直流電機(jī)雙向可逆控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

錯(cuò)誤！未定義樣式。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文PAGE2PAGEPAGE22系統(tǒng)整體方案系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的步驟為先選擇主控制芯片，然后通過(guò)顯示電路的比較與選擇、電機(jī)調(diào)速控制模塊、電源電路與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路三個(gè)方面逐步確定系統(tǒng)的軟硬件指標(biāo)，最終將設(shè)計(jì)分為硬件和軟件兩個(gè)部分分別詳細(xì)概括，本文的設(shè)計(jì)原理是主要以單片機(jī)為核心，通過(guò)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生PWM波形，控制LN298大功率H橋路驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)控制轉(zhuǎn)速，并且將結(jié)果通過(guò)數(shù)碼管將速度等級(jí)顯示出來(lái)作為具體分析概述。系統(tǒng)總體方案如下所示：圖2-1系統(tǒng)總體方案2.1主控制芯片的選擇在選擇主控芯片，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)先選用STC12C5A60S2單片機(jī)，這一系列的控制元器件，最初是從Intel的8031單片機(jī)發(fā)展而來(lái)，隨著Flashrom技術(shù)上升到一個(gè)新的臺(tái)階，8031單片機(jī)克服原因的缺點(diǎn)，在目前得到大范圍的使用。是當(dāng)前首選的8位單片機(jī)之一。主要型號(hào)是AT89系列，主要應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)作業(yè)。同時(shí)市場(chǎng)上出現(xiàn)51系列的兼容機(jī)型，成為市場(chǎng)追捧的對(duì)象。并且這種現(xiàn)狀還會(huì)持續(xù)很久。其中51單片機(jī)的應(yīng)用范圍是最廣的。而且因?yàn)橛衅渌南盗邢嗬^推出，所以51單片機(jī)的成本也不高，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)使用非常劃算。2.2顯示電路的比較與選擇數(shù)碼管顯示有點(diǎn)較多，首選就是其高亮度、其次簡(jiǎn)單簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)、低成本，高性?xún)r(jià)比、高速響應(yīng)。在實(shí)際工程中，成為人們的優(yōu)先選擇項(xiàng)，由于其高清畫(huà)質(zhì)，所以顯示信息容易捕捉，即使是站在高處也可以輕易看到。除此之外，數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)比較容易，僅僅憑借硬件驅(qū)動(dòng)即可，不需要程序控制來(lái)輔助運(yùn)作，這樣就會(huì)為CPU的資源蓄足空間。也就是說(shuō)采用LED數(shù)碼管，是信息顯示的不二之選。2.3電機(jī)調(diào)速控制模塊采用由三極管組成的H型PWM電路。用單片機(jī)控制三極管使之工作在占空調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路是在管子的飽和下運(yùn)行，所以運(yùn)轉(zhuǎn)的速度非常的高。H型線(xiàn)路直流電機(jī)改變素的方向和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的大小。電子開(kāi)關(guān)就不具備這種優(yōu)勢(shì)，雖然開(kāi)的速度快，但是不能很快的到達(dá)工作狀態(tài)，穩(wěn)定性也不好。所以，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，直流電子運(yùn)用的是H型電路，采用的是PWM調(diào)速技術(shù)。2.4電源電路與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路在關(guān)于電源電路電源選擇，本次優(yōu)先選用直流穩(wěn)壓電源模塊。在插線(xiàn)板電源輸出之前，除了必要的變壓穩(wěn)壓，對(duì)電源進(jìn)行整流濾波操作。從而保證系統(tǒng)提供供電穩(wěn)定性。在電源傳遞過(guò)程中，由于不可控因素較多，所以選擇攜帶方便的鋰電池，作為電源供體。保證電源不被中斷。在選擇比較電機(jī)驅(qū)動(dòng)，本次設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用芯片，功率大性?xún)r(jià)比高。L298內(nèi)部大功率H橋路優(yōu)點(diǎn)較多，不僅高端，使用方便，穩(wěn)定性強(qiáng)、驅(qū)動(dòng)性能高。滿(mǎn)足大功率電機(jī)和控制電機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)電力的需求，不管是正傳和反轉(zhuǎn)，都可以輕松應(yīng)對(duì)，綜合比較之后。后期電機(jī)調(diào)速工作中，也會(huì)優(yōu)先采用此法。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文3系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總電路框圖設(shè)計(jì)為了更好的開(kāi)展LN298大功率H橋路驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)控制轉(zhuǎn)速工作。通過(guò)數(shù)碼管將速度等級(jí)顯示出來(lái)，此外可以通過(guò)按鍵控制電機(jī)的正傳反轉(zhuǎn)、以及電機(jī)速度加和減。圖3-1系統(tǒng)總體框圖3.2系統(tǒng)模塊電路設(shè)計(jì)及原理3.2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)，就必須比較和選擇好單片機(jī)和外圍電路。因?yàn)橄到y(tǒng)核心控制功能發(fā)揮就取決于單片機(jī)，本次設(shè)計(jì)選用STC89C52單片機(jī)，在考慮設(shè)計(jì)外圍電路時(shí)，可以按照電路+上點(diǎn)復(fù)位電路方式構(gòu)成。主要完成數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加工。MCS-51系列單片機(jī)是市場(chǎng)是性?xún)r(jià)比較高的單片機(jī)，是高檔8位單片機(jī)代表之一，由美國(guó)Intel公司推出，單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)顯著，主要是性能穩(wěn)定、性?xún)r(jià)比高、兼容性高，功能齊全應(yīng)用廣泛，是市場(chǎng)最暢銷(xiāo)的單片機(jī)系列之一。擁有高性能和綜合性功能，是對(duì)MCS-48單片機(jī)的發(fā)展補(bǔ)充。MCS-51系列足以滿(mǎn)足不同用戶(hù)對(duì)多種機(jī)型的需要。1）單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)MCS--51系列單片機(jī)，擁有眾多的代表產(chǎn)品。主要是8051，87581，8031等，當(dāng)然不同的型號(hào)是由不同生產(chǎn)廠(chǎng)商進(jìn)行加工處理，所以生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，除了會(huì)在片內(nèi)存儲(chǔ)器容量和中斷系統(tǒng)有所不同，也會(huì)在外圍功能模塊和處理器速度產(chǎn)生巨大的差異，會(huì)產(chǎn)生不同的工作作用。但系列產(chǎn)品都會(huì)兼容指令系統(tǒng)，具備類(lèi)似的硬件系統(tǒng)，以下是產(chǎn)品性能特點(diǎn)羅列：（1）8位CPU.（2）片內(nèi)128BRAM(MCS--52子系列有256BRAM)。（3）片內(nèi)4KBROM/EPROM(8051/8751).（4）布爾處理器。。（5）兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的5個(gè)中斷源結(jié)構(gòu)。（6）全雙工串行口，（7）4個(gè)8位并行I/O口（8）兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器.（9）設(shè)計(jì)特殊功能寄存器區(qū)MCS-51的典型產(chǎn)品有8031，8051，8751.8051內(nèi)部有4KBROM，8071內(nèi)部有4KBEPROM，8031片內(nèi)無(wú)ROM；其基本結(jié)構(gòu)的構(gòu)成是通用CPU加上外圍芯片的模式，內(nèi)部主要由9個(gè)部件通過(guò)單一總線(xiàn)連接而成。這9個(gè)主要部件是：1個(gè)8位的中央處理器（包括ALU，ACC，TMP1，TMP2，B寄存器，PSW及相應(yīng)的定時(shí)和控制邏輯），4KB/8KB程序寄存器（ROM/EPROM），128B/256B的數(shù)據(jù)寄存器（RAM），32條I/O接口線(xiàn)（圖中P0.0～P0.7，P1.0～P1.7，P2.0～P2.7，P3.0～P3.7），中斷控制邏輯（具有5個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)），定時(shí)器控制邏輯（具有2個(gè)可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器），串行接口控制邏輯（可以做到多窗口運(yùn)作，可以在多個(gè)處理機(jī)完成通信工作，可以是I/O接口擴(kuò)展接收發(fā)送器的串行接口，也可以是全雙工通用異步接收發(fā)送器的串行接口），擁有眾多的專(zhuān)用寄存器（有程序計(jì)數(shù)器PC和程序狀態(tài)字存器PSW等21個(gè)）同時(shí)配備時(shí)鐘電路和片內(nèi)振蕩器。2）復(fù)位電路邏輯圖分析復(fù)位電路的邏輯圖，首先確定信號(hào)的輸入端，RST引腳。確?？梢猿掷m(xù)24個(gè)振蕩周期以上的高電平。當(dāng)晶振頻率是6MHz，就意味著復(fù)位操作需要確保復(fù)位信號(hào)要保持4us。復(fù)位電路主要芯片內(nèi)、外組成，外部電路和內(nèi)部電路都會(huì)產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)(RST)，施密特觸發(fā)器和外部電路的復(fù)位信號(hào)相連接。而片內(nèi)復(fù)位電路需要組則需要采樣輸出復(fù)位信號(hào)，這樣就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部復(fù)位操作信號(hào)。共有兩種復(fù)位操作方式，分別是上電復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位。本次設(shè)計(jì)選用按鍵手動(dòng)復(fù)位，如圖3-2展示。圖3-2按鍵手動(dòng)復(fù)位原理圖復(fù)位的意思是使單片機(jī)處于初始化的狀態(tài)，初始化的是數(shù)字代碼為0000H。除了以上的情況需要使用復(fù)位，還有一種情況也需要使用，那就是出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤的時(shí)候和系統(tǒng)被鎖死時(shí)，在這兩種情況下也需要按復(fù)位鍵進(jìn)行操作重新啟動(dòng)整個(gè)程序。3）振蕩電路本小節(jié)主要探討晶體振蕩電路?；谀芰繉用娣治?，當(dāng)輸入信號(hào)的控制工作正常運(yùn)行，直流電源負(fù)責(zé)直流能量提供，功率放大器將直流能量轉(zhuǎn)換電路，而這種電路必須按照信號(hào)規(guī)律變化產(chǎn)生，生成交變能量。反饋振蕩器操作更偏向智能而不是手動(dòng)，所以不需要輸入信號(hào)，就可以完成直流能量轉(zhuǎn)換工作，轉(zhuǎn)換過(guò)后的電路，不但頻率和振幅被定性化，其交變能量也是定性的。AT89S52芯片內(nèi)部就存在著內(nèi)外部振蕩的反饋振蕩器，如圖所示：圖3-3晶振時(shí)鐘原理圖振蕩器分內(nèi)外部震蕩，當(dāng)然不是說(shuō)系統(tǒng)運(yùn)行需要內(nèi)外部震蕩作用的同時(shí)發(fā)揮，從實(shí)際情況出發(fā)選擇驅(qū)動(dòng)來(lái)源，本次設(shè)計(jì)優(yōu)先選擇內(nèi)部振蕩。其反相放大器的，XATAL1和XATAL2分別代表輸入和輸出端。XATAL189是S5219腳，XATAL2是18腳，可以將石英晶體及電容分別跨接到兩端口，就會(huì)產(chǎn)生自激振蕩器。一般取33P的電容，單片機(jī)接11.0592MHz的晶振。振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)送到中央處理器，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)CPU執(zhí)行該信號(hào)代表的指令。3.2.2直流電機(jī)的調(diào)速設(shè)計(jì)綜合之前直流電機(jī)運(yùn)作原理，以下是其可供參考的速度調(diào)節(jié)控制方法：1）可以借助屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法，改變額定電壓功率該表速度。如果范圍確定，在改變速度過(guò)渡階段，就必須確確保平穩(wěn)過(guò)渡，這是目前為止可以采用的最好的辦法用這種辦法電流的變化非常小，可以在短時(shí)間內(nèi)快速改變，執(zhí)行CPU的指令，但是這個(gè)操作需要的可以調(diào)節(jié)速度的直流電源大容量。2）改變電動(dòng)機(jī)主磁通。我們還可以通過(guò)改變改變磁通來(lái)實(shí)現(xiàn)改變速度平穩(wěn)過(guò)渡。但是只能通過(guò)減弱磁通的調(diào)節(jié)方式，在額定運(yùn)轉(zhuǎn)速度的基礎(chǔ)上慢慢增大。If遇到的時(shí)間常數(shù)同Ia變化遇到的相比要大得多，做出法英的速度慢，但是和上一個(gè)方法相比只需要一個(gè)容量小的電源。3）改變電樞回路電阻R。改變電樞的電阻可以通過(guò)外加電阻的方式，這種操作比較簡(jiǎn)單，通過(guò)改變回路的電阻來(lái)調(diào)節(jié)電流的速度。但是這種控制直流電機(jī)的速度的方法也有弊端，就是不能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的過(guò)渡。并且空載時(shí)沒(méi)有調(diào)速作用，還會(huì)因?yàn)殡娐房偟碾娮璧脑龃笙牡碾娔芤草^之于之前明顯的增大。直流斬波器用開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)通和斷，從而達(dá)到控制的目的，將直流電源的電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)控制開(kāi)通和斷開(kāi)的時(shí)間，從而控制輸出電壓的平均值。我們可以看到我們用電壓恒定的直流電源變成了可以調(diào)節(jié)的。它的優(yōu)點(diǎn)在于使用的效率高、成本低廉、質(zhì)量小，這樣的直流電源的好處就是便于攜帶?，F(xiàn)如今，這種在地鐵和電瓶車(chē)上運(yùn)用的非常廣泛。如圖3-4所示：ab分別代表是直流斬波器的原理圖和電壓波型圖，用VT指示開(kāi)關(guān)器件。VT接通后，會(huì)產(chǎn)生電源電壓，用U表示。將電壓加到電動(dòng)機(jī)；如果斷開(kāi)VT，那么斷開(kāi)直流電源與電動(dòng)機(jī)，也就是說(shuō)電樞端電壓歸零。反復(fù)操作，就會(huì)產(chǎn)生電樞端電壓波形，以下是電壓波形圖b：圖3-4直流斬波器原理電路及輸出電壓波型（a）原理圖（b）電壓波型直流斬波器不同于整流電路，主要是因?yàn)槎叩倪\(yùn)用原理不一樣，晶閘管是由開(kāi)關(guān)決定而不是依靠相位決定，開(kāi)關(guān)是工作的狀態(tài)是否運(yùn)作的關(guān)鍵。如果發(fā)生晶閘管被觸電，晶閘管就會(huì)被導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)就會(huì)受到電源電壓的加壓，如果斷開(kāi)晶閘管，而直流電機(jī)開(kāi)關(guān)和直流電源被切斷，電動(dòng)機(jī)的二端電壓歸0。PWM的運(yùn)作不會(huì)對(duì)脈沖周期產(chǎn)生影響，只會(huì)對(duì)晶閘管疏通時(shí)長(zhǎng)產(chǎn)生影響，是通過(guò)改變脈沖寬度，來(lái)變相轉(zhuǎn)變運(yùn)行的直流速度。和V-M系統(tǒng)相互比較，PWM調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)相對(duì)更加明顯：1）PWM調(diào)速系統(tǒng)擁有更高的的開(kāi)關(guān)頻率，電流的獲取簡(jiǎn)便，只需要電樞電感即可，得到的直流電時(shí)不僅連續(xù)還可以平穩(wěn)運(yùn)行，調(diào)速范圍不受限制，甚至可以達(dá)到1比一百左右，因?yàn)镻WM的電波波形好，在平均電流一樣的情況下，電動(dòng)機(jī)的損失的能量和發(fā)熱都很小。2）高頻率的開(kāi)關(guān)調(diào)控，提高了PWM系統(tǒng)反映速度，協(xié)調(diào)電機(jī)運(yùn)作，就會(huì)產(chǎn)生較寬的頻帶，又因?yàn)槟軌蚩焖夙憫?yīng)的原因，抗干擾的能力也非常強(qiáng)。3）由于電子器件只是在工作時(shí)處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，主電路造成的損耗不大，該裝置的效率也非常高。PWM變換器主要是利用脈寬調(diào)控進(jìn)行變速。這樣的驅(qū)動(dòng)能力是有一定的局限性的。到目前為止，因?yàn)槠骷萘康脑?，PWM直流調(diào)速系統(tǒng)暫時(shí)只應(yīng)用于中、小功率的系統(tǒng)。3.2.3測(cè)速發(fā)電機(jī)本小節(jié)主要說(shuō)明測(cè)速發(fā)電機(jī)，一旦同軸連接被測(cè)機(jī)構(gòu)與測(cè)速發(fā)電機(jī)，就可以獲得被測(cè)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速，因此它還被稱(chēng)為速度傳感器。測(cè)速發(fā)電機(jī)主要應(yīng)用于位置控制系統(tǒng)，可以充當(dāng)檢測(cè)速度元件，通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)或是反饋來(lái)確保系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。3.2.4數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)1）共陰數(shù)碼管管腳說(shuō)明與原理圖LED顯示器的內(nèi)部除了有條形發(fā)光二極管7個(gè)，還有小圓點(diǎn)發(fā)光二極管一個(gè)，由于極管的接線(xiàn)形式不同，極管又被分成共陰極型和共陽(yáng)極型。而實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)扳一般會(huì)選用共陰數(shù)碼管。以下是LED數(shù)碼管圖：圖3-5數(shù)碼管的封裝形式及內(nèi)部結(jié)構(gòu)2）數(shù)碼管碼值的推算LED數(shù)碼管的A—DP，是分別代表著七個(gè)發(fā)光二極管。通過(guò)二極管的亮滅的，組合不一樣的字形，這就是字形碼，以下是共陰極的字形碼，“字形碼”是單片機(jī)P0口要輸出的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)。例如數(shù)字“0”和數(shù)字“7”的字形碼推算方法如圖3-6所示：圖3-6數(shù)碼管碼值的推算方法同理，按照上述的推倒方法和原則我們得出數(shù)字0——9的編碼。3）數(shù)字的顯示規(guī)律——查表法0－9的字形碼是亂序產(chǎn)生，所以查表是滿(mǎn)足我們需求最好方式?？梢愿鶕?jù)數(shù)字0－9的順序，安排好數(shù)字的筆段代碼，以下是表格，就是安排好數(shù)字的筆段代碼：TABLEDB={3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH}，如果需要顯示數(shù)字，例如選擇‘4’，可以在表TABLEDB搜索到66H，和P0口連接即可。4）數(shù)碼管顯示電路圖圖3-7數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)中，用到了四位七段共陰數(shù)碼管。LED的工作原理是將電能咋黃花為光能，為人們提供照明，同時(shí)它工作時(shí)的電壓。和發(fā)射同樣的光強(qiáng)度的燈工作狀態(tài)相比，它消耗的電能更少，這也是當(dāng)今提倡節(jié)能社會(huì)非常常喜歡使用LED燈的原因之一。同時(shí)人們?cè)谠O(shè)計(jì)之初就將安全、可靠、使用的壽命等因素考慮進(jìn)去了，也在制作的過(guò)程中采用了較低的成本，這些優(yōu)勢(shì)的存在使得LED燈迅速使其他的燈在市場(chǎng)上被淘汰，迅速走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。數(shù)碼管的顯示電路連接分為串行接法和并行接法，使用串行接法可以節(jié)約I/O口資源，并行接法會(huì)占用過(guò)多的I/O口，由于考慮到操作的熟練與實(shí)際的資源，本設(shè)計(jì)采用了后者并行接法。3.2.5L298N驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)L298N是驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，主要是考慮電機(jī)控制問(wèn)題。L298N是單塊集成電路，不僅配備高電壓電流，還有四通道驅(qū)動(dòng)。借助L298N來(lái)接收TTL和DTL邏輯電平。其4通道邏輯驅(qū)動(dòng)，可以事先設(shè)定額定工作電流，可以設(shè)置1A，最大可以設(shè)置為1.5A，Vss最小的電壓可以設(shè)置4.5V，最大電壓可以設(shè)置成36V；也就是說(shuō)Vs電壓最小之大值是4V或是36V。圖3-8L298N內(nèi)部電路表3-1L298N引腳符號(hào)及功能引腳功能SENSA、SENSB分別為兩個(gè)H橋的電流反饋腳，不用時(shí)可以直接接地ENA、ENB使能端，輸入PWM信號(hào)IN1、IN2、IN3、IN4輸入端，TTL邏輯電平信號(hào)OUT1、OUT2、OUT3、OUT4輸出端，與對(duì)應(yīng)輸入端同邏輯VCC邏輯控制電源VSS電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源，最小值需比輸入的低電平電壓高GND接地表3-2L298N的邏輯功能IN1IN2ENA電機(jī)狀態(tài)XX0停止101順時(shí)針011逆時(shí)針000停止110停止如果使能端是高電平，PWM信號(hào)是輸入端IN1，低電平信號(hào)是IN2為，電機(jī)不是反轉(zhuǎn)是正轉(zhuǎn)；低電平信號(hào)是輸入端IN1，PWM信號(hào)是IN2，電機(jī)不是正轉(zhuǎn)是反轉(zhuǎn)；當(dāng)IN1和IN2一樣，那么電機(jī)停止。一旦使能端是低電平時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)同樣也停止。在控制驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)電壓過(guò)程中，關(guān)于使用半導(dǎo)體功率器件方法，可以借助以下方式：一是線(xiàn)性放大驅(qū)動(dòng)，二是開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)。線(xiàn)性放大驅(qū)動(dòng)方式，由于半導(dǎo)體功率器件工作在線(xiàn)性區(qū)所以就會(huì)有雙面性，優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單操作簡(jiǎn)便，線(xiàn)性好，干擾小，但是也會(huì)存在功率低、散熱過(guò)多等問(wèn)題。圖3-9L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3.2.6按鍵電路電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的輸入方式采用按鍵參數(shù)手動(dòng)設(shè)置方式，K1上加速度等級(jí)；K2下減速度等級(jí)；K3是正傳和反轉(zhuǎn)控制功能；K4是速度重置功能。以下是按鍵電路原理圖：默認(rèn)情況下，I/O口是高電平，按按鍵會(huì)降低I/O口電平，也就是說(shuō)不按就是高電平，按就是低電平。也就是說(shuō)單片機(jī)是通過(guò)檢測(cè)控制高低電平變化。圖3-10鍵盤(pán)電路原理圖圖3-11鍵盤(pán)與單片機(jī)連接電路西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)的整體程序流程圖圖4-1主程序流程圖4.2數(shù)碼管LED顯示程序設(shè)計(jì)要讓數(shù)碼管顯示數(shù)字需要軟件的控制，則要求二進(jìn)制代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管發(fā)光段的控制。TAB：DB0C0H，090H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H數(shù)碼管顯示利用的是動(dòng)態(tài)掃描：動(dòng)態(tài)掃描的工作原理是因?yàn)槿搜蹖?duì)于小于24Hz的掃描脈沖不能感知，所以通過(guò)人眼看就是沒(méi)有亮暗度的變化。其設(shè)計(jì)的重要之處在于與控制顯示的數(shù)據(jù)時(shí)間間隔嚴(yán)格控制，所以這個(gè)要有脈沖信號(hào)的數(shù)據(jù)作為參照。圖4-2數(shù)碼管與單片機(jī)連接原理圖圖4-3數(shù)碼管與單片機(jī)連接電路圖4.3電機(jī)控制子程序必須清楚是電機(jī)控制子程序作為一種循環(huán)程序，是設(shè)定程序，在設(shè)定好之后可以循環(huán)進(jìn)行。當(dāng)速度初始值確定，掌握調(diào)速系統(tǒng)初始值，借助PI算法計(jì)算控制系數(shù)，同時(shí)計(jì)算PWM波形占空比，電機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)可控。以下是其程序流程圖。軟件構(gòu)成：PI控制算法子程序、1個(gè)主程序、1個(gè)中斷子程序。圖4-4PWM脈寬調(diào)制流程圖浙江大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 四、系統(tǒng)調(diào)試5系統(tǒng)調(diào)試5.1常見(jiàn)的故障分析單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行軟件硬件工作調(diào)試，軟件硬件調(diào)試相互影響，也就是說(shuō)硬件故障處理，不僅需要硬件調(diào)試也需要軟件調(diào)試，首先是確認(rèn)是否屬于僅僅通過(guò)硬件調(diào)試或通過(guò)軟件調(diào)試就能發(fā)現(xiàn)故障的情形。入股不行的化話(huà)，才會(huì)考慮聯(lián)合調(diào)控。5.1.1邏輯錯(cuò)誤邏輯錯(cuò)誤是樣機(jī)硬件較為常見(jiàn)的錯(cuò)誤，是設(shè)計(jì)和加工錯(cuò)誤而導(dǎo)致的。最常見(jiàn)就是電路短路5.1.2元器件錯(cuò)誤元器件錯(cuò)誤主要是配件錯(cuò)搭和配件損壞，或者極塊可能裝反了的原因。5.1.3可靠性差應(yīng)用系統(tǒng)容易受到外部電波、器件負(fù)載、金屬孔等干擾，并且應(yīng)用系統(tǒng)抵制這種干擾的能力非常弱。除此之外，如果線(xiàn)路設(shè)計(jì)的不合理也會(huì)是造成系統(tǒng)穩(wěn)定性差的原因。5.1.4電源故障電源故障包括：電壓值和設(shè)計(jì)要求相悖、電源功率過(guò)小、負(fù)載性不足、紋波太重等。5.2系統(tǒng)調(diào)試注意事項(xiàng)在接通電源之前，我們一定要確保樣機(jī)的線(xiàn)路和零件等細(xì)節(jié)完全正確。所以最好在測(cè)試之前就比照?qǐng)D紙核對(duì)一下來(lái)確保萬(wàn)無(wú)一失，爭(zhēng)取不犯低級(jí)錯(cuò)誤，特別是注意最常見(jiàn)的短路故障。需要對(duì)精細(xì)的零件進(jìn)行核對(duì)時(shí)可以利用輔助工具。在進(jìn)行程序編寫(xiě)時(shí)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都值得被認(rèn)真對(duì)待，因?yàn)楹芏嗟募?xì)節(jié)如果不注意的話(huà)可以毀壞系統(tǒng)調(diào)試的結(jié)果。所以，我們一定要在調(diào)試的過(guò)程中注意細(xì)節(jié)。浙江大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 五、結(jié)束語(yǔ)PAGE6PAGEPAGE66結(jié)束語(yǔ)本文的研究的基礎(chǔ)是價(jià)格低廉的單片微機(jī)STC89C52直流電機(jī)，并且在本文筆者也論述了單片機(jī)的幾種調(diào)節(jié)控制速度的方法，和其他的采用硬件或者硬件與軟件或者兩者相結(jié)合的方式調(diào)控具有明顯的優(yōu)勢(shì)。采用PWM軟件的調(diào)節(jié)控制速度的方法靈活性更強(qiáng)和成本更加低廉。這樣在無(wú)形之中為企業(yè)節(jié)約了一筆不必要的成本，同時(shí)也不影響單片機(jī)發(fā)揮其效率，這是一種通過(guò)簡(jiǎn)單的方法來(lái)研究出速度控制系統(tǒng)成為可能。浙江大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))參考文獻(xiàn)PAGEPAGE9致謝致謝我要特別感謝老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間老師指導(dǎo)我、幫助我收集文獻(xiàn)資料，理清設(shè)計(jì)思路，完善操作方法，并對(duì)我所做的設(shè)計(jì)提出有效的改進(jìn)方案。老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)、誨人不倦的態(tài)度和學(xué)術(shù)上精益求精的精神讓我受益終生。作為畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。感謝老師在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予自己的幫助，從選題到修稿，自己感受到老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)，讓自己明白嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹匾?，是論文指?dǎo)老師及時(shí)給出修改意見(jiàn)，指明自己的錯(cuò)誤所在，論文因此一點(diǎn)點(diǎn)修正，慢慢的趨于完善。因此，特別需要感謝老師給予的耐心細(xì)致的指導(dǎo)，如果不是老細(xì)心指導(dǎo)，自己是無(wú)法更好的掌握這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也是無(wú)法順利的進(jìn)行學(xué)術(shù)研究。這給自己以后的工作道路，明確做人做事的方法，給自己的這是終身的教育。自己的論文有許多不足之處，需要改正，深知自己的認(rèn)識(shí)有限。在此，再一次向老師以及關(guān)心幫助我的教師同學(xué)表示最誠(chéng)摯的謝意！參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]唐波，龔雪嬌，朱瑞金，張濤.新工科建設(shè)下的單片機(jī)原理及應(yīng)用課程建設(shè)與改革研究[J].黑龍江科學(xué)，2019，10(07):20-22.[2]陳煒煒，詹躍東.基于單片機(jī)的直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)[J].化工自動(dòng)化及儀表，2019，46(03):218-222.[3]楊林，劉曰濤，沈?qū)毭?，仲偉?無(wú)刷直流電機(jī)PI控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及分析[J].西安工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，32(01):81-87.[4]衡蜓.直流電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2019(01):7-9.[5]李玉東，韓亞，馬星河.基于PWM控制的脈沖阻塞式交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2018，40(11):63-68.[6]張駿華.雙PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J].機(jī)電信息，2018(24):1-3.[7]孫磊.PWM整流在變頻