直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計說明

1、前言在化工生產(chǎn)中，流體傳輸和液體攪拌是很重要的部分，而這些均有電機(jī)來完成，所以對電機(jī)的速度調(diào)節(jié)是更加的重要。電子電路設(shè)計是一個對工作和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求非常強(qiáng)的專業(yè)，它要求我們掌握扎實(shí)的理論知識，并要求我們有充分的實(shí)踐環(huán)境。大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在這大學(xué)三年里我完成了規(guī)定的課程，并取得了不錯的成績，熟練地掌握了Protel制圖、PCB板設(shè)計等專業(yè)知識，雖然在學(xué)校里接觸不多，但是通過在實(shí)習(xí)期間的學(xué)習(xí)接觸，已經(jīng)掌握了相關(guān)容，同時發(fā)現(xiàn)其中的許多知識與自己的專業(yè)知識相關(guān)聯(lián)，而且它把自己所學(xué)的分散知識很好的結(jié)合在一起綜合利用。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)過程中的最后一個環(huán)節(jié)，也是最重要的一個環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的基礎(chǔ)理

2、論知識與所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。直流電動機(jī)具有良好的起動、制動性能。宜于在大圍平滑調(diào)速。在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在我們化工生產(chǎn)中流體傳輸和液體攪拌中起著很重要的作用。從控制的角度來看直流調(diào)速還是交流拖動系統(tǒng)的基礎(chǔ)。早期直流電動機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運(yùn)算放大器、非線性集成電路以與少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜，功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試?yán)щy。阻礙了直流電動機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用圍的推廣。隨著單片機(jī)技術(shù)的日新月異，使得許多控制功能與算法可以采用軟件技術(shù)來完成，為直流電動機(jī)的控制提供了更大的靈活性。并使系統(tǒng)能達(dá)到更高的

3、性能。采用單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，可以節(jié)約人力資源和降低系統(tǒng)成本。從而有效的提高工作效率。在畢業(yè)設(shè)計的過程中，肯定會遇到很多困難和許多疑惑，但是在指導(dǎo)教師艷啟老師和我?guī)煾蹈呙髦竟こ處煹南ば闹笇?dǎo)和自己的努力下，克服了所有的困難，圓滿的完成本次畢業(yè)設(shè)計，給大學(xué)生活畫上一個圓滿的句號。由于我的水平有限，缺乏實(shí)際的電器設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計中肯定會存在錯誤和不妥之處，敬請各位老師批評指正。1系統(tǒng)原理1.1 直流電機(jī)調(diào)速原理圖1.1所示電樞電壓為Ua，電樞電流為Ia，電樞回路總電阻為Ra,電機(jī)常數(shù)Ca，勵磁磁通量是。根據(jù)KVL方程：電機(jī)轉(zhuǎn)速n=(Ua-IaRa)/Ca,其中，對于極對數(shù)p，匝數(shù)為N，電樞支路數(shù)為a的

4、電機(jī)來說：電機(jī)常數(shù)Ca=pN/60a,意味著電機(jī)確定后，該值是不變的。而在Ua-IaRa中，由于Ra僅為繞組電阻，導(dǎo)致IaRa非常小，所以Ua-IaRa約等于Ua。由此可見我們改變電樞電壓時，轉(zhuǎn)速n即可隨之改變。圖1.1直流電機(jī)原理圖1.2 系統(tǒng)硬件組成原理圖1.2 調(diào)速系統(tǒng)硬件原理框圖直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)硬件原理框圖如圖1.2所示，以89C51單片機(jī)為控制核心，包括測速電路、電源電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電機(jī)驅(qū)動電路、顯示電路、鍵盤控制電路。1.3 直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的工作原理直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與施加于電動機(jī)兩端的電壓大小有關(guān)。本系統(tǒng)用DAC0832控制輸出到直流電動機(jī)的電壓的方法來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)電

5、動機(jī)轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值時，DAC0832芯片的輸出電壓增大，當(dāng)大于設(shè)定值時則DAC0832芯片輸出電壓減小，從而使電動機(jī)以設(shè)定的速度恒速旋轉(zhuǎn)。我們采用比例調(diào)節(jié)器算法?？刂埔?guī)律：Y=KPe(t)+KI 式中：Y-比例調(diào)節(jié)器輸出，KP-比例系數(shù)，KI -積分系數(shù)e(t)-調(diào)節(jié)器的輸入，一般為偏差值。系統(tǒng)采用了比例積分調(diào)節(jié)器，簡稱PI調(diào)節(jié)器，使系統(tǒng)在擾動的作用下，通過PI調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器作用使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到靜態(tài)無差，從而實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)無差。無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，比例積分調(diào)節(jié)器的比例部分使動態(tài)響應(yīng)比較快（無滯后），積分部分使系統(tǒng)消除靜差。1.4 轉(zhuǎn)速測量電路原理轉(zhuǎn)速是工程上一個常用的參數(shù)，旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速常以每分鐘的

6、轉(zhuǎn)數(shù)來表示。其單位為r/min。轉(zhuǎn)速的測量方法很多，由于轉(zhuǎn)速是以單位時間的轉(zhuǎn)數(shù)來衡量的，因此采用霍爾元器件測量轉(zhuǎn)速是較為常用的一種測量方法?；魻柶骷怯邪雽?dǎo)體材料制成的一種薄片，器件的長、寬、高分別為l、b、d。若在垂直于薄片平面（沿厚度d）方向施加外加磁場B，在沿l方向的兩個端面加以外電場，則有一定的電流經(jīng)過。由于電子在磁場中運(yùn)動，所以將受到一個洛侖磁力，其大小為：flqVB式中：fl洛侖磁力，q載流子電荷，V載流子運(yùn)動速度，B磁感應(yīng)強(qiáng)度。這樣使電子的運(yùn)動軌跡發(fā)生偏移，在霍爾元器件薄片的兩個側(cè)面分別產(chǎn)生電子積聚或電荷過剩，形成霍爾電場，霍爾元器件兩個側(cè)面間的電位差稱為霍爾電壓?；魻栯妷捍笮?/p>

7、： =×I×B/d(mV)式中：-霍爾常數(shù)，d-元件厚度，B-磁感應(yīng)強(qiáng)度，I-控制電流設(shè)= /d ，則=×I×B (mV)為霍爾器件的靈敏系數(shù)(mV/mA/T),它表示該霍爾元件在單位磁感應(yīng)強(qiáng)度和單位控制電流下輸出霍爾電動勢的大小。應(yīng)注意，當(dāng)電磁感應(yīng)強(qiáng)度B反向時，霍爾電動勢也反向。若控制電流保持不變，則霍爾感應(yīng)電壓將隨外界磁場強(qiáng)度而變化，根據(jù)這一原理，可以將一塊永久磁鋼固定在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)盤的邊沿，轉(zhuǎn)盤隨被測軸旋轉(zhuǎn)，磁鋼也將跟著同步旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤附近安裝一個霍爾元件，轉(zhuǎn)盤隨軸旋轉(zhuǎn)時，霍爾元件受到磁鋼所產(chǎn)生的磁場影響，故輸出脈沖信號，其頻率和轉(zhuǎn)速成正比，測

8、出脈沖的周期或頻率即可計算出轉(zhuǎn)速。2系統(tǒng)設(shè)計2.1 直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)硬件設(shè)計通過自制5V電源來確保工作電壓正常,由霍爾元件與外圍器件組成的測速電路將電動機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖信號，送至單片機(jī)的計數(shù)器T1，由T1測出電動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，并與設(shè)定值比較形成偏差。根據(jù)比較結(jié)果，使DAC0832輸出控制電壓增大或減小。功放電路將DAC0832輸出的模擬電壓轉(zhuǎn)換成具有一定輸出功率的電動機(jī)控制電壓。2.1.1系統(tǒng)電源電源部分采用價格低廉簡單易用的7805芯片，在7805的前端加了一個變壓器，將220V的電壓降至6V，然后通過橋式整流濾波電路加至7805輸入端。如圖2.1.1所示。 圖2.1.1系統(tǒng)電源2.1

9、.2電機(jī)測速與驅(qū)動部分測速在這里選用美國史普拉格公司(SPRAGUE)生產(chǎn)的3000系列霍爾開關(guān)傳感器3013，它是一種硅單片集成電路，器件的部含有穩(wěn)壓電路、霍爾電勢發(fā)生器、放大器、史密特觸發(fā)器和集電極開路輸出電路，具有工作電壓圍寬、可靠性高、外電路簡單、輸出電平可與各種數(shù)字電路兼容等特點(diǎn)。LM324，它價格便宜，帶有真差動輸入的四運(yùn)算放大器。因?yàn)镈AC0832輸出的為電流，所以需要接一個運(yùn)放，將信號轉(zhuǎn)化為電壓輸出。電路如圖2.1.2所示。圖2.1.2電機(jī)測速與驅(qū)動部分2.1.3數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC0832是采用CMOS工藝制成的單片電流輸出型8位D/A轉(zhuǎn)換器，其部結(jié)構(gòu)如圖圖2.1.3a所示:芯片有

10、兩級輸入寄存器，使DAC0832具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等)。D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出。要是需要相應(yīng)的模擬信號，可通過一個高輸入阻抗的線性運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)這個供功能。運(yùn)放的反饋電阻可通過RFB端引用片固有電阻，還可以外接。該片邏輯輸入滿足TTL電壓電平圍，可直接與TTL電路或微機(jī)電路相接。圖2.1.3a DAC0832部結(jié)構(gòu)圖Vcc:芯片電源電壓, 為：+5V+15V；VREF：參考電壓,為：-10V+10V ；RFB：反饋電阻引出端, 此端可接運(yùn)算放大器輸出端；AGND：模擬信號地；DGND：數(shù)字信號地；DI7 DI

11、0：數(shù)字量輸入信號，其中: DI0為最低位，DI7為最高位；ILE：輸入鎖存允許信號, 高電平有效；CS：片選信號, 低電平有效；WR1：寫信號1，低電平有效；當(dāng)ILE、CS、WR1同時有效時, LE=1，輸入寄存器的輸出隨輸入而變化；WR1在上升沿時 , LE=0， 將輸入數(shù)據(jù)鎖存到輸入寄存器；XFER：轉(zhuǎn)移控制信號，低電平有效；WR2：寫信號2，低電平有效；當(dāng)XFER、WR2同時有效時, LE2=1，DAC寄存器輸出隨輸入而變化； WR1在上升沿時, LE=0， 將輸入數(shù)據(jù)鎖存到DAC寄存器，數(shù)據(jù)進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器，開始D/A轉(zhuǎn)換；IOUT1：模擬電流輸出端1，當(dāng)輸入數(shù)字為：全”1”時, 輸

12、出電流最大，約為：255/256；全”0”時, 輸出電流為0；IOUT2：模擬電流輸出端2 ，IOUT1 + I OUT2 = 常數(shù)。數(shù)模轉(zhuǎn)換如圖2.5.3b所示。其中DAC0832的DI0 DI7 8個數(shù)字量輸入端接89C51單片機(jī)的P0.0P0.7端。由于DAC0832采用了直通的方式，所以可以直接往其數(shù)據(jù)端口加上數(shù)值，就能從DAC0832后面的運(yùn)放的輸出端得到所需的模擬電壓。由于其輸出電壓可根據(jù)公式：=X/計算得來，因而在需要輸出某個電壓值時，按該式求出對應(yīng)的數(shù)值，通過P0端口輸出，就可以得到所需的模擬電壓。圖2.1.3b數(shù)模轉(zhuǎn)換2.1.4 8421BCD編碼鍵盤手動控制轉(zhuǎn)速部分采用84

13、21編碼的鍵盤，“0”表示“0000”，“1”表示“0001”，, “9”表示“1001”。如圖2.1.4所示圖2.1.4 8421BCD編碼鍵盤2.1.5顯示部分采用74LS164串入并出的移位寄存器給出串行口擴(kuò)展的3位L ED 顯示接口電路，如圖2.1.5所示圖2.1.5顯示部分2.1.6系統(tǒng)心臟AT89C51單片機(jī)VCC：供電電壓。 GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行

14、校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。在FLASH 編程和校驗(yàn)時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸

15、出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故?？诠苣_備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3

16、.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）P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8

17、EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放

18、大器的輸入與部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性： XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片振蕩器。石晶振蕩和瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。芯片擦除：整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)

19、邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。 串口通訊:單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你編寫軟件的關(guān)鍵。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢，它們是SCON，TCON，TMOD，SCON等，各代表什么含義呢？ SBUF 數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個可以直接尋址的串行口專用寄存器。有朋友這樣問起過“為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個寄存器SBUF？而不是收發(fā)各用一個寄存器?！睂?shí)際上SBUF 包含了兩個獨(dú)

20、立的寄存器，一個是發(fā)送寄存，另一個是接收寄存器，但它們都共同使用同一個尋址地址99H。CPU 在讀SBUF 時會指到接收寄存器，在寫時會指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有與時的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們在寫發(fā)送程序時也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。操作SBUF寄存器的方法則很簡單，只要把這個99H 地址用關(guān)鍵字sfr定義為一個變量就可以對其進(jìn)行讀寫操作了，如sfr SBUF = 0x99;當(dāng)然你也可以用其它的名稱。通常在標(biāo)準(zhǔn)的reg51.h 或at89x51.h 等頭文件中已對其

21、做了定義，只要用#include 引用就可以了。 SCON 串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會引用到接口控制寄存器。SCON 就是51 芯片的串行口控制寄存器。它的尋址地址是98H，是一個可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制51 芯片串行口的工作狀態(tài)。51 芯片的串口可以工作在幾個不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用SCON 寄存器。它的各個位的具體定義如下： SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0、SM1 為串行口工作模式設(shè)置位，這樣兩位可以對應(yīng)進(jìn)行四種模式的設(shè)置。串行口工作模式設(shè)置。SM0SM1模式功能波特率000同步移位寄存

22、器fosc/120118位UART可變1029位UARTfosc/32 或fosc/641139位UART可變在這里只說明最常用的模式1，其它的模式也就一一略過，有興趣的朋友可以找相關(guān)的硬件資料查看。表中的fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。UART 為(Universal Asynchronous Receiver）的英文縮寫。 SM2 在模式2、模式3 中為多處理機(jī)通信使能位。在模式0 中要求該位為0。 REM 為允許接收位，REM 置1 時串口允許接收，置0 時禁止接收。REM 是由軟件置位或清零。如果在一個電路中接收和發(fā)送引腳P3.0,P3.1 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口

23、中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個子程序時不允許串口被上位機(jī)來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個子程序的開始處加入REM=0 來禁止接收，在子程序結(jié)束處加入REM=1 再次打開串口接收。大家也可以用上面的實(shí)際源碼加入REM=0 來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 TB8 發(fā)送數(shù)據(jù)位8，在模式2 和3 是要發(fā)送的第9 位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位，在多處理機(jī)通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。 RB8 接收數(shù)據(jù)位8，在模式2 和3 是已接收數(shù)據(jù)的第9 位。該位可能是奇偶位，地址/數(shù)據(jù)標(biāo)識位。在模式0 中，RB8 為保留位沒有被使用。在模式1 中，當(dāng)SM2=0，RB8 是已接收數(shù)

24、據(jù)的停止位。 TI 發(fā)送中斷標(biāo)識位。在模式0，發(fā)送完第8 位數(shù)據(jù)時，由硬件置位。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。TI 置位后，申請中斷，CPU 響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在任何模式下，TI 都必須由軟件來清除，也就是說在數(shù)據(jù)寫入到SBUF 后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開），這時TI=1，表明發(fā)送已完成，TI不會由硬件清除，所以這時必須用軟件對其清零。 RI 接收中斷標(biāo)識位。在模式0，接收第8 位結(jié)束時，由硬件置位。其它模式中則是在接收停止位的半中間，由硬件置位。RI=1，申請中斷，要求CPU 取走數(shù)據(jù)。但在模式1 中，SM2=1時，當(dāng)未收到有效的停止位，則不會對RI 置位

25、。同樣RI 也必須要靠軟件清除。常用的串口模式1 是傳輸10 個位的，1 位起始位為0,8 位數(shù)據(jù)位，低位在先，1 位停止位為1。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時器1 或定時器2 的定時值（溢出速率）。AT89C51 和AT89C2051 等51 系列芯片只有兩個定時器，定時器0 和定時器1，而定時器2是89C52 系列芯片才有的。 波特率在使用串口做通訊時，一個很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機(jī)的波特率一樣時才可以進(jìn)行正常通訊。波特率是指串行端口每秒可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。有一些初學(xué)的朋友認(rèn)為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn)9600 會被誤認(rèn)為每秒種可以傳送9600個字節(jié)，而實(shí)際上它是

26、指每秒可以傳送9600 個二進(jìn)位，而一個字節(jié)要8 個二進(jìn)位，如用串口模式1 來傳輸那么加上起始位和停止位，每個數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用10 個二進(jìn)位，9600 波特率用模式1 傳輸時，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是9600÷10960 字節(jié)。51 芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，為fosc/12，以一個12M 的晶振來計算，那么它的波特率可以達(dá)到1M。模式2 的波特率是固定在fosc/64 或fosc/32，具體用那一種就取決于PCON 寄存器中的SMOD位，如SMOD 為0，波特率為focs/64,SMOD 為1，波特率為focs/32。模式1 和模式3 的波特率是可變的，取決于定時器1 或2（

27、52 芯片）的溢出速率。那么我們怎么去計算這兩個模式的波特率設(shè)置時相關(guān)的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計算。 波特率（2SMOD÷32）×定時器1 溢出速率 上式中如設(shè)置了PCON 寄存器中的SMOD 位為1 時就可以把波特率提升2 倍。通常會使用定時器1 工作在定時器工作模式2 下，這時定時值中的TL1 做為計數(shù)，TH1 做為自動重裝值 ，這個定時模式下，定時器溢出后，TH1 的值會自動裝載到TL1，再次開始計數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時更準(zhǔn)確。在這個定時模式2 下定時器1 溢出速率的計算公式如下： 溢出速率（計數(shù)速率）/(256TH1) 上式中的“計數(shù)速率”與

28、所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān)，在51 芯片中定時器啟動后會在每一個機(jī)器周期使定時寄存器TH 的值增加一，一個機(jī)器周期等于十二個振蕩周期，所以可以得知51 芯片的計數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的1/12，一個12M 的晶振用在51 芯片上，那么51 的計數(shù)速率就為1M。通常用11.0592M 晶體是為了得到標(biāo)準(zhǔn)的無誤差的波特率，那么為何呢？計算一下就知道了。如我們要得到9600 的波特率，晶振為11.0592M 和12M，定時器1 為模式2，SMOD 設(shè)為1，分別看看那所要求的TH1 為何值。代入公式： 11.0592M 9600(2÷32)×(11.0592M/12)/(256-T

29、H1) TH1250 12M 9600(2÷32)×(12M/12)/(256-TH1) TH1249.49 上面的計算可以看出使用12M 晶體的時候計算出來的TH1 不為整數(shù)，而TH1 的值只能取整數(shù)，這樣它就會有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的9600 波特率。當(dāng)然一定的誤差是可以在使用中被接受的，就算使用11.0592M 的晶體振蕩器也會因晶體本身所存在的誤差使波特率產(chǎn)生誤差，但晶體本身的誤差對波特率的影響是十分之小的，可以忽略不計。2.2 直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)軟件設(shè)計1、 編程思路：控制系統(tǒng)程序的功能是用89C51單片機(jī)的T0、T1測出電動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，并與給定值進(jìn)行

30、比較。根據(jù)比較結(jié)果，使DAC0832芯片的輸出控制電壓增大或減小。30H單元存放實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定值是否相等的標(biāo)志?！?”表示相等，“0”表示不相等。40H單元存放送入DAC0832芯片的數(shù)字控制電壓。7FFFH為DAC0832地址。2、 系統(tǒng)流程圖如圖2.2所示：圖2.2 直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)流程圖3 結(jié)論本系統(tǒng)用單片機(jī)構(gòu)成電動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制系統(tǒng)，采用比例積分調(diào)節(jié)器算法，效率高，電路簡單，使用也比較廣泛。本測速系統(tǒng)采用集成霍爾傳感器敏感速率信號，具有頻率響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)?；魻杺鞲衅鞯妮敵鲂盘柦?jīng)信號調(diào)理后，通過單片機(jī)對連續(xù)脈沖記數(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測控，并且充分利用了單片機(jī)的部資源，有很高的性價

31、比。經(jīng)過測試并對誤差進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的測量誤差在5以，并且在測量圍轉(zhuǎn)速越高測量精度越高。所以該系統(tǒng)在一般的轉(zhuǎn)速檢測和控制中均可應(yīng)用。致 在此，我要衷心的感我的指導(dǎo)老師艷啟老師在這次畢業(yè)設(shè)計中給我的指導(dǎo)和幫助，雖然老師是年輕老師，平時課業(yè)非常繁忙，但對我們的指導(dǎo)卻是一絲不茍，非常認(rèn)真和詳細(xì)。每周基本上都是她主動聯(lián)系我們詢問情況，比如：做的進(jìn)度怎么樣了，這周有沒有遇到什么問題等等。同時，指導(dǎo)過程中怕我們遺忘，不止一次得給我們講解各種畢業(yè)設(shè)計各個階段應(yīng)該注意的問題和采取的措施。同時我還感我的師傅高明志，在我遇到一些技術(shù)問題時，給了我很多建議和幫助。如今在老師的指導(dǎo)下，我順利的完成了我的畢業(yè)設(shè)計，

32、再次感老師對我的指導(dǎo)和幫助。同時，也非常的感我的同學(xué)給我的幫助。參考文獻(xiàn)1、亞林編51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院2005.102、伯時主編電力拖動自動控制系統(tǒng)機(jī)械工業(yè)3、余永權(quán)，汪明慧，黃英編著單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的的應(yīng)用電子工業(yè)4、唐緒偉，城市交通信號燈模擬控制系統(tǒng)期刊論文-微計算機(jī)2005(28)5、宋鳳娟，廉文利，付云強(qiáng)，單片機(jī)在調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用期刊論文-微計算機(jī)信息2006，22(32)6、樓然苗，光飛編著51單片機(jī)設(shè)計實(shí)例航空航天大學(xué) 7、何立民MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)配置與接口技術(shù)M：航空航天大學(xué)，19908、宋國梅，基于89C51的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計期刊論文-

33、 濰坊學(xué)院學(xué)報第8卷第6期9、朱永金，成有才編單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)（C語言）中國勞動社會保障10、剛,周群.電子系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)踐M.:電子工業(yè),2004.附錄：附圖1電路總原理圖軟件程序/*函數(shù)：Motor功能：單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速并顯示轉(zhuǎn)速*/#include <reg51.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned intuint data t0,cnt1;uchar v=0; /定時器1溢出標(biāo)志uint flag=0;/1分鐘計數(shù)溢出標(biāo)志uint t0=5,t1=5;/Pwm占空比標(biāo)志sbit pwm=P20;sbit S0=P25; /數(shù)碼管位選通sbit S1=P26;sbit S2=P27;/按鍵sbit J0=P10;sbit J1=P11;sbit J2=P12;sb