直流電機(jī)實驗預(yù)習(xí)報告

直流電機(jī)預(yù)習(xí)實驗報告一．實驗?zāi)康耐ㄟ^利用PWM控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度，了解直流電機(jī)的工作原理，明白其順轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)的機(jī)理。二．實驗原理脈寬調(diào)制（PWM）基本原理脈沖寬度調(diào)制，簡稱脈寬調(diào)制，是將模擬信號轉(zhuǎn)換為脈沖波形的一種技術(shù)，一般轉(zhuǎn)換后波形的周期固定，但脈沖的占空比會依模擬信號的大小而改變。PWM波根據(jù)其占空比的不同來控制電路的通斷，進(jìn)而控制模擬設(shè)備。直流電機(jī)圖1直流電機(jī)原理圖（町止轉(zhuǎn) ei反轉(zhuǎn) 心》輕敦圖2H型雙極可逆PWM電流波形直流電機(jī)的電原理圖如圖1所示，可以通過H型雙極可逆PWM驅(qū)動系統(tǒng)來控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動。H型雙極可逆PWM電流波形如圖2所示，當(dāng)同相電壓的時間超過一半周期時,積累的電流為同相，此時直流電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)同相電壓的時間小于一半周期時，積累的電流為反相，此時直流電機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)占空比為50%時，直流電機(jī)處于輕載狀態(tài)。通過控制脈沖的占空比，即可控制直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)動快慢。3．定時器定時器的相關(guān)原理已在前面實驗中進(jìn)行陳述，具體可參看教材。三．實驗設(shè)備及器件PC機(jī)，DP-51PR0C單片機(jī)綜合仿真試驗儀。四．實驗內(nèi)容實驗要求1.1短接B10區(qū)的JP18跳線，B10區(qū)ZDJ_B連C1區(qū)GND。B10區(qū)的ZDJ_A連A2區(qū)的P10,利用定時器在P10口產(chǎn)生PWM波形來驅(qū)動電機(jī)。1.2A2區(qū)P11連D1區(qū)的KEY1, P12連D1區(qū)的KEY2。利用兩個按鍵來動態(tài)調(diào)整PWM的占空比，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。實驗設(shè)計由于已經(jīng)將ZDJ_B接了GND，所以ZDJ_A的電壓就不可能低于ZDJ_B，因此直流電機(jī)只能正轉(zhuǎn)或者停轉(zhuǎn)不能反轉(zhuǎn)。實驗要求1只要能輸出PWM波就可以驅(qū)動直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動，由于電流也是有慣性的，所以只要輸出一定占空比的波形就可以驅(qū)動直流電機(jī)轉(zhuǎn)動，至于轉(zhuǎn)動的快慢則由整個周期內(nèi)總電流的大小來控制。由于PWM波的周期是確定的，所以不同的占空比會在整個周期內(nèi)積累不同大小的電流。占空比大，三極管導(dǎo)通時間長，流入的電流就多，整個周期的平均電流就大，那么直流電機(jī)就轉(zhuǎn)得快，反之，直流電機(jī)就轉(zhuǎn)得慢。因為要產(chǎn)生PWM波，其對周期的精確性要求比較高，所以要通過定時器來進(jìn)行定時且需要用中斷方式。為了動態(tài)改變PWM波的占空比，利用兩個外部中斷可以很好的實現(xiàn)，但是這樣又會引入中斷嵌套的問題，且題目要求將兩個按鍵連接到P11和P12口，所以這就需要專門的程序代碼來不斷檢測這兩個I/O口的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)狀態(tài)改變即進(jìn)入處理程序，在處理程序中通過改變計數(shù)器的值來達(dá)到控制占空比的目的。所以可以設(shè)置一個高電平脈沖數(shù)計數(shù)器來確定占空比，設(shè)置另一個計數(shù)器來計數(shù)產(chǎn)生的中斷次數(shù)，當(dāng)中斷次數(shù)達(dá)到了脈沖數(shù)計數(shù)器的值時，就可以反轉(zhuǎn)I/O口的電平，當(dāng)中斷的次數(shù)與周期數(shù)相等，那么就可以重置中斷次數(shù)計數(shù)器。此時，就產(chǎn)生了一個周期的PWM波。通過按鈕的處理程序改變脈沖數(shù)計數(shù)器的值，就可以2/7達(dá)到改變占空比的目的，進(jìn)而可以控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)動的快慢。電路連接圖vccST-PQLOKClHF3OkiCl仆■EAPl.CiRSTS0C51milPl.lX7.CJGKDPl.l￡二］沁:—S3ST-PQLOKClHF3OkiCl仆■EAPl.CiRSTS0C51milPl.lX7.CJGKDPl.l￡二］沁:—S3圖3PWM控制直流電機(jī)電原理圖4.程序流程圖中斷處理函數(shù)圖4PWM控制直流電機(jī)程序流程圖

4.程序清單PWMHDATA30H;高電平脈沖的個數(shù)PWMDATA31H;PWM周期COUNTERDATA32H;定時中斷次數(shù)計數(shù)器TEMPDATA33H;數(shù)據(jù)暫存寄存器ORG8000H;偽指令，定義代碼存放開始地址，硬件仿真LJMPMAINORG800BH;存放T0中斷處理函數(shù)的入口地址LJMPINTT0ORG8100H；偽指令，以下代碼從8100H開始存放MAIN:MOVPWMH,#02H;初始化高電平脈沖個數(shù)MOVCOUNTER,#01H;初始化中斷次數(shù)計數(shù)器MOVPWM,#15H；初始化PWM波周期數(shù)MOVTMOD,#02H;T0,計數(shù)方式2MOVTL0,#38H;T0定時200usMOVTH0,#38H;重裝計數(shù)器的初值SETBET0；使能T0中斷SETBEA;開放CPU中斷SETBTR0;啟動T0KSCAN:JNBP1.1,K1CHECK;掃描KEY1,按下則跳轉(zhuǎn)JNBP1.2,K2CHECK;掃描KEY2,按下則跳轉(zhuǎn)SJMPKSCAN;持續(xù)掃描K1CHECK:JBP1.1,K1HANDLE；等待按鍵松開，跳轉(zhuǎn)KEY1處理程序SJMPK1CHECK?9K1HANDLE:

MOVCJNESJMPA,A,PWM,KSCANPWMHK1H0?9;判斷是否到達(dá)上邊界;是，繼續(xù)掃描按鍵K1H0:MOVA,PWMH■9INCA;高定平脈沖數(shù)加1CJNEA,PWM,K1H1;如果加1后到達(dá)最大值CLRTR0;T0停止SETBP1.0;輸出高電平SJMPK1H2K1H1:CJNEA,#02H,K1H2;如果加1后到達(dá)下邊界SETBTR0;啟動T0K1H2:INCPWMH;增加占空比SJMPKSCAN;繼續(xù)掃描K2CHECK:JBP1.2,K2HANDLE；等待按鍵松開，跳轉(zhuǎn)KEY2處理程序SJMPK2CHECK>9K2HANDLE:MOVA,PWMHCJNEA,#01H,K2H0；判斷是否到達(dá)下邊界SJMPKSCAN；是，繼續(xù)掃描K2H0:MOVA,PWMHMOVTEMP,A；占空比送暫存寄存器DECA?9CJNEA,#01H,K2H1；如果減1后到達(dá)下邊界CLRTR0；T0停止計數(shù)

CLRP1.0K2H2;輸出低電平SJMPK2H1:DECTEMPCJNEA,TEMP,K2H2;如果到達(dá)上邊界SETBTR0;重啟T0K2H2:DECPWMH;降低占空比SJMPKSCAN;繼續(xù)掃描INTT0:；T0中斷處理函數(shù)PUSHPSW;保護(hù)現(xiàn)場PUSHACCINCCOUNTER;中斷次數(shù)計數(shù)器加1MOVA,COUNTERCJNEA,PWMH,INTT01;如果