用后兩中方法獲得pwm信號。實驗中使用方法獲得pwm信號。2.3 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理不同的生產(chǎn)機械，其工藝要求電氣控制系統(tǒng)具有不同的調(diào)速性能指標(biāo)，概括為靜態(tài)和動態(tài)調(diào)速指標(biāo)。靜態(tài)調(diào)速指標(biāo)調(diào)速范圍 電動機在額定負(fù)載下，運行的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比稱為調(diào)速范圍，用d表示。即 式（2.8）靜差率

27、 靜差率是指電動機穩(wěn)定運行時，當(dāng)負(fù)載由理想空載增加至額定負(fù)載時，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落與理想空載轉(zhuǎn)速之比，表示為 式(2.9) 靜差率反映了電動機轉(zhuǎn)速受負(fù)載變化的影響程度，它與機械特性有關(guān)，特性越硬，靜差率越小，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性越好。調(diào)速范圍與靜差率的關(guān)系 在調(diào)速系統(tǒng)中，額定電壓為最高轉(zhuǎn)速，靜差率為最低轉(zhuǎn)速時的靜差率，則最低轉(zhuǎn)速 式(2.10) 則調(diào)速范圍與靜差率滿足下列關(guān)系式： 式（2.11） 由以上公式可知，當(dāng)一個調(diào)速系統(tǒng)機械特性硬度一定時，對靜差率要求越高，即靜差率越小，允許的調(diào)速范圍也越小。2.3.1 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 只通過改變觸發(fā)或驅(qū)動電路的控制電壓來改變功率變換電路的輸出平均電壓，達

28、到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的，稱為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。但開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)具有局限性：通過控制可調(diào)直流電源的輸入信號，可以連續(xù)調(diào)節(jié)直流電動機的電樞電壓，實現(xiàn)直流電動機的平滑無極調(diào)速，但是，在啟動或大范圍階躍升速時，電樞電流可能遠遠超過電機額定電流，可能會損壞電動機，也會使直流可調(diào)電源因過流而燒毀。因此必須設(shè)法限制電樞動態(tài)電流的幅值。開環(huán)系統(tǒng)的額定速降一般都比較大，使得開環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍d都很小，對于大部分需要調(diào)速的生產(chǎn)機械都無法滿足要求。因此必須采用閉環(huán)反饋控制的方法減小額定動態(tài)速降，以增大調(diào)速范圍。開環(huán)系統(tǒng)對于負(fù)載擾動是有靜差的。必須采用閉環(huán)反饋控制消除擾動靜差為克服其缺點，提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量，必須采用帶

29、有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，方框圖如圖2.6所示。在閉環(huán)系統(tǒng)中，把系統(tǒng)輸出量通過檢測裝置（傳感器）引向系統(tǒng)的輸入端，與系統(tǒng)的輸入量進行比較，從而得到反饋量與輸入量之間的偏差信號。利用此偏差信號通過控制器（調(diào)節(jié)器）產(chǎn)生控制作用，自動糾正偏差。因此，帶輸出量負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)能提高系統(tǒng)抗擾性，改善控制精度的性能，廣泛用于各類自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。調(diào)節(jié)器被控對象擾動量檢測裝置輸出量反饋量偏差輸入量+ 圖2.6 閉環(huán)系統(tǒng)方框圖 對于調(diào)速系統(tǒng)來說，輸出量是轉(zhuǎn)速，通常引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。在電動機軸上安裝一臺測速發(fā)電機tg，引出與輸出量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓，與轉(zhuǎn)速給定電壓進行比較，得到偏差電壓，經(jīng)過放大器

30、a，產(chǎn)生驅(qū)動或觸發(fā)裝置的控制電壓，去控制電動機的轉(zhuǎn)速，這就組成了反饋控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，如圖2.7所示。圖2.7 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)框圖2.3.2 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性 為分析系統(tǒng)的靜特性，突出主要矛盾，作如下假定：典型環(huán)節(jié)輸入輸出呈線性關(guān)系；系統(tǒng)在電流連續(xù)段工作；忽略直流電源和電位器內(nèi)阻。由此系統(tǒng)各環(huán)節(jié)輸入輸出量得靜態(tài)關(guān)系如下：電壓比較環(huán)節(jié)： 式(2.12） 比例放大器： 式（2.13） 晶閘管整流裝置與觸發(fā)裝置： 式（2.14） 系統(tǒng)開環(huán)機械特性： 式(2.15） 以上各式中 ， 速度調(diào)節(jié)器放大系數(shù) 晶閘管整流與觸發(fā)裝置的電壓放大系數(shù) 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) 電樞回路

31、總電阻 整流器內(nèi)阻+電抗器電阻 電動機電樞電阻利用疊加原理，將給定電壓和擾動作用分別單獨作用時的響應(yīng)進行疊加，可得系統(tǒng)的靜特性方程。 式（2.16）如果沒有測速反饋回路，可得上述系統(tǒng)開環(huán)機械特性方程 式（2.17）式中，為開環(huán)理想空載轉(zhuǎn)速，開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降。而閉環(huán)靜特性 式(2.18）式中， 為閉環(huán)理想空載轉(zhuǎn)速，為閉環(huán)穩(wěn)態(tài)速降 。 圖2.8 開、閉環(huán)系統(tǒng)靜特性以上兩種形式上相似，但本質(zhì)上卻有很大不同，觀察圖2.8，把兩者作一比較。在開環(huán)系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載電流增大時，電樞回路電阻壓降也增大，靜態(tài)速降增大，電動機轉(zhuǎn)速下降。閉環(huán)系統(tǒng)中加有轉(zhuǎn)速反饋信號，當(dāng)轉(zhuǎn)速稍有降落，反饋電壓u便反映出來。通過比較和放

32、大，提高了晶閘管整流裝置的輸出電壓ud0，使系統(tǒng)在新的機械特性下工作，轉(zhuǎn)速因此而回升。圖2.8中設(shè)原來工作點為a，負(fù)載電流為id1，當(dāng)負(fù)載增大到id2時，由于id2id1， /0,轉(zhuǎn)速要下降，若開環(huán)系統(tǒng)則速度必然降至a點對應(yīng)的速度，而閉環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速反饋電壓u下降，使比較后增大，通過放大后，使從增大到，電動機工作在b點，穩(wěn)態(tài)速降較開環(huán)時少得多。由此，在閉環(huán)系統(tǒng)中，每次增加或減少負(fù)載，就相應(yīng)提高或降低整流電壓，改變一條機械特性，這樣眾多開環(huán)特性上各取一個相應(yīng)的工作點連接成閉環(huán)系統(tǒng)的特性。就此也看出閉環(huán)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：靜態(tài)速降小，特性硬在同樣負(fù)載下，兩者的轉(zhuǎn)速降落分別為 式(2.19) 式(2.20

33、)它們之間關(guān)系為 式(2.21) 轉(zhuǎn)速閉環(huán)后，在同一負(fù)載下的靜態(tài)轉(zhuǎn)速減小到開環(huán)時倍，因而閉環(huán)特性硬度大大提高。系統(tǒng)的靜差率減小，穩(wěn)速精度高 當(dāng)空載轉(zhuǎn)速相同時，開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率分別為 式(2.22） 式(2.23）當(dāng)時， 式(2.24)閉環(huán)時靜差率較開環(huán)時降低至倍。 系統(tǒng)的調(diào)速范圍大大提高 如果電動機的最高轉(zhuǎn)速都是額定轉(zhuǎn)速且開環(huán)及閉環(huán)系統(tǒng)要求的靜差率保持相同，則開環(huán)調(diào)速范圍 式（2.25）閉環(huán)調(diào)速范圍 式(2.26）由上式可得 式(2.27）為使以上優(yōu)點充分顯現(xiàn)，關(guān)鍵是提高閉環(huán)系統(tǒng)的放大系數(shù)k，需設(shè)置檢測反饋裝置和足夠大系數(shù)的調(diào)節(jié)器，這樣閉環(huán)系統(tǒng)便能獲得較開環(huán)系統(tǒng)硬得多的靜特性。2.3.3

34、 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)系統(tǒng)的基本特征 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一種最基本的反饋控制系統(tǒng)，它具有反饋控制的基本規(guī)律，具體特征如下：有靜差系統(tǒng)就是使用比例調(diào)節(jié)器的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 有靜差系統(tǒng)的實際轉(zhuǎn)速不等于給定轉(zhuǎn)速，因為從閉環(huán)靜特性得靜態(tài)速降為 式(2.28）當(dāng)開環(huán)放大倍數(shù)k越大，越小，靜特性越硬，但采用比例調(diào)節(jié)器閉環(huán)系統(tǒng)k總是有限值，則靜態(tài)速降不可能為零。同時，具有比例調(diào)節(jié)器的閉環(huán)系統(tǒng)，主要依靠偏差電壓來調(diào)節(jié)輸出電壓。若=0則控制電壓,整流輸出電壓，電動機也就停止轉(zhuǎn)動，所以是有靜差系統(tǒng)的一大特點。 閉環(huán)系統(tǒng)對于給定輸入絕對服從 給定電壓un它是和反饋電壓u相比較的量，又可稱作參考輸入量。顯然給定電壓的一些

35、微小變化，都會直接引起輸出量轉(zhuǎn)速的變化。在調(diào)速系統(tǒng)中，改變給定電壓就是在調(diào)整轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的抗擾動性能在閉環(huán)系統(tǒng)中，當(dāng)給定電壓un不變時，使電動機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化的所有因素統(tǒng)稱為系統(tǒng)的擾動。在實際上除了負(fù)載之外還有許多因素會引起轉(zhuǎn)速的變化，包括交流電源電壓波動，勵磁電流變化，調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)的漂移，周圍環(huán)境溫度變化引起電阻數(shù)值的變化等等。所有這些擾動對轉(zhuǎn)速的影響，都會被測速裝置檢測出來，再通過反饋控制作用，減小它們對穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影響。閉環(huán)系統(tǒng)對檢測和給定環(huán)節(jié)本身的擾動五抑制能力，若測速發(fā)電機磁場不穩(wěn)定，引起反饋電壓u變化，使轉(zhuǎn)速偏離原值，這種由測速發(fā)電機本身誤差引起的轉(zhuǎn)速變化，閉環(huán)系統(tǒng)無抑制調(diào)節(jié)能力

36、。由此可見，轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)，只能抑制被反饋環(huán)包圍的加在系統(tǒng)前向通道上的擾動作用，而對諸如給定電源，檢測元件或裝置中的擾動無能為力。所以對測速電動機選擇及安裝必須特別注意，確保反饋檢測元件的精度是對閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)速精度至關(guān)重要的，是決定性的作用。2.3.4轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)系統(tǒng)的缺點響應(yīng)速度慢由于電氣的時間常數(shù)一般較大，使得r(s)的調(diào)節(jié)作用要經(jīng)過的延時才能產(chǎn)生相應(yīng)的電樞電流id(電磁轉(zhuǎn)矩te)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速偏差，使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的速度受到限制?？箶_性能差主要是當(dāng)可調(diào)直流電源參數(shù)發(fā)生擾動時，例如電網(wǎng)電壓變化會引起電源放大倍數(shù)ks的變化；或者相控整流電源電流斷續(xù)時使得電源放大倍數(shù)ks和電樞電阻等效大幅變化，使得閉

37、環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)發(fā)生變化。嚴(yán)重時會導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。電樞電流動態(tài)過沖大由于電樞的大慣性，在動態(tài)過程中很容易發(fā)生電樞電流大幅過沖，對電動機和直流電源的安全運行不利。因此，工程中為改善轉(zhuǎn)速單閉環(huán)的動、靜態(tài)性能而加入電流環(huán)，構(gòu)成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。增設(shè)電流內(nèi)環(huán)后，帶來下列好處：電樞電流的快速變化不再受大的電氣時間常數(shù)的限制，使響應(yīng)速度更快。在電流內(nèi)環(huán)前向通道中的各種擾動量，都會被有效抑制。使得系統(tǒng)抗電網(wǎng)電壓擾動的能力更強，也使得電樞電流斷續(xù)引起的系統(tǒng)非線性不再會威脅閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。利用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出限幅特性，可自然實現(xiàn)“電流截止特性”。但負(fù)載電流擾動在電流閉環(huán)之外，因此電流內(nèi)環(huán)對改善

38、系統(tǒng)的抗負(fù)載擾動特性的作用是有限的。但在實驗過程中考慮到電流量不容易檢測并反饋，鑒于實驗人員能力有限而將系統(tǒng)設(shè)計為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)系統(tǒng)。2.4 采用積分和比例積分調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)前面所述的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)采用的是比例調(diào)節(jié)器，其控制作用需要用偏差來，只能減少靜差，但不能消除靜差。對于有靜差調(diào)速系統(tǒng)，如果根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)要求計算出系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)，動態(tài)性能可能較差，或根本達不到穩(wěn)態(tài)，也就談不上是否滿足穩(wěn)態(tài)要求。采用比例積分調(diào)節(jié)器代替比例放大器后，可以使系統(tǒng)穩(wěn)定且足夠的穩(wěn)定欲量，并改善動態(tài)性能，實現(xiàn)無靜差調(diào)速。圖2.9為單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。利用結(jié)構(gòu)圖的運算法則，可以得到采用不同的

39、調(diào)節(jié)器時，輸出量與擾動量之間的關(guān)系如下。 +_a圖2.9 帶調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)采用比例調(diào)節(jié)器時得： 式（2-29） 當(dāng)采用比例積分調(diào)節(jié)器時，調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)分別為 式（2.30）得到負(fù)載擾動引起的穩(wěn)態(tài)速度偏差為： 式( 2.31)突加負(fù)載使，利用拉氏變換的終值定理可以求出負(fù)載擾動引起的穩(wěn)態(tài)誤差為： 因此，比例積分控制的調(diào)速系統(tǒng)為無靜差系統(tǒng)。但如果積分環(huán)節(jié)出現(xiàn)在擾動點以后，它不能消除靜差。 另外，采用比例積分控制的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)，只是在穩(wěn)態(tài)時無差，動態(tài)還是有差的。在整個調(diào)節(jié)過程中，比例部分在開始和中間階段起主要作用，在的作用下，pi調(diào)節(jié)器立即輸出比例調(diào)節(jié)部分,使晶閘管整流

40、輸出電壓出現(xiàn)，阻值轉(zhuǎn)速n的繼續(xù)下降，幫助轉(zhuǎn)速的順利回升，隨著轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)態(tài)值，比例部分作用變小。積分部分在調(diào)節(jié)過程的后期起主要作用，而且依靠它最后消除轉(zhuǎn)速偏差。在動態(tài)過程中最大的轉(zhuǎn)速降落叫做動態(tài)速降（如果突減負(fù)載，則為動態(tài)速升），它表明了系統(tǒng)抗擾的動態(tài)性能?？傊?，采用pi調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，在穩(wěn)定運行時，只要不變，轉(zhuǎn)速n的數(shù)值也保持不變，與負(fù)載的大小無關(guān)；但是在動態(tài)調(diào)節(jié)過程中，任何擾動都會引起動態(tài)速度變化。因此系統(tǒng)是轉(zhuǎn)速無靜差系統(tǒng)。需要指出，“無靜差”是理論上的，因為比例積分調(diào)節(jié)器在穩(wěn)態(tài)時電容器c兩端電壓不變，相當(dāng)于開路，運算放大器的放大系數(shù)理論上為無窮大，才能達到輸入偏差電壓為0，輸出電壓

41、為任意所需值。實際上，這時的放大系數(shù)是運算放大器的開環(huán)放大系數(shù)，其數(shù)值很大，但任是有限的，因此仍存在著很小的，即仍有很小的偏差，只是在一般的精度要求下可以忽略不計。2.5 數(shù)字式轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)系統(tǒng)原理2.5.1原理框圖 該系統(tǒng)原理框圖如圖2.6 所示，轉(zhuǎn)速反饋控制環(huán)的調(diào)節(jié)是利用單片機軟件實現(xiàn)的pi調(diào)節(jié)。圖中虛線部分是采用單片機實現(xiàn)的控制功能+轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)pi驅(qū)動裝置直流電動機轉(zhuǎn)速反饋 圖2.10 數(shù)字式轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2.5.2 數(shù)字式pi調(diào)節(jié)器設(shè)計原理 pi調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為：，其中，為積分時間常數(shù)，為比例系數(shù)。該調(diào)節(jié)器的模擬輸出為： 式(2.32)式中，e(t)為調(diào)節(jié)器的偏差輸入

42、，即給定值與反饋至只差。按如下原則離散化： 微分方程中的導(dǎo)數(shù)直接用差分項代替； 積分用積分的求和式代替； 式(2.33)為使計算簡便，轉(zhuǎn)換為遞推式，有： 式(2.34)即 式(2.35) 其中常數(shù)。和上次與本次的偏差量即可。常數(shù)和a事先存于固定的存儲單元中，每次pi運算只是進行兩次乘法運算和兩次加法運算。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 3 電動機直流調(diào)速器硬件設(shè)計3電動機直流調(diào)速器硬件設(shè)計3.1系統(tǒng)硬件組成部分和框圖系統(tǒng)的主要由如下結(jié)構(gòu)組成：單片機；h型pwm驅(qū)動電路；轉(zhuǎn)速檢測及反饋電路；顯示電路；功能鍵控制電路。結(jié)構(gòu)框圖如下：驅(qū)動電路轉(zhuǎn)速檢測、反饋電路led顯示功能鍵控制pwm單片機at89s52圖

43、3.1 系統(tǒng)總體框圖3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.2.1 at89s52單片機 圖3.1 單片機概圖 at89s52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k 在系統(tǒng)可編程flash 存儲器。使用atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80c51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng)可編程flash，使得at89s52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。主要性能1)與mcs-51單片機產(chǎn)品兼容； 2)8k字節(jié)在系統(tǒng)可編程flash存儲器； 3)1000次擦寫周期； 4)全靜態(tài)操作：0h

44、z-33mhz； 5)三級加密程序存儲器； 6)32個可編程i/o口線； 7)三個16位定時器/計數(shù)器； 8)六個中斷源； 9)全雙工uart串行通道； 10)低功耗空閑和掉電模式； 11)掉電后中斷可喚醒； 12)看門狗定時器； 13)雙數(shù)據(jù)指針； 14)掉電標(biāo)識符 。引腳說明圖3.2 單片機引腳圖 at89s52 是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有 8k 在系統(tǒng)可編程 ，flash 存儲器。使用atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80c51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位cp

45、u 和在系統(tǒng) 可編程flash，使得at89s52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 at89s52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)flash，256字節(jié)ram， 32 位i/o 口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，at89s52 可降至0hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu 停止工作，允許ram、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護方式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 p0 口：p0口是

46、一個8位漏極開路的雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個ttl邏輯電平。對p0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， p0不具有內(nèi)部上拉電阻。 在flash編程時，p0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗 時，需要外部上拉電阻。 p1 口：p1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4個 ttl 邏輯電平。對p1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。 此外，

47、p1.0和p1.1分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（p1.0/t2）和定時器/計數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex）。 在flash編程和校驗時，p1口接收低8位地址字節(jié)。 引腳號第二功能： p1.0 t2（定時器/計數(shù)器t2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 p1.1 t2ex（定時器/計數(shù)器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制） p1.5 mosi（在系統(tǒng)編程用） p1.6 miso（在系統(tǒng)編程用） p1.7 sck（在系統(tǒng)編程用） p2 口：p2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動，4個 ttl 邏輯電平。對p2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，

48、此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。 在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，p2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容。 在flash編程和校驗時，p2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。 p3 口：p3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動4個 ttl 邏輯電平。對p3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原

49、因，將輸出電流（iil）。 p3口亦作為at89s52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在flash編程和校驗時，p3口也接收一些控制信號。 端口引腳 第二功能： p3.0 rxd(串行輸入口) p3.1 txd(串行輸出口) p3.2 into(外中斷0) p3.3 int1(外中斷1) p3.4 to(定時/計數(shù)器0) p3.5 t1(定時/計數(shù)器1) p3.6 wr(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) p3.7 rd(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通) 此外，p3口還接收一些用于flash閃存編程和程序校驗的控制信號。 rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，rst引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復(fù)位。

50、 ale/prog：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ale仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ale脈沖。對flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh單元的d0位置位，可禁止ale操作。該位置位后，只有一條movx和movc指令才能將ale激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ale禁止位無效。 psen：程序儲存允許（psen）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)at89s52由外部程序存儲器取指令