畢業(yè)論文-直流電機控制系統(tǒng)

1、PAGE PAGE 43畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 直流電機控制系統(tǒng) 姓名 學號 專業(yè) 年級 指導(dǎo)教師 完成時間 任 務(wù) 書 系（部） 專業(yè) 班學生 學號 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 二、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作規(guī)定進行的日期： 09 年 11 月 日起至 10 年1月17 日 止 三、畢業(yè)設(shè)計（論文）進行地點： 四、任務(wù)書的內(nèi)容：目的：任務(wù)： 工作日程安排： 設(shè)計（論文）要求： 主要參考文獻： 學生開始執(zhí)行任務(wù)書日期 200 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日學生送交畢業(yè)設(shè)計（論文）日期： 200 年 月 日 教研室主任簽名： 年 月 日學生簽名： 年 月 日目 錄一、引言 5二、設(shè)計方案比較與

2、分析 6 1、電機速度控制模塊 62、電機測速模塊 73、電機速度顯示模塊 8 三 、系統(tǒng)設(shè)計與分析 9 1 、系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與分析 9 2 、系統(tǒng)的軟件設(shè)計 14 四 、測試結(jié)果與分析 16 五 、結(jié)論 16 參考文獻17附錄1 、系統(tǒng)硬件電路原理圖18附錄2 、系統(tǒng)程序 19摘要當今，自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，而直流驅(qū)動控制作為電氣傳動的主流在現(xiàn)代化生產(chǎn)中起著主要作用。長期以來，直流電動機因其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)比較靈活，方法簡單，易于大范圍平滑調(diào)速，控制性能好等特點，一直在傳動領(lǐng)域占有統(tǒng)治地位。它廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、工業(yè)機器人等工廠自動化設(shè)備中。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷

3、擴大，各個行業(yè)對直流電機的需求愈益增大，并對其性能提出了更高的要求。為此，研究并制造高性能、高可靠性的直流電機控制系統(tǒng)有著十分重要的現(xiàn)實意義。 本文設(shè)計開發(fā)了一套基于單片機的直流電機多速控制器，作為其配套的試驗裝置。論文根據(jù)系統(tǒng)的要求完成了整體方案設(shè)計和系統(tǒng)選型，針對所設(shè)計的控制方案對控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計作了詳細論述。硬件部分先作了整體設(shè)計，然后介紹了以AT89S52單片機為核心的硬件構(gòu)成，對調(diào)速電路、測量電路、閉環(huán)檢測電路和顯示電路等作了詳細闡述;軟件部分采用模塊化設(shè)計思想，編制了各個模塊的流程圖。論述了軟件的設(shè)計思想和方法;實現(xiàn)了對直流電動機轉(zhuǎn)動參數(shù)的設(shè)置、啟動、停止、加速、減速、正轉(zhuǎn)、

4、反轉(zhuǎn)和顯示等功能。利用AT89S52芯片進行低成本直流電動機控制系統(tǒng)的設(shè)計，能夠簡化系統(tǒng)構(gòu)成、降低系統(tǒng)成本、增強系統(tǒng)性能、滿足更多應(yīng)用場合的需要。 針對直流電機運行環(huán)境惡劣、干擾嚴重的特點，從系統(tǒng)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等多方面進行抗干擾的綜合考慮，并利用多種軟件和硬件技術(shù)來提高和改善系統(tǒng)的抗干擾能力，有效地提高了系統(tǒng)的可靠性和實用性。運行結(jié)果表明，系統(tǒng)實現(xiàn)了電機的高精度多速度控制，達到了性能指標要求。 Abstract Nowadays，automatic control systems have been widely used and developed in every aspect of

5、 life. As the artery in the area of electric drive systems, DC drivers become more and more important modern production. For a long time, DC motor has possessed the main role in the area of electric drive because of its neatly adjustment, simple method and smooth timing in a wide range,besides,its c

6、ontrol performance is excellent. DC motor is widely used on the automatic equipments ,such as CNC and industrial robot. As the scale of production becomes larger and larger the demand and requirements become higher and higher,so the research on improving the DC controlling system behavior has import

7、ant sense. This paper system of DC motor multiple speeds based on STCMCU is designed,as its necessary test equipment. It finished the total project design of system and model selection. The hardware and software design of the system according to the preceding solutions are discussed detailed. For th

8、e hardware part after a dissertation on the whole design，the core hardware of the control system is the STCMCU,the paper introduced the details of some hardware problem，including input circuit of keyboard，serial communication circuit, measure circuit, D/A switching circuit and display circuit and so

9、 on. The method of software planning for it is also discussed. For the software part，with the introduction of modular design concept some procedure flow charts of main program subroutine are offered. The paper designs the software which achieves the functions，such as install parameters, download par

10、ameters，startup stop accelerate and decelerate. This new family of STC enables costeffective design of controllers for DC motors which can fulfill more conditions，consisting of Fewer system components, lower system cost and increased performances. Aiming at the characteristic of bed environment and

11、serious disturbance，many Kinds of software and hardware technology are applied to improve systematic Antiinterference ability，which comprehensively improve systematic dependability and practicability. It has been proved by experiments that this system can make the high precise and multiple speed mot

12、or control come true. Stepping out the performance index is realized. Now this system has been put into experiment.關(guān)鍵字 AT89S52，PWM，電機控制 引 言直流電機因具有良好的線性調(diào)速特性、效率高、控制簡單、調(diào)速性能好及體積小等優(yōu)點得到了廣泛使用。常規(guī)電機調(diào)速控制方法中，電機工作不穩(wěn)定,損耗較大,尤其在低電壓輕負荷時情況更為嚴重，且工作頻率受電源頻率的限制, 難以滿足高精度的調(diào)速要求，不利于廣泛推廣。如何才能使電路具有成本低、控制精度高、調(diào)試修改參數(shù)方便，且能方便和靈活地適

13、用于大功率、可靠性高的直流電機控制系統(tǒng)中,是我們研究的目的。 設(shè)計方案比較與分析電機調(diào)速控制模塊：方案一：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動機的分壓，從而達到調(diào)速的目的。但是電阻網(wǎng)絡(luò)只能實現(xiàn)有級調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價格比較昂貴。更主要的問題在于一般電動機的電阻很小，但電流很大；分壓不僅會降低效率，而且實現(xiàn)很困難。方案二：采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制，通過開關(guān)的切換對小車的速度進行調(diào)整。這個方案的優(yōu)點是電路較為簡單，缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢、機械結(jié)構(gòu)易損壞、壽命較短、可靠性不高。方案三：采用集成芯片L298N 。L298N是SGS(通標標準技術(shù)服務(wù)有限公司)公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯

14、驅(qū)動電路。是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標準TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動46V、2A以下的電機。其有控制精度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，使用它和PWM技術(shù)可控制驅(qū)動電流大小以達到電機速度的調(diào)整。兼于方案三調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，因此本設(shè)計采用方案三。二 、電機測速模塊 方案一：使用霍爾傳感器?；魻杺鞲衅魇抢没魻栃?yīng)實現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器，它具有靈敏度高，線性度好，穩(wěn)定性高、體積小和耐高溫等特點，在機車控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。對測速裝置的要求是分辨能力強、高精度和盡可能短的檢測時間。其對硬件電路要求也要高。方

15、案二：使用光電碼盤。光電碼盤是由光學玻璃制成，在上面刻有許多同心碼道，每個碼道上都有按一定規(guī)律排列的透光和不透光部分。工作時，光投射在碼盤上，碼盤隨運動物體一起旋轉(zhuǎn)，透過亮區(qū)的光經(jīng)過狹縫后由光敏元件接受，光敏元件的排列與碼道一一對應(yīng)，對于亮區(qū)和暗區(qū)的光敏元件輸出的信號，前者為“1”，后者為“0”，當碼盤旋轉(zhuǎn)在不同位置時，光敏元件輸出信號的組合反映出一定規(guī)律的數(shù)字量，代表了碼盤軸的角位移。但其使用較麻煩，準確度與反應(yīng)速度不高。對軟件方面要求也高。方案三：使用光電開關(guān)GK105。光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。

16、如下圖。GK105的標準用法，A端1K、C端10K。接上電路AT89S52檢測到光電管的狀態(tài)變化，得到信號。使用它不僅電路簡單，且很實用，反應(yīng)快，準確度高。兼于方案三測速性能優(yōu)良、價格便宜、調(diào)速范圍廣、使用簡單，因此本設(shè)計采用方案三。三 、電機速度顯示模塊方案一 ：使用數(shù)碼管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。由于本電路要求。要4位一體的數(shù)碼管才行，但其硬件電路復(fù)雜，且只能顯示單純的數(shù)字，不能顯示電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)。方案二

17、 :使用液晶LCD1602.1602是能顯示2行，每行16個字符，字符包括英文字符及阿拉伯數(shù)字。但其不能顯示漢字。方案三：使用液晶12864. 帶中文字庫的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面。可以顯示84行1616點陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比

18、，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。兼于方案三顯示性能優(yōu)良、價格適中、使用范圍廣、使用簡單，因此本設(shè)計采用方案三。第三章 系統(tǒng)分析與設(shè)計 一、 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與分析1、電機轉(zhuǎn)速控制1.1 控制方法及分析直流電動機轉(zhuǎn)速的控制方法可分為兩類，即勵磁控制法與電樞電壓控制法。勵磁控制法控制磁通，其控制功率雖然小，但低速時受到磁飽和的限制，高速時受到換向火花和換向器結(jié)構(gòu)強度的限制;而且由于勵磁線圈電感較大，動態(tài)響應(yīng)較差。所以常用的控制方法是改變電樞端電壓調(diào)速的電樞電壓控制法。調(diào)節(jié)電阻r即可改變端電壓，達到調(diào)速目的。但這種傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速方法效率低?，F(xiàn)

19、在一般采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制技術(shù)來實現(xiàn)電機速度調(diào)整。該技術(shù)穩(wěn)定性好，易控制，精度高。（1） PWM定義脈沖寬度調(diào)制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于測量，通信，功率控制與變換等許多領(lǐng)域。一種模擬控制方式，根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來實現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶 體管或晶體管導(dǎo)通時間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定。脈沖寬度調(diào)制（PWM）是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)

20、制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。多數(shù)負載(無論是電感性負載還是電容性負載)需要的調(diào)制頻率高于10Hz，通常調(diào)制頻率為1kHz到200kHz之間。 （2）調(diào)速原理PWM是通過固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，從而改變負載兩端的電壓，進而達到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。在PWM驅(qū)動控制的調(diào)整系統(tǒng)中

21、，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)“接通”和“斷開”時間的長短。通過改變直流電機電樞上電壓的“占空比”來改變平均電壓的大小，從而控制電動機的轉(zhuǎn)速。因此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。如圖2所示，在脈沖作用下，當電機通電時，速度增加；電機斷電時，速度逐漸減少。只要按一定規(guī)律，改變通、斷電機的平均速度得到控制。設(shè)電機始終接通電源時，電機轉(zhuǎn)速最大為Vmax，設(shè)占空比為D=t1/T，則電機的平均速度為Vd=Vmax*D.式中，Vd電機的平均速度；Vmax電機全通電時的速度（最大）；D=t1/T占空比。由公式可見，當我們改變占空比D=t1/T時，就可以得到不同的電機平均速度V

22、d，從而達到調(diào)速的目的。嚴格的講，平均速度Vd與占空比D并不是嚴格的線性關(guān)系，在一般的應(yīng)用中，可以將其近似地看成線性關(guān)系。 （3）實現(xiàn)方法 PWM信號的產(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。由于后一種方法較復(fù)雜，操作起來也麻煩。所以我們采用以軟件的方法來產(chǎn)生PWM信號，即使用單片機。 單片機AT89S52是具有兩個定時器T0和T1。通過控制定時器初值T0和T1，從而可以實現(xiàn)從89s52的任意輸出口輸出不同占空比的脈沖波形。由于PWM信號軟件實現(xiàn)的核心是單片機內(nèi)部的定時器，而不同的單片機的定時器具有不同的特點，即使是同一臺單片機由于選用的晶振不同，選擇的定時器工作方式不同，其

23、定時器的定時初值與定時時間的關(guān)系也不同。因此，首先明確定時器的定時初值與定時時間的關(guān)系。如果單片機的時鐘頻率為f，定時器/計數(shù)器為N位，則定時器初值與定時時間的關(guān)系為： 式中，Tw定時器定時初值；N一個機器周期的時鐘熟。 N隨著機型的不同而不同。在應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的機型給出相應(yīng)的值。這樣，我們可以通過設(shè)定不同的定時初值Tw，從而改變占空比D，進而達到控制電機轉(zhuǎn)速的目的。 注： 占空比是高電平所占周期時間與整個周期時間的比值 。 1.2 電機轉(zhuǎn)速控制元件選用及分析（1） 單片機單片機選用AT89S52，其與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容 、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器、 1000次擦寫周期

24、、 全靜態(tài)操作：0Hz33Hz 、 三級加密程序存儲器 、 32個可編程I/O口線 、三個16位定時器/計數(shù)器 八個中斷源 、全雙工UART串行通道、 低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時器 、雙數(shù)據(jù)指針 、掉電標識符 。功能特性描述 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為眾

25、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具有以下標準功能： 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。8 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash AT89S52。（

26、2）電機驅(qū)動芯片L298是SGS(通標標準技術(shù)服務(wù)有限公司)公司的產(chǎn)品，比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動電路。是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標準TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動46V、2A以下的電機。且其有控制精度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點。其能很好滿足電路設(shè)計要求。如圖為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；其基本工作原理為：IN1、IN2配合可以控制電機的轉(zhuǎn)向，ENA為使能端當設(shè)定好電機轉(zhuǎn)向后，對ENA進行高頻PWM調(diào)制輸入，在電樞電感濾波的作用下，電機就可以得到低于電源電壓的實際工作電壓。當ENA=1時，電機端電壓U=

27、Vs，當ENA=0時，電機通過主開關(guān)管的反并聯(lián)二極管（圖中未示出）虛流，實際相當于電機反轉(zhuǎn)在電源兩端，電機端電壓U=Vs，因此，可以推出，當ENA的占空比為D時，電機實際獲得的端電壓值為：U=（2D-1）*Vs。（而實際上由于電機是消耗電能，因此D0.5時是不能工作的） 即DC/DC降壓電路的傳函為：Us=Vs*（2F(S)-1）. 2 、電機測速及顯示使用光電傳感器GK105測電機速度，該傳感器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，較廉價。速度顯示使用液晶YB12864.該液晶能顯示漢英文字符及數(shù)字且實用，電機速度，及運轉(zhuǎn)狀態(tài)能直觀大方顯示出來。 3 、電機閉環(huán)檢測系統(tǒng) 閉環(huán)檢測系統(tǒng)是檢測輸出、計算誤差并用以

28、糾正誤差的控制系統(tǒng)，其輸出會通過某種途徑變換后反饋回輸入端。 由于上述電機系統(tǒng)在開環(huán)狀態(tài)下，電機系統(tǒng)存在穩(wěn)態(tài)誤差，為消除穩(wěn)態(tài)誤差，控制器中應(yīng)包含積分項。要求電機系統(tǒng)的超調(diào)量小，即要求有較大的相角裕度，設(shè)計要求超調(diào)量小，則控制器擬采用PL控制器，在S域進行控制系統(tǒng)的設(shè)計。經(jīng)過模擬仿真驗證和實際操作，加入了PL調(diào)節(jié)器的閉環(huán)系統(tǒng)在消除了穩(wěn)態(tài)誤差，獲得抗擾能力的同時，又具有較好的動態(tài)性能。 二 、系統(tǒng)的軟件設(shè)計本系統(tǒng)編程部分工作采用KELI-C51語言完成，采用模塊化的設(shè)計方法，與各子程序做為實現(xiàn)各部分功能和過程的入口，完成鍵盤輸入、按鍵識別和功能、PWM脈寬控制和12864顯示等部分的設(shè)計。單片機資

29、源分配如下表：P0顯示模塊接口外部中斷0（P3.2）鍵盤中斷P2.7/2.6/2.5/2.4鍵盤模塊接口P2.0/P2.1PWM電機驅(qū)動接口內(nèi)部定時器0系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)主函數(shù)流程如圖三：PWM脈寬控制：本設(shè)計中采用軟件延時方式對脈沖寬度進行控制，延時程序函數(shù)如下：void delay(unsigned char dlylevel) int i=50*dlylevel; while(-i);此函數(shù)為帶參數(shù)DLYLEVEL，約產(chǎn)生DLYLEVEL*400us的延時，因此一個脈沖周期可以由高電平持續(xù)時間系數(shù)hlt和低電平持續(xù)時間系數(shù)llt組成，本設(shè)計中采用的脈沖頻率為25Hz，可得hlt+llt=100

30、，占空比為hlt/(hlt+llt)，因此要實現(xiàn)定頻調(diào)寬的調(diào)速方式，只需通過程序改變?nèi)肿兞縣lt，llt的值，該子程序流程圖如圖四。鍵盤中斷處理子程序：采用中斷方式，按下鍵，單片機P3.2腳產(chǎn)生一負跳沿，響應(yīng)該中斷處理程序，完成延時去抖動、鍵碼識別、按鍵功能執(zhí)行。調(diào)速檔、持續(xù)加/減速：調(diào)速檔通過（0-9）共10檔固定占空比，即相應(yīng)檔位相應(yīng)改變hlt，llt的值，以實現(xiàn)調(diào)速檔位的實現(xiàn)。而要實現(xiàn)按住加/減速鍵不放時恒加或恒減速直到放開停止，就需在判斷是否松開該按鍵時，每進行一次增加/減少1%占空比（即hlt+/-;llt-/+）,其程序流程圖如圖五。顯示子程序：利用數(shù)組方式定義顯示緩存區(qū)，緩存區(qū)

31、有8位，分別存放各個LED管要顯示的值。顯示子程序為一帶參子程序，參數(shù)為顯示緩存的數(shù)組名，通過for(i=0;i8;i+)方式對每位加上位選碼，送到P0口并進行一兩毫秒延時。該顯示子程序只對各個LED管分別點亮一次，因此在運行過程中，每秒執(zhí)行的次數(shù)不應(yīng)低于每秒24次。定時中斷處理程序：采用定時方式1，因為單片機使用12M晶振，可產(chǎn)生最高約為65.5ms的延時。對定時器置初值3CB0H可定時50ms，即系統(tǒng)時鐘精度可達0.05s。當50ms定時時間到，定時器溢出則響應(yīng)該定時中斷處理程序，完成對定時器的再次賦值，并對全局變量time加1，這樣，通過變量time可計算出系統(tǒng)的運行時間。對于一個數(shù)的顯

32、示，先應(yīng)轉(zhuǎn)成BCD碼，即取出每一個位，分別送入顯示緩存區(qū)，對于轉(zhuǎn)BCD的算法，應(yīng)對一個數(shù)循環(huán)除10取模，直至為0，程序如下：dodispbuffbcd_p=bechange%10;/dispbuff為顯示緩沖區(qū)數(shù)組 bcd_p+;while(bechange/=10) /disp_p為數(shù)組指針軟件設(shè)計中的特點:對于電機的啟停，在PWM控制上使用漸變的脈寬調(diào)整，即開啟后由停止勻加速到默認速度，停止則由于當前速度逐漸降至零。這樣有利于保護電機，如電機運用于小車上，在啟動上采用此方式也可加大啟動速度，防止打滑。對于運行時間的計算、顯示。配合傳感器技術(shù)可用于計算距離，速度等重要的運行數(shù)據(jù)。鍵盤處理上采

33、用中斷方式，不必使程序?qū)︽I盤反復(fù)掃描，提高了程序的效率。 測試結(jié)果與分析經(jīng)實際做好電路板檢測設(shè)計方案及原理，電機能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，10級以上的PWM調(diào)速。單片機產(chǎn)生的PWM信號和正反轉(zhuǎn)信號控制電機驅(qū)動芯片L298N，即控制電機的轉(zhuǎn)向及速度大小。用光電傳感器GK105來測電機運轉(zhuǎn)速度，準確快速地將電機速度信號傳送到了單片機。電機轉(zhuǎn)速信號經(jīng)單片機處理，在液晶YB12864上顯示，電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)及速度就直觀大方在液晶屏幕上顯示出來。測試結(jié)果驗證了自己的設(shè)計方案。 結(jié) 論利用AT89S52單片機產(chǎn)生的PWM 信號，加入數(shù)字PID算法實現(xiàn)對電機速度的控制，提高了系統(tǒng)的控制精度,保證了電機轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性；電

34、機的啟動、停止、左右轉(zhuǎn)和速度都由程序定義,調(diào)試時只需修改PWM信號占空比即可實現(xiàn)速度控制，改變輸出口電平即可實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)，無須改變系統(tǒng)硬件電路,即可實現(xiàn)各種控制，能有效縮短開發(fā)周期,提高效率；結(jié)合了受限倍頻單極性可逆PWM電機驅(qū)動電路，增強了系統(tǒng)的驅(qū)動能力，提高了系統(tǒng)的可靠性和性價比。電路設(shè)計簡單，電機控制方便，有利于廣泛推廣。致 謝首先感謝學院能給我一個可以讓我們把所學的知識總結(jié)起來的機會，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我對電機控制系統(tǒng)有了個整體上的概括，也讓我們具體了解到PWM調(diào)速、閉環(huán)檢測系統(tǒng)的具體作用，了解到了它的功能，結(jié)構(gòu)。這次畢業(yè)設(shè)計是在我的老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。讓對以前學過的知

35、識有了重新的認識，這次畢業(yè)設(shè)計讓我受益非淺。在此，我還要感謝和我同組的同學。在做畢業(yè)設(shè)計時，正是由于同組同學的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。他們對本設(shè)計做了不少工作，給予我不少的幫助。從開始進入設(shè)計方案論證到論文完成，我得到了同學和老師的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！參考文獻1 、潘新民 ，微型計算機控制技術(shù) ，北京；電子工業(yè)出版社，20032 、林爵天，微機控制PWM直流電機調(diào)速 ，上海電機技術(shù)高等專科學校學報 ，20013 、李瑋、趙江、劉建業(yè)，一種使用的單片機控制的數(shù)字式調(diào)速系統(tǒng) ，吉林化工學院學報 ，20024 、張大明 ，單片機微機控制應(yīng)用技術(shù) ，

36、機械工業(yè)出版社 ，2007 5、 郁有文 、常健 、程繼紅 ，傳感器原理及工程應(yīng)用 ，西安電子科技大學出版社 ，2008附錄1：1 、系統(tǒng)板電路原理圖。2 、電機驅(qū)動板原理圖。附錄2程序： #include #include #include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit PWM=P10;sbit a=P15; /sbit P21=P20; /+sbit P22=P21; /-sbit IN1=P11; / 接口sbit IN2=P12; /sbit zz=P22; / 正轉(zhuǎn)sbit ff=P23; / 反sbi

37、t tt=P32; /停止uchar *p;void delay(uint m) /延時函數(shù) while(m-);void delay1() /延時 unsigned char i;for(i=1000;i0;i-); void an_jian() b=50; if(P21=0) delay1(); if(P21=0) b=20; if(P22=0) delay1(); if(P22=0) b=90; void timer_init() TMOD=0 x02; /*定時器1為工作模式2(8位自動重裝)，0為模式2(8位自動重裝) */ PCON=0 x00; TF0=0; TH0=256-10

38、0; /保證定時時長為0.1ms TL0=256-100; ET0=1; TR0=1; /開始計數(shù) EA=1; /中斷允許 void INTERtime () interrupt 1 count+; if(countb&a=1) count=0; a=0; PWM=1; if(count100-b)&a=0) count=0; a=1; PWM=0; void main() IN1=1; IN2=0; b=50; timer_init(); while(1) if(tt=0) delay1(); if(tt=0) TR0=0; PWM=0; while(tt=0); if(zz=0) dela

39、y1(); if(zz=0) IN1=1;IN2=0;while(zz=0); /K2CHECK(); if(ff=0) delay1(); if(ff=0) IN1=0;IN2=1; while(ff=0); if(P21=0) delay1(); if(P21=0) if(!(b=0) b=b-5; delay1(); while(P21=0); if(P22=0) delay1(); if(P22=0) if(!(b=95) b=b+5; delay1(); while(P22=0); 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定表課題名稱學生姓名學號專業(yè)指導(dǎo)組教師姓名（職稱）序號評審項目評 分 標 準滿分

40、評分12345678答辯指導(dǎo)教師評語：評閱人簽名： 年 月 日答辯（評定）小組意見：年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）成績：評定小組簽名：年 月 日附錄資料：不需要的可以自行刪除常用電工與電子學圖形符號序號符號名稱與說明1直流 注：電壓可標注在符號右邊，系統(tǒng)類型可標注在左邊2直流 注：若上述符號可能引起混亂，也可采用本符號3交流 頻率或頻率范圍以及電壓的數(shù)值應(yīng)標注在符號的右邊，系統(tǒng)類型應(yīng)標注在符號的左邊50Hz示例1： 交流 50Hz100600Hz示例2：交流 頻率范圍100600Hz380/220V 3N 50Hz示例3：交流，三相帶中性線， 50Hz， 380V（中性線與相線之間為220V）。3

41、N可用3+ N代替3N 50Hz/TN-S示例4：交流，三相，50Hz，具有一個直接接地點且中性線與保護導(dǎo)線全部分開的系統(tǒng)4低頻（工頻或亞音頻）5中頻（音頻）6高頻（超音頻，載頻或射頻）7交直流8具有交流分量的整流電流注：當需要與穩(wěn)定直流相區(qū)別時使用9N中性（中性線）10M中間線11+正極12-負極13熱效應(yīng)14電磁效應(yīng)過電流保護的電磁操作15電磁執(zhí)行器操作16熱執(zhí)行器操作（如熱繼電器、熱過電流保護）17電動機操作18正脈沖19負脈沖20交流脈沖21正階躍函數(shù)22負階躍函數(shù)23鋸齒波24接地一般符號25無噪聲接地（抗干擾接地）26保護接地27接機殼或接底板28等電位29理想電流源30理想電壓源

42、31理想回轉(zhuǎn)器32故障（用以表示假定故障位置）33閃繞、擊穿34永久磁鐵35動觸點注：如滑動觸點36測試點指示示例點，導(dǎo)線上的測試37交換器一般符號/轉(zhuǎn)換器一般符號注：若變換方向不明顯，可用箭頭表示在符號輪廓上38電機一般符號，符號內(nèi)的星號必須用下述字母代替C同步交流機 G 發(fā)電機G8同步發(fā)電機 M電動機MG擬作為發(fā)電機或電動機使用的電機MS同步電動機 注：可以加上符號或SM伺服電機 TG測速發(fā)電機TM力矩電動機 IS感應(yīng)同步器39三相籠式異步電動機40三相線繞轉(zhuǎn)子異步電動機41并勵三相同步變速機42直流力矩電動機步進電機一般符號43電機示例：短分路復(fù)勵直流發(fā)電機示出接線端子和電刷44串勵直流

43、電動機45并勵直流電動機46單相籠式有分相扇子的異步電動機47單相交流串勵電動機48單向同步電動機49單向磁滯同步電動機自整角機一般符號符號內(nèi)的星號必須用下列字母代替：CX 控制式自整角發(fā)送機 CT控制式自整角變壓器TX 力矩式自整角發(fā)送機 TR 力矩式自整角接收機50手動開關(guān)一般符號51按鈕開關(guān)（不閉鎖）52拉拔開關(guān)（不閉鎖）53旋鈕開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)（閉鎖）54位置開關(guān) 動合觸點限制開關(guān) 動合觸點55位置開關(guān) 動斷觸點限制開關(guān) 動斷觸點56熱敏自動開關(guān) 動斷觸點57熱繼電器 動斷觸點58接觸器觸點（在非動作位置斷開）59接觸器觸點（在非動作位置閉合）60操作器件一般符號 注：具有幾個繞組的操作

44、器件，可由適當數(shù)值的斜線或重復(fù)本符號來表示61緩慢釋放（緩放）繼電器的線圈62緩慢吸合（緩吸）繼電器的線圈63緩吸和緩放繼電器的線圈64快速繼電器（快吸和快放）的線圈65對交流不敏感繼電器的線圈66交流繼電器的線圈67熱繼電器的驅(qū)動器件68熔斷器一般符號69熔斷器式開關(guān)70熔斷器式隔離開關(guān)71熔斷器式負荷開關(guān)72火花間隙73雙火花間隙74 動合（常開）觸點 注：本符號也可以用作開關(guān)一般符號75動斷（常閉）觸點76先斷后合的轉(zhuǎn)換觸點77中間斷開的雙向觸點78先合后斷的轉(zhuǎn)換觸點（橋接）79當操作器件被吸合時延時閉合的動合觸點80有彈性返回的動合觸點81無彈性返回的動合觸點82有彈性返回的動斷觸點8

45、3左邊彈性返回，右邊無彈性返回的中間斷開的雙向觸點84指示儀表的一般符號 星號須用有關(guān)符號替代，如A代表電流表等85記錄儀表一般符號 星號須用有關(guān)符號替代，如W代表功率表等86指示儀表示例：電壓表87電流表88無功電流表89無功功率表90功率因數(shù)表91相位表92頻率表93檢流計94示波器95轉(zhuǎn)速表96記錄儀表示例：記錄式功率表97組合式記錄功率表和無功功率表98記錄式示波器99電度表（瓦特小時計）100無功電度表101燈一般符號 信號燈一般符號注：如果要求指示顏色則在靠近符號處標出下列字母：RD 紅、YE 黃、GN 綠、BU藍、WH白如要指出燈的類型，則在靠近符號處標出下列字母：Ne氖、Xe氦

46、、 Na鈉 、Hg汞、 I碘、 IN白熾、EL電發(fā)光、ARC弧光、FL熒光、IR紅外線、UV紫外線、LED發(fā)光二極管102閃光型信號燈103電警笛 報警器104優(yōu)選型其它型峰鳴器105電動器箱106電喇叭107優(yōu)選型其它型電鈴108 可調(diào)壓的單向自耦變壓器109 繞組間有屏蔽的雙繞組單向變壓器110 在一個繞組上有中心點抽頭的變壓器111 耦合可變的變壓器112 三相變壓器星形三角形聯(lián)結(jié)113 三相自耦變壓器 星形連接114 單向自耦變壓器115 雙繞組變壓器注：瞬時電壓的極性可以在形式Z中表示示例：示出瞬時電壓極性標記的雙繞組變壓器流入繞組標記端的瞬時電流產(chǎn)生輔助磁通116 三繞組變壓器11

47、7 自耦變壓器118電抗器 扼流圈119優(yōu)選型其它型電阻器一般符號120可變電阻器 可調(diào)電阻器121壓敏電阻器、變阻器 注：U可以用V代替122滑線式變阻器123帶滑動觸點和斷開位置的電阻器124滑動觸點電位器125優(yōu)選型 其它型 電容器一般符號 注：如果必須分辨同一電容器的電極時，弧形的極板表示：在圈定的紙介質(zhì)和陶瓷介質(zhì)電容器中表示外電極在可調(diào)和可變的電容器中表示動片電極在穿心電容器中表示紙電位電極126優(yōu)選型 其它型 極性電容器127優(yōu)選型 其它型 可變電容器可調(diào)電容器128優(yōu)選型 其它型 微調(diào)電容器129電感器 線圈 繞組 扼流圈130半導(dǎo)體二極度管一般符號131發(fā)光二極管一般符號132

48、利用室溫效應(yīng)的二極管 Q可用t代替133用作電容性器件的二極管（變?nèi)荻O管）134隧道二極管135單向擊穿二極管電壓調(diào)整二極管江崎二極管136雙向擊穿二極管137反向二極管（單隧道二極管）138雙向二極管交流開關(guān)二極管139三極晶體閘流管 注：當沒有必要規(guī)定控制極的類型時，這個符號用于表示反向阻斷三極晶體閘流管140反向阻斷三極晶體閘流管N型控制極（陽極側(cè)受控）141反向阻斷三極晶體閘流管P型控制極（陰極側(cè)受控）142可關(guān)斷三極晶體閘流管，末規(guī)定控制極143可關(guān)斷三極晶體閘流管 N型控制極 （陽極側(cè)受控）144可關(guān)斷三極晶體閘流管 P型控制極 （陰極側(cè)受控）145反向阻斷四極晶體閘流管146雙

49、向三極晶體閘流管三端雙向晶體閘流管147反向?qū)ㄈ龢O晶體閘流管，末規(guī)定控制極148反向?qū)ㄈ龢O晶體閘流管，N型控制極（陽極側(cè)受控）149反向?qū)ㄈ龢O晶體閘流管，P型控制極（陰極側(cè)受控）150光控晶體閘流管151PNP型半導(dǎo)體管152NPN型半導(dǎo)體管，集電極接管殼153NPN型雪崩半導(dǎo)體管154具P型基極單結(jié)型半導(dǎo)體管155具有N型基極單結(jié)型半導(dǎo)體管156N型溝道結(jié)型場效應(yīng)半導(dǎo)體管注：柵極與源極引線應(yīng)繪在一直線上157P型溝道結(jié)型場效應(yīng)半導(dǎo)體管158增強型、單柵、P溝道和襯底無引出線絕緣相場效應(yīng)半導(dǎo)體管159增強型、單柵、N溝道和襯底無引出線絕緣相場效應(yīng)半導(dǎo)體管160增強型、單柵、P溝道和襯底有引出線絕緣相場效應(yīng)半導(dǎo)體管161增強型、單柵、N溝道和襯底與源極在內(nèi)部連接絕緣相場效應(yīng)半導(dǎo)體管162耗盡型、單柵、N溝道和襯底無引出線的柵場效應(yīng)半導(dǎo)體管163耗盡型、單柵、P溝道和襯底無引出線的柵場效應(yīng)半導(dǎo)體管164耗盡型、單柵、N溝道和襯底有引出線的柵場效注：在多柵的情況下，主柵極與源極的引線應(yīng)在一條直線上165光敏電阻具有對稱導(dǎo)電性的光電器件166光電二極管具有非對稱導(dǎo)電性的光電器件167光電池168光電半導(dǎo)體管（示出PNP型）169原電池或蓄電池170 原電池組或蓄電池組171“或”單元，通用符號只有一個或一個以上的輸入呈現(xiàn)“1