畢業(yè)設(shè)計(jì)---單片機(jī)控制直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　課題名稱 單片機(jī)控制直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) </p><p>　　專業(yè)： 機(jī)電一體化 </p><p>　　班級(jí)： </p><p>　　學(xué)

2、號(hào)： </p><p>　　姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 單片機(jī)控制直流電機(jī)的變速設(shè)計(jì) <

3、;/p><p>　　專業(yè)： 機(jī)電一體化 姓名： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作起止時(shí)間： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容要求：</p><p>　　1. 有利于自動(dòng)化，減少

4、投資，提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量 </p><p>　　2. 功能更強(qiáng)、性能更好 </p><p>　　3.了解應(yīng)用整機(jī)連接及性能測(cè)試。 </p>

5、;<p>　　指導(dǎo)教師（簽名）： 系主任： </p><p>　　年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師意見書</p><p>　　系別： 電氣工程系 填表日期： 年 月 日</p>

6、;<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語</p><p>　　系別： 電氣工程系 填表日期： 年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯記錄表</p><p>　　系： 答辯日期： 年

7、 月 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 總體設(shè)計(jì)方案 1</p><p><b>　　1.1方案選取1</b></p><p>　　1.1.1方案一：PWM波調(diào)速1</p><p>　　1.1.2方案二：晶閘管調(diào)速

8、2</p><p>　　第二章 單元模塊設(shè)計(jì) 3 </p><p>　　2.1 H橋電路方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.2 調(diào)速設(shè)計(jì)方案4</p><p>　　2.3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.3.1電源電路5</p><p>　　2.4 H橋驅(qū)動(dòng)電路5&

9、lt;/p><p>　　2．5基于霍爾傳感器的測(cè)速模塊6</p><p>　　2．6 LCD顯示模塊7</p><p>　　2.7 調(diào)速設(shè)計(jì)模塊8</p><p>　　2.8測(cè)速軟件設(shè)計(jì)10</p><p>　　第三章 系統(tǒng)功能調(diào)試 11</p><p>　　3.1調(diào)試軟件介紹11&

10、lt;/p><p>　　3.2直流電機(jī)的調(diào)速功能仿真12</p><p>　　3.3電機(jī)速度的測(cè)量并顯示功能仿真13</p><p>　　3.4系統(tǒng)的電路原理圖13</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b><

11、;/p><p><b>　　附錄16</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告</b></p><p>　　一、課題設(shè)計(jì)（論文）目的及意義</p><p>　　在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，自動(dòng)控制系統(tǒng)，電子儀器設(shè)備、家用電器、電子玩具等等方面，直流電機(jī)都得到了廣泛的應(yīng)用。大家熟悉的錄音機(jī)、電唱機(jī)、錄

12、相機(jī)、電子計(jì)算機(jī)等，都不能缺少直流電機(jī)。所以直流電機(jī)的控制是一門很實(shí)用的技術(shù)。直流電機(jī)，大體上可分為3類：幾相繞組的步進(jìn)電機(jī)、永磁式換流器直流電機(jī)、伺服電機(jī)、 </p><p>　　直流電機(jī)具有良好的啟動(dòng)性能和調(diào)速特性，它的特點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，最大轉(zhuǎn)矩大，能在寬廣的范圍內(nèi)平滑、經(jīng)濟(jì)地調(diào)速，轉(zhuǎn)速控制容易，調(diào)速后效率很高。與交流調(diào)速相比，直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，維護(hù)工作量大。適用范圍：直流調(diào)速器在數(shù)控機(jī)床、造紙印

13、刷、紡織印染、光纜線纜設(shè)備、包裝機(jī)械、電工機(jī)械、食品加工機(jī)械、橡膠機(jī)械、生物設(shè)備、印制電路板設(shè)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、焊接切割、輕工機(jī)械、物流輸送設(shè)備、機(jī)車車輛、醫(yī)療設(shè)備、通訊設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備、衛(wèi)星地面接受系統(tǒng)等行業(yè)廣泛應(yīng)用。</p><p>　　我認(rèn)為設(shè)計(jì)一個(gè)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，不論是從學(xué)習(xí)還是實(shí)踐的角度，對(duì)一名機(jī)電一體化專業(yè)的大學(xué)生都會(huì)產(chǎn)生積極地作用，有利于提高學(xué)習(xí)熱情。</p><p>　　二、課

14、題設(shè)計(jì)（論文）提綱</p><p>　?。?）收集相關(guān)資料并仔細(xì)研讀和思考。</p><p>　?。?）提出幾種設(shè)計(jì)方案，對(duì)提出的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較和論證，確定最佳設(shè)計(jì)方案。</p><p>　?。?）產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與組裝</p><p>　　（4）整機(jī)連調(diào)及性能測(cè)試。</p><p>　?。?）整理資料，編寫設(shè)計(jì)論文。&l

15、t;/p><p>　　三、課題設(shè)計(jì)（論文）思路、方法及進(jìn)度安排</p><p><b>　?。ㄒ唬┧悸贩椒ǎ?lt;/b></p><p>　　要完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，首先要對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和零部件有一定的了解，對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能都要進(jìn)行了解。再對(duì)產(chǎn)品實(shí)體進(jìn)行解析，做到對(duì)產(chǎn)品相當(dāng)?shù)氖煜ぶ笤龠M(jìn)行設(shè)計(jì)和工藝工裝的分析。</p><p>　

16、　按照自頂向下，由總提到部分的設(shè)計(jì)原則，首先針對(duì)所設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，根據(jù)所掌握的知識(shí)和資料，從全局出發(fā)，明確總體功能和各部分功能畫出一個(gè)能表示各單元電路功能和總體工作的原理框圖，然后進(jìn)行電路的硬件.軟件的分析和程序的編程設(shè)置。</p><p><b>　?。ǘ┻M(jìn)程安排</b></p><p>　　第一周：寫開題報(bào)告，提出幾種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行并進(jìn)行方案論證，確定最佳設(shè)計(jì)方案

17、。</p><p>　　第二周：對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，通過相關(guān)數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計(jì)算，確定相關(guān)元器件的參數(shù)及型號(hào)。</p><p>　　第三周：設(shè)計(jì)硬件電路。</p><p>　　第四周：程序設(shè)計(jì)并連接硬件電路。</p><p>　　第五周：硬件電路的整機(jī)調(diào)試及性能測(cè)試。</p><p>　　第六周：整理資料，撰寫設(shè)計(jì)論文，

18、準(zhǔn)備答辯。</p><p>　　第一章 總體設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　1.1方案選取</b></p><p>　　1.1.1方案一：PWM波調(diào)速</p><p>　　采用由達(dá)林頓管組成的H型PWM電路（圖1—1）。用單片機(jī)控制達(dá)林頓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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管

19、子的飽和截止模式下，效率非常高；H型電路保證了可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也極佳，是一種廣泛采用的PWM調(diào)速技術(shù)。我采用了脈寬調(diào)頻方式，因?yàn)椴捎眠@種方式，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比較穩(wěn)定；并且在采用單片機(jī)產(chǎn)生PWM脈沖的軟件實(shí)現(xiàn)上比較方便。且對(duì)于直流電機(jī)，采用軟件延時(shí)所產(chǎn)生的定時(shí)誤差在允許范圍。</p><p>　　圖1-1 PWM波調(diào)速電路</p><p>　　其結(jié)

20、構(gòu)圖如圖1—2所示：</p><p>　　圖1-2 電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)框圖</p><p>　　1.1.2方案二：晶閘管調(diào)速</p><p>　　采用閘流管或汞弧整流器的離子拖動(dòng)系統(tǒng)是最早應(yīng)用靜止式變流裝置供電的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。1957年，晶閘管（俗稱“可控硅”）問世，到了60年代，已生產(chǎn)出成套的晶閘管整流裝置，并應(yīng)用于直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，即晶閘管可控整流器供電的直

21、流調(diào)速系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）。如圖1-3，VT是晶閘管可控整流器，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，即可改變整流電壓，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟(jì)性和可靠性上都有很大提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出較大的優(yōu)越性；晶閘管可控整流器的功率放大倍數(shù)在以上，其門極電流可以直接用晶體管來控制，不再像直流發(fā)電機(jī)那樣需要較大功率的放大器。因此，在60年代到70年代，晶閘管可控整流器供電的直流調(diào)速系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）代替旋轉(zhuǎn)變流

22、機(jī)組直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（G-M系統(tǒng)），得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難；晶閘管對(duì)過電壓、過電流和過高的與都十分敏感，若超過允許值會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)損壞器件。另外，由諧波與無功功率引起電網(wǎng)電壓波形畸變，殃及附近的用電設(shè)備，造成“電力公害”，因此必須添置無功補(bǔ)償和諧波濾波裝置。</p><p>　　圖1-3 晶閘管可控整流器供電的直流調(diào)速系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）<

23、;/p><p>　　兼于方案一調(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(jì)采用方案一。</p><p><b>　　單元模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 H橋電路方案設(shè)計(jì)</p><p>　　圖2-1所示的H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括4個(gè)三極管和一個(gè)電機(jī)，電路得名于“H橋驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜?/p>

24、H。如圖2-1所示，要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。根據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通情況，電流可能會(huì)從左至右或從右至左流過電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。</p><p>　　圖2-1 H橋驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。例如，如圖2-2所示，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機(jī)，然后再經(jīng) Q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭

25、所示，該流向的電流將驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)三極管Q1和Q4導(dǎo)通時(shí)，電流將從左至右流過電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周圍的箭頭指示為順時(shí)針方向）。</p><p>　　圖2-2 H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)</p><p>　　圖2-3所示為另一對(duì)三極管Q2和Q3導(dǎo)通的情況，電流將從右至左流過電機(jī)。當(dāng)三極管Q2和Q3導(dǎo)通時(shí)，電流將從右至左流過電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)（電機(jī)周圍的箭

26、頭表示為逆時(shí)針方向）。</p><p>　　圖2-3 H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)</p><p>　　2.2 調(diào)速設(shè)計(jì)方案</p><p>　　調(diào)速采用PWM（Pulse Width Modulation）脈寬調(diào)制，工作原理：通過產(chǎn)生矩形波，改變占空比，以達(dá)到調(diào)整脈寬的目的。PWM的定義:脈寬調(diào)制(PWM)是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的

27、技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。模擬信號(hào)的值可以連續(xù)變化，其時(shí)間和幅度的分辨率都沒有限制。9V電池就是一種模擬器件，因?yàn)樗妮敵鲭妷翰⒉痪_地等于9V，而是隨時(shí)間發(fā)生變化，并可取任何實(shí)數(shù)值。與此類似，從電池吸收的電流也不限定在一組可能的取值范圍之內(nèi)。模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別在于后者的取值通常只能屬于預(yù)先確定的可能取值集合之內(nèi)，例如在{0V,5V}這一集合中取值。</p><p>　　模擬

28、電壓和電流可直接用來進(jìn)行控制，如對(duì)汽車收音機(jī)的音量進(jìn)行控制。在簡(jiǎn)單的模擬收音機(jī)中，音量旋鈕被連接到一個(gè)可變電阻。擰動(dòng)旋鈕時(shí)，電阻值變大或變??；流經(jīng)這個(gè)電阻的電流也隨之增加或減少，從而改變了驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的電流值，使音量相應(yīng)變大或變小。與收音機(jī)一樣，模擬電路的輸出與輸入成線性比例。</p><p>　　盡管模擬控制看起來可能直觀而簡(jiǎn)單，但它并不總是非常經(jīng)濟(jì)或可行的。其中一點(diǎn)就是，模擬電路容易隨時(shí)間漂移，因而難以調(diào)節(jié)。能

29、夠解決這個(gè)問題的精密模擬電路可能非常龐大、笨重(如老式的家庭立體聲設(shè)備)和昂貴。模擬電路還有可能嚴(yán)重發(fā)熱，其功耗相對(duì)于工作元件兩端電壓與電流的乘積成正比。模擬電路還可能對(duì)噪聲很敏感，任何擾動(dòng)或噪聲都肯定會(huì)改變電流值的大小。通過以數(shù)字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗。此外，許多微控制器和DSP已經(jīng)在芯片上包含了PWM控制器，這使數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn)變得更加容易了。</p><p>　　2.3系統(tǒng)硬件電路設(shè)

30、計(jì)</p><p><b>　　2.3.1電源電路</b></p><p><b>　?。?）芯片介紹</b></p><p>　　78XX,XX就代表它所輸出的電壓值，能降低電壓4-5V</p><p>　　電子產(chǎn)品中常見到的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78××系列和負(fù)電壓輸

31、出的79××系列。故名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。</p><p>　　用78/79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少,電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路。該系列集成穩(wěn)壓IC型號(hào)中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負(fù)9V。</p>

32、<p>　　有時(shí)在數(shù)字78或79后面還有一個(gè)M或L，如78M12或79L24,用來區(qū)別輸出電流和封裝形式等，其中78L系列的最大輸出電流為100mA，78M系列最大輸出電流為1A，78系列最大輸出電流為1.5A。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。</p><p><b>　?。?）電路原理圖<

33、;/b></p><p>　　電源電路采用78系列芯片產(chǎn)生+5V、+15V。電路圖如圖2-4：</p><p>　　圖2-4 78系列的電源電路</p><p>　　2.4 H橋驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　基于三極管的使用機(jī)理和特性，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)中采用H橋功率驅(qū)動(dòng)電路，H橋功率驅(qū)動(dòng)電路可應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)、交流電機(jī)及直流電機(jī)等的驅(qū)動(dòng)。永磁

34、步進(jìn)電機(jī)或混合式步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁繞組都必須用雙極性電源供電，也就是說繞組有時(shí)需正向電流，有時(shí)需反向電流，這樣繞組電源需用H橋驅(qū)動(dòng)。直流電機(jī)控制使用H橋驅(qū)動(dòng)電路（圖2-5），當(dāng)PWM1為低電平,通過對(duì)PWM2輸出占空比不同的矩形波使三極管Q1、Q6同時(shí)導(dǎo)通Q5截止，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)以及轉(zhuǎn)速的控制；同理，當(dāng)PWM2為高電平,通過對(duì)PWM1輸出占空比不同的矩形波使三極管Q1、Q6同時(shí)導(dǎo)通，Q5截止，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)以及轉(zhuǎn)速的控制。<

35、;/p><p>　　圖2-5 H橋的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　2．5基于霍爾傳感器的測(cè)速模塊</p><p>　　2.5.1霍爾傳感器的工作原理</p><p>　　霍爾效應(yīng)：在一塊半導(dǎo)體薄片上，其長(zhǎng)度為l，寬度為b，厚度為d,當(dāng)它被置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，如果在它相對(duì)的兩邊通以控制電流I，且磁場(chǎng)方向與電流方向正交，則在半導(dǎo)體另外兩

36、邊將產(chǎn)生一個(gè)大小與控制電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B乘積成正比的電勢(shì)UH，即UH=KHIB，其中kH為霍爾元件的靈敏度。該電勢(shì)稱為霍爾電勢(shì)，半導(dǎo)體薄片就是霍爾元件。</p><p>　　工作原理：霍爾開關(guān)集成電路中的信號(hào)放大器將霍爾元件產(chǎn)生的幅值隨磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的霍爾電壓UH放大后再經(jīng)信號(hào)變換器、驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行整形、放大后輸出幅值相等、頻率變化的方波信號(hào)。信號(hào)輸出端每輸出一個(gè)周期的方波，代表轉(zhuǎn)過了一個(gè)齒。單位時(shí)間內(nèi)輸出的脈沖數(shù)N

37、，因此可求出單位時(shí)間內(nèi)的速度V＝NT。</p><p>　　2.5.2霍爾傳感器的電路原理圖</p><p>　　圖2-6 霍爾傳感器的測(cè)速電路</p><p>　　2．6 LCD顯示模塊</p><p>　　2.6.1 1602芯片介紹</p><p>　　1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)

38、了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。因?yàn)?602識(shí)別的是ASCII碼，試驗(yàn)可以用ASCII碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如'A’。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：</p&g

39、t;<p>　　第1腳：VSS為電源地</p><p>　　第2腳：VDD接5V電源正極</p><p>　　第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“陰影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇

40、指令寄存器。</p><p>　　第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。</p><p>　　第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。</p><p>　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。</p><p>　　第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。</p

41、><p>　　2.6.2電路原理圖</p><p>　　圖2-7 LCD顯示電路</p><p>　　2.7 調(diào)速設(shè)計(jì)模塊</p><p>　　PWM波軟件軟件設(shè)計(jì)程序流程圖：</p><p>　　圖2-8 軟件電機(jī)控制的方框圖</p><p>　　通過控制總中斷使能EA控制電機(jī)的開關(guān)，同時(shí)使

42、能對(duì)霍爾傳感器輸出的方波在單位時(shí)間內(nèi)脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)。其中定時(shí)器T0,T1分別對(duì)脈沖的寬度、霍爾元件輸出的脈沖數(shù)對(duì)應(yīng)的1秒時(shí)間定時(shí)。對(duì)脈沖寬度的調(diào)整是通過改變高電平的定時(shí)長(zhǎng)度，由變量high控制。變量change、 sub_speed 、add_speed分別實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向、加速、減速。</p><p>　　/***********通過按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)開關(guān)、調(diào)速、轉(zhuǎn)向的控制的程序*****************/&

43、lt;/p><p>　　void motor_control()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(open == 1)</p><p><b>　　EA = 1;</b></p><p>　　if(close == 1)</p>&

44、lt;p><b>　　EA = 0;</b></p><p>　　if(swap == 1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　change = ~change;</p><p>　　while(swap != 0)</p><p><b

45、>　　{}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(sub_speed == 1)</p><p>　　{ high++;</p><p>　　if(high == 30)</p><p><b>　　EA=0;</b&g

46、t;</p><p>　　while(sub_speed != 0)</p><p><b>　　{}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(add_speed == 1)</p><p>　　{ high--;</p>

47、<p>　　if(high == 5)</p><p><b>　　high = 5;</b></p><p>　　while(add_speed != 0)</p><p><b>　　{}</b></p><p><b>　　}</b></p>&

48、lt;p><b>　　}</b></p><p><b>　　2.8測(cè)速軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖2-9 軟件測(cè)速的方框圖</p><p>　　/****T1中斷服務(wù)程序********單位時(shí)間（S）方波的個(gè)數(shù)*************/</p><p>　　void time

49、1_int(void) interrupt 3 </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　count_speed++;</p><p>　　if(count_speed == 20)</p><p>　　{ count_speed = 0;</p><p>　　num

50、_display = num_medium;</p><p>　　num_medium = 0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　第三章 系統(tǒng)功能調(diào)試</p><p><b>　　3.1調(diào)試軟件介

51、紹</b></p><p>　　Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源--地層和16個(gè)機(jī)加工層。按照系統(tǒng)功能來劃分，Protel99se主要包含6個(gè)功能模塊：電路工程設(shè)計(jì)

52、部分、印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)、自動(dòng)布線系統(tǒng)、電路模擬仿真系統(tǒng)、可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)、高級(jí)信號(hào)完整性分析系統(tǒng)。</p><p>　　KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。KEIL C51編譯器由u

53、Vision2集成開發(fā)環(huán)境與編輯器和調(diào)試器以及C51編譯器組成。其中uVision2集成開發(fā)環(huán)境中的工程(project)是由源文件、開發(fā)工具選項(xiàng)以及編程說明三部分組成的;編輯器和調(diào)試器包括源代碼編輯器、斷點(diǎn)設(shè)置、調(diào)試函數(shù)語言、變量和存儲(chǔ)器。</p><p>　　Proteus軟件是一種低投資的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達(dá)30多個(gè)元件庫。Proteus軟件提供多種現(xiàn)實(shí)存

54、在的虛擬儀器儀表。此外，Proteus還提供圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗，盡可能減少儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，Proteus軟件提供豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。提供Schematic Drawing、SPICE仿真與PCB設(shè)計(jì)功能，同時(shí)可以仿真單片機(jī)和周邊設(shè)備，可以仿真51系列、AVR、PIC等常

55、用的MCU，并提供周邊設(shè)備的仿真，例如373、led、示波器等。Proteus提供了大量的元件庫，有RAM、ROM、鍵盤、馬達(dá)、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件，編譯方面支持Keil和MPLAB等編譯器。一臺(tái)計(jì)算機(jī)、一套電子仿真軟件，在加上一本虛擬實(shí)驗(yàn)教程，就可相當(dāng)于一個(gè)設(shè)備先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室。以虛代實(shí)、以軟代硬，就建立一個(gè)完善的虛擬實(shí)驗(yàn)室。在計(jì)算機(jī)上學(xué)習(xí)電工基礎(chǔ)，模擬電路、數(shù)字電路、</p><

56、p>　　3.2直流電機(jī)的調(diào)速功能仿真</p><p>　　當(dāng)按下open鍵時(shí)，電機(jī)開始工作。若需要加快電機(jī)的轉(zhuǎn)速，則按下add_speed鍵，直到電機(jī)轉(zhuǎn)速適中；相反，需要減慢電機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，則按下sub_speed鍵，待轉(zhuǎn)速滿意后，放開按鍵。當(dāng)然，在某種特定的環(huán)境下，還需改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，此時(shí)，你可以按一下swap鍵，以達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)向的目的。當(dāng)電機(jī)不工作時(shí)，則按下close鍵。</p><

57、p>　　圖3-1 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的Proteus仿真圖</p><p><b>　　1．調(diào)速前的波形圖</b></p><p>　　圖3-2 電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的脈沖波形占空比</p><p><b>　　2．調(diào)速后的波形圖</b></p><p>　　圖3-3 電機(jī)減速后的脈沖波形占空比<

58、;/p><p>　　3.3電機(jī)速度的測(cè)量并顯示功能仿真</p><p>　　對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的顯示，為使用者提供了更為直觀的界面。用戶可以根據(jù)液晶顯示屏上的數(shù)字，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，為調(diào)速提供了方便。從顯示數(shù)字的穩(wěn)定程度，也可以判斷電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。若顯示數(shù)字幾乎不變，則說明電機(jī)工作十分穩(wěn)定；與之相反，顯示數(shù)字不停地變化，則說明電機(jī)工作非常不穩(wěn)定。</p><p>　　圖3-4

59、 直流電機(jī)系統(tǒng)的Proteus仿真</p><p>　　3.4系統(tǒng)的電路原理圖</p><p>　　圖3-5 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的Protel原理圖</p><p>　　由電源模塊、單片機(jī)控制單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、LCD顯示電路、霍爾傳感器電路構(gòu)成。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p>&l

60、t;p>　　經(jīng)過2個(gè)月的課程設(shè)計(jì)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)留給我印象最深的是要設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電路，必須要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要有堅(jiān)持不懈的精神。</p><p>　　通過了這次的做設(shè)計(jì)，自己收獲很大，*老師對(duì)我

61、的指導(dǎo)也起到了很大的作用，在此先謝謝老師對(duì)我的指導(dǎo)。還有這次對(duì)直流電機(jī)的調(diào)速，個(gè)人感覺其中還有許多不夠完善的地方，例如：對(duì)電機(jī)的控制采用的是獨(dú)立按鍵，而非矩陣鍵盤；電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)也不是很成熟。</p><p>　　此次的設(shè)計(jì)并不奢望一定能成功，但一定要對(duì)已學(xué)的各種電子知識(shí)能有一定的運(yùn)用能力，我做設(shè)計(jì)的目的是希望能檢查下對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力的好壞，并且開始慢慢走上創(chuàng)造的道路，這是非?？少F的一點(diǎn)。</p&

62、gt;<p>　　這次設(shè)計(jì)我感覺把大學(xué)學(xué)的東西都柔和了進(jìn)去。不止單片機(jī)方面有所提升，別的方面也有了很大的收獲，自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>

63、　　[1] 傅豐林．模擬電子線路基礎(chǔ) [M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.1</p><p>　　[2] 江志紅．51單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)案列精選 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2008.12</p><p>　　[3] 王選民 智能儀器原理及設(shè)計(jì) [M]. 北京:清華大學(xué)出版社，2008.7</p><p>　　[4] 文東 孫鵬飛 C語言程序

64、設(shè)計(jì) [M]. 北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2009.2</p><p>　　[5] 楊加國(guó) 單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2008.3</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　#define u

65、char unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit open = P2^0;</p><p>　　sbit close = P2^1;</p><p>　　sbit swap = P2^2;</p><p>　　sbit sub_s

66、peed = P2^3;</p><p>　　sbit add_speed = P2^4;</p><p>　　sbit PWM1 = P3^0;</p><p>　　sbit PWM2 = P3^1;</p><p>　　/************************液晶顯示*************/</p><p

67、>　　sbit E=P3^7;</p><p>　　sbit RW = P3^6;</p><p>　　sbit RS = P3^5;</p><p>　　sbit test = P3^4;</p><p>　　int time = 0;</p><p>　　int high = 20;</p>&

68、lt;p>　　int period = 30;</p><p>　　int change = 0;</p><p>　　int flag = 0;</p><p>　　int num_medium = 0;</p><p>　　int num_display = 0;</p><p>　　int count_sp

69、eed = 0;</p><p>　　uchar wword[]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39}; </p><p>　　/*******************延時(shí)t毫秒****************/</p><p>　　void delay(uchar t)</p>&

70、lt;p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i;</b></p><p><b>　　while(t)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　/*對(duì)于11.0592MHz時(shí)鐘，延時(shí)1ms*/&

71、lt;/p><p>　　for(i=0;i<125;i++);</p><p><b>　　t--;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//寫命令函數(shù)LCD</p>

72、<p>　　void wc51r(uchar j)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　RS=0;</b></p><p><b>　　RW=0;</b></p><p><b>　　P1=j;</b></

73、p><p><b>　　E=1;</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p><b>　　delay(3);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//寫數(shù)據(jù)函數(shù)LCD</p

74、><p>　　void wc51ddr(uchar j)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　RS=1;</b></p><p><b>　　RW=0;</b></p><p><b>　　P1=j;</b&g

75、t;</p><p><b>　　E=1;</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p><b>　　delay(2);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//初始化函數(shù)LC

76、D</p><p>　　void init()</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　wc51r(0x01); //清屏</p><p>　　wc51r(0x38); //使用8位數(shù)據(jù)，顯示兩行，使用5*7的字型</p><p>　　wc51r(0x0c); //顯示

77、器件，光標(biāo)開，字符不閃爍</p><p>　　wc51r(0x06); //字符不動(dòng)，光標(biāo)自動(dòng)右移一格</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***********8T0中斷服務(wù)程序************PWM波的生成**********/</p><p>　　void time0_int(v

78、oid) interrupt 1 </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　time++;</b></p><p>　　TH0 = 0xec;</p><p>　　TL0 = 0x78;</p><p>　　if(change == 0)</

79、p><p><b>　　{</b></p><p>　　PWM2 = 1;</p><p>　　if(time == high)</p><p><b>　　PWM1=0;</b></p><p>　　else if(time == period)</p>

80、<p><b>　　{ </b></p><p><b>　　PWM1 = 1;</b></p><p><b>　　time = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b&g

81、t;</p><p><b>　　else</b></p><p>　　{ PWM1 = 1;</p><p>　　if(time == high)</p><p><b>　　PWM2=0;</b></p><p>　　else if(time =

82、= period)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　PWM2 = 1;</b></p><p><b>　　time = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>&

83、lt;b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***************************************************************/</p><p>　　/****T1中斷服務(wù)程序********單位時(shí)間（S）方波的個(gè)數(shù)************

84、*/</p><p>　　void time1_int(void) interrupt 3 </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　count_speed++;</p><p>　　if(count_speed == 20)</p><p>　　{ count_

85、speed = 0;</p><p>　　num_display = num_medium;</p><p>　　num_medium = 0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************

86、*************************************************/</p><p>　　/************************速度顯示的數(shù)據(jù)處理*********************/</p><p>　　void datamade()</p><p><b>　　{ </b></p&g

87、t;<p>　　uint data MM,NN;</p><p>　　wc51r(0xc2);</p><p>　　wc51ddr('S');</p><p>　　wc51ddr('p');</p><p>　　wc51ddr('e');</p><p>　

88、　wc51ddr('e');</p><p>　　wc51ddr('d');</p><p>　　wc51ddr(0x3a);</p><p>　　NN = num_display%100;</p><p>　　MM = num_display/100;</p><p>　　wc51dd

89、r(wword[MM]);</p><p>　　MM = NN/10;</p><p>　　NN = NN%10;</p><p>　　wc51ddr(wword[MM]);</p><p>　　wc51ddr(wword[NN]);</p><p><b>　　}</b></p>

90、<p>　　/*****************************************************************/</p><p>　　/**********通過按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)開關(guān)、調(diào)速、轉(zhuǎn)向的控制***************/</p><p>　　void motor_control()</p><p><b>

91、;　　{</b></p><p>　　if(open == 1)</p><p><b>　　EA = 1;</b></p><p>　　if(close == 1)</p><p><b>　　EA = 0;</b></p><p>　　if(swap == 1

92、)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　change = ~change;</p><p>　　while(swap != 0)</p><p><b>　　{}</b></p><p><b>　　}</b></p>

93、<p>　　if(sub_speed == 1)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　high++;</b></p><p>　　if(high == 30)</p><p><b>　　EA=0;</b></p>

94、<p>　　while(sub_speed != 0)</p><p><b>　　{}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(add_speed == 1)</p><p><b>　　{ </b></p><

95、p><b>　　high--;</b></p><p>　　if(high == 5)</p><p><b>　　high = 5;</b></p><p>　　while(add_speed != 0)</p><p><b>　　{}</b></p>

96、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/******************************************************************/</p><p>　　/***************************主函數(shù)*

97、********************************/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2 = 0x00;</p><p><b>　　ET0 = 1;</b></p><p><b&

98、gt;　　ET1 = 1;</b></p><p>　　TMOD = 0x11;</p><p>　　TH0 = 0xec; //定時(shí)器T0設(shè)置參數(shù)</p><p>　　TL0 = 0x78;</p><p>　　TH1 = 0x3c; //定時(shí)器T1設(shè)置參數(shù)</p>&

99、lt;p>　　TL1 = 0xb0;</p><p><b>　　TR0 = 1;</b></p><p><b>　　TR1 = 1;</b></p><p>　　init(); //液晶顯示初始化程序</p><p><b>　　while(1)<

100、;/b></p><p>　　{ </p><p>　　wc51r(0x84);</p><p>　　wc51ddr('H');</p><p>　　wc51ddr('e');</p><p>　　wc51ddr('l');&

101、lt;/p><p>　　wc51ddr('l');</p><p>　　wc51ddr('o');</p><p>　　if(test == 0)</p><p>　　num_medium++;</p><p>　　datamade();</p><p>　　moto

102、r_control();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 單片機(jī)控制直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

103、 </p><p>　　專業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) 姓名：尹燕朝</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作起止時(shí)間： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容要求：