单片机控制直流调速系统设计论文

摘 要 本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。文章中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。此外，本文中还采用了芯片L298N作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且把它与延时电路相结合完成了在主电路中对直流电机的控制。另外，本系统中使用了测速发电机对直流电机的转速进行测量，经过滤波电路后，将测量值送到A/D转换器，并且最终作为反馈值输入到单片机进行PI运算，从而实现了对直流电机速度的控制。在软件方面，文章中详细介绍了PI运算程序，初始化程序等的编写思路和具体的程序实现。此外， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 采用了数字速度给定和数字式测速方法，提高了速度控制的精度；加强了系统在电磁兼容性方面的设计工作，增强了系统的抗干扰性能。本设计最大特色是，为了提高系统精度，系统采用了两片单片机，其中一片做成PID控制器，专门进行PID运算和PWM控制信号输出；另一片则系统主芯片，完成电机速度的键盘设定、测量、显示，并向PID控制器提供设定值和测量值，设定PID控制器的控制速度等。 关键词： PWM信号；测速发电机；PI运算 Abstract This article mainly introduces the method to generate the PWM signal by using MCS-51 single-chip computer to control the speed of a D.C. motor. It also clarifies the principles of PWM and the way to adjust the duty cycle of PWM signal. In addition, L298N has been used as an actuating device of the power amplifier circuit which controls the speed of rotation of D.C. motor. What’s more, tachogenerator is used in this system to measure the speed of D.C.motor. The result of the measurement is sent to A/D converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the single-chip computer and participates in a PI calculation. As for the software, this article introduces in detail the idea of the programming and how to make it. In addition,Design uses a digital speed given and digital speed method ，Improve the speed control precision .To strengthen the system in the electromagnetic compati- bility design work ，Enhance the system of anti-disturbance performance. This design feature is, In order to improve the precision of the system，System uses a two piece of single chip, which made a PID controller, specialised for PID operation and PWM control signal output; Another slice of the system the chips, complete motor speed keyboard set, measuring, display, and to provide PID controller set value and measured values, set the control speed of PID controller, etc. Key words：PWM signal；tachogenerator；PI calculation 目    录 摘    要    I Abstract.......................................................................................................................Ⅱ 1 绪论    1 1.1 直流电机调速系统的研究意义    1 1.2 本文研究的内容    1 2总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计    2 2.1硬件方案论证    2 2.2系统原理框图设计    6 3 系统硬件设计    7 3.1电源电路    7 3.2 H桥驱动电路    8 3.3 基于霍尔传感器的测速模块    8 3.4 LCD显示模块    9 4 系统软件设计    11 4.1 系统总程序框图设计    11 4.2 电机转速测量程序设计    13 4.3键盘程序设计    14 4.4 LCD显示子程序的设计    15 4.5 PWM信号的单片机程序实现    17 5 数字PID及其算法的改进     18 5.1 PID控制基本原理    18 5.2数字PID控制算法    18 5.3 PID控制算法的单片机程序实现    19 结    论    21 致    谢    22 参考文献    23 附    录    24 1 绪论 1.1 直流电机调速系统的研究意义 三十多年来，直流经历了重大的变革。首先，实现了整流器件的更新换代，以晶闸管整流装置取代了使用己久的直流发电机一电动机机组及水银整流装置，使直流电机拖动完成了一次大的飞跃。同时，控制电路己实现高集成化，小型化，高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅度提高，应用范围不断扩大。由于直流调速系统的调速精度高，调速范围广，所以，在对调速性能要求较高的场合，一般都采用直流电机拖动。直流调速技术迅速发展，走向成熟化、完善化、系列化、 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化，在可逆、宽调速、高精度的电机拖动领域中一直居于垄断地位。 早期，直流传动的控制系统采用模拟分立器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，构成系统的器件较多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。随着单片机控制技术的发展，直流传动控制系统己经广泛使用单片机，实现了数字化控制。由于单片机以数字信号工作，控制手段灵活方便，抗干扰能力强。所以，数字直流调速系统的控制精度和可靠性比模拟直流调速系统大大提高。而且通过系统总线，数字控制系统能与管理计算机、过程计算机、远程电控装置进行信息交换，实现生产过程的分级自动化控制。 1.2 本文研究的内容 该系统以89C51单片机为核心，介绍PWM的基本原理和占空比调节的方法。要求通过单片机外围的键盘按键实现速度、转向调节，并在LCD上实时显示相关参数。众所周知运动控制系统最主要的控制对象是电机，在不同的生产过程中，电机的运行状态要满足生产要求，其中电机速度的控制在占有至关重要的作用，因此本次设计是利用PID控制技术对直流电机转速的控制。系统控制方案的分析为：本直流电机调速系统以单片机系统为依托，根据PWM调速的基本原理，以直流电机电枢上电压的占空比来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速为依据，实现对直流电动机的平滑调速。本文所研究的直流电机调速系统是由硬件和软件两大部分组成。硬件部分是前提，它主要为软件提供程序运行的平台。而软件部分，是对硬件端口所体现的信号，加以采集、分析、处理，最终实现控制器所要实现的各项功能，达到控制器自动对电机速度的有效控制。 2 总体方案设计 2.1 硬件方案论证 2.1.1 单片机介绍及选型 AT89S52为 ATMEL 所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。 AT89S52主要功能列举如下： 1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash 2、晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz） 3、内部程序存储器（ROM）为 8KB 4、内部数据存储器（RAM）为 256字节 5、32 个可编程I/O 口线 6、8 个中断向量源 7、三个 16 位定时器/计数器 8、三级加密程序存储器 9、全双工UART串行通道 AT89S52各引脚功能介绍如图2-1： 图2-1  AT89S52 VCC：AT89S52电源正端输入，接+5V。 VSS：电源地端。 XTAL1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 XTAL2：系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。 RESET：AT89S52的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。 PSEN：此为"Program Store Enable"的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到EPROM的OE脚。 PORT0（P0.0～P0.7）：端口0是一个8位宽的开路汲极（Open Drain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示位0，P0.1表示位1，依此类推。其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0～A7）及数据总线（D0～D7）。设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址总线，而定址到64K的外部存储器空间。 PORT2（P2.0～P2.7）：端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8～A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了。 PORT1（P1.0～P1.7）：端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话，P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。 PORT3（P3.0～P3.7）：端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。 其引脚分配如下： P3.0：RXD，串行通信输入。 P3.1：TXD，串行通信输出。 P3.2：INT0，外部中断0输入。 P3.3：INT1，外部中断1输入。 P3.4：T0，计时计数器0输入。 P3.5：T1，计时计数器1输入。 P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号。 P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 采用一片单片机（AT89S52）完成系统所有测量、控制运算，并输出PWM控制信号。 2.1.2 测速传感器的选择 方案一：使用测速发电机，输出电动势E和转速n成线性关系，即E=kn，其中k是常数。改变旋转方向时，输出电动势的极性即相应改变。 方案二：采用霍尔传感器，霍尔元件是磁敏元件，在被测的旋转体上装一磁体，旋转时，每当磁体经过霍尔元件，霍尔元件就发出一个信号，经放大整形得到脉冲信号送运算。 方案三：在电机的转轴端开一小洞，利用红外光电耦合器，每转半圈OUT端输出一个上脉冲。 经比较，方案一中的测速放电机安装不如方案二中霍尔元件安装方便，并且准确率也没方案二的高，并且方案二不需A/D转传感器的采购不是很方便，故采用方案三，它具有方案二的几乎所有的优点。方案三中可以采用记数的方法：具体是通过单片机记单位时间S（秒）内的脉冲数N，每分钟的转速：M=N/S×60。也可以采用定时的方法：是通过定时器记录脉冲的周期T，这样每分钟的转速：M=60/T。故选方案三。 2.1.3 键盘显示方案论证 方案一：采用4×4键盘，可直接输入设定值。显示部分使用4位数码管，优点是显示亮度大，缺点是功耗大，不符合智能化趋势而且不美观。 方案二：使用4个按键，进行逐位设置。显示部分是使用支持中文显示的LCD，优点是美观大方，有利于人与系统的交互，及显示内容的扩展；缺点是成本高，抗干扰能力较差。 为了系统容易扩展、操作以及美观，本设计完全采用方案二。 2.1.4 电机驱动方案论证 方案一：采用专用小型直流电机驱动芯片。这个方案的优点是驱动电路简单，几乎不添加其它外围元件就可以实现稳定的控制，使得驱动电路功耗相对较小，而且目前市场上此类芯片种类齐全，价格也比较便宜。 方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对电机的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。 通过比较和对市场因素的考虑，本设计采用方案一，使系统的设计核心在PID控制上。 2.2 系统原理框图设计 系统原理框图如图2-2所示，是一个带键盘输入和显示的闭环测量控制系统。主体思想是通过系统设定信息和测量反馈信息计算输出控制信息。 图2-2  系统原理框图 3 系统硬件设计 3.1 电源电路 3.1.1 芯片介绍 78XX,XX就代表它所输出的电压值，能降低电压4-5V。 电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。故名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。 用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路。在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下不用）。当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。 3.1.2 电路原理图 电源电路采用78系列芯片产生+5V、+15V。电路图如图3-1： IC采用集成稳压器7805和7815，C2、C3、C5、C6分别为输入端和输出端滤波电容，稳压二极管D1串接在7805稳压器2脚与地之间，可使输出电压U得到一定的提高，输出电压U为7805稳压器输出电压与稳压二极管D1稳压值之和。D2是输出保护二极管，一旦输出电压低于D1稳压值时，D2导通，将输出电流旁路。 图3-1  78系列的电源电路 3.2  H桥驱动电路 基于三极管的使用机理和特性，在驱动电机中采用H桥功率驱动电路，H桥功率驱动电路可应用于步进电机、交流电机及直流电机等的驱动．永磁步进电机或混合式步进电机的励磁绕组都必须用双极性电源供电，也就是说绕组有时需正向电流，有时需反向电流，这样绕组电源需用H桥驱动。直流电机控制使用H桥驱动电路（图3-2），当PWM1为低电平,通过对PWM2输出占空比不同的矩形波使三极管Q1、Q6同时导通Q5截止，从而实现电机正向转动以及转速的控制；同理，当PWM2为高电平,通过对PWM1输出占空比不同的矩形波使三极管Q1、Q6同时导通，Q6截止，从而实现电机反向转动以及转速的控制。 图3-2  H桥的电机驱动电路 3.3  基于霍尔传感器的测速模块 3.3.1 霍尔传感器的工作原理 工作原理：霍尔开关集成电路中的信号放大器将霍尔元件产生的幅值随磁场强度变化的霍尔电压UH放大后再经信号变换器、驱动器进行整形、放大后输出幅值相等、频率变化的方波信号。信号输出端每输出一个周期的方波，代表转过了一个齿。单位时间内输出的脉冲数N，因此可求出单位时间内的速度V＝NT。 3.3.2 霍尔传感器的电路原理图 当电流流过霍尔传感器时，产生的磁场聚集在磁环内，通过磁环气隙中霍尔元件进行测量并放大输出，其输出电压V精确的反映原边电流。其电路原理图如图3-3所示： 图3-3  霍尔传感器的测速电路 3.4  LCD显示模块 3.4.1  1602芯片介绍 1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。因为1602识别的是ASCII码，试验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如“A”。1602采用标准的16脚接口，其中： 第1脚：VSS为电源地。 第2脚：VDD接5V电源正极。 第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。 第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。 第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。 第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端。 第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端。 第15～16脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。 电路原理如图3-4所示： 图3-4  LCD显示电路 4 系统软件设计 4.1 系统总程序框图设计 系统程序程序框图如图4-1和4-2所示。 图4-1  系统主单片机总程序框图 图4-2  系统从单片机（PID控制器）程序框图 当系统被启动后，主从单片机初始化。主单片机检测是否有键按下，再执行键子程序，将输入的值传送到PID控制器，PID控制器经PID计算处理，再计算出PWM的定时值，PID再送出相应的PWM信号，驱动电机转动，主单片机将传感器输入的信号进行计算，再将得出的值输出到PID控制器，PID控制器经计算输出相应的PWM信号控制电机转速趋于设定的转速。依次循环使电机趋于稳定值。 4.2 电机转速测量程序设计 设计中考虑到电机的工作环境一般比较恶劣，因此除了硬件外，从程序上除了要更高的精确度也需要进行更多的抗干扰设计，从而实现软件的大范围检错、纠错或丢弃错误等。在程序的设计过程中，对严重不符合要求的测量数据（如大于6000转对应的数据）进行了丢弃处理，而对于正常范围内的数据错误采用了采5取3求平均的算法。实验表明，此方法降低了系统采集转速中出现的错误。对于转速的测量方法，是通过速度脉冲信号下降沿触发单片机的外中断，中断服务子程序在某一个脉冲的下降沿开启定时器记时，然后在下一个下降沿关闭定时器，通过对定时器数据进行运算处理可以得到信号周期进而得到速度值。其程序框图如图4-3： 图4-3  外中断程序框图 4.3 键盘程序设计 键盘程序设计的任务是赋予各按键相应的功能，完成速度设定值的输入和向PID控制器的发送。4只按键一只用来位循环选择，告诉单片机要调整的是设定值的个位、十位、百位还是千位。第二、三只按键分别是减1、加1减。在没有位选择的情况下对设定值整体进行减1、加1；在有位选择的情况下仅对相应位进行减1、加1，并且当按着不释放按键时可以实现快速连续减1、加1，同时允许循环减、加（既当某位为0时，在减1则为9，某位为9时，加1则为0）。最后一只按键是确认发送键，按下它后，单片机将设定值送给PID控制器，从而实现设定控制。程序框图如图4-4： 图4-4  键盘程序框图 4.4 LCD显示子程序的设计 LCD的详细使用过程可参阅对应型号的使用手册。仅在本小节强调以下内容：LCD 使用的关键是根据显示需要正确地对其进行初始化设置，而一般情况下不用考虑如何向它读写指令或数据，因为制造厂商所给的使用资料里就附有驱动程序，如果没有也可以从网上搜索下载得到。然而我们必须清楚那些初始化设置之间的关系，以及它是如何利用设置读取、显示数据字符的，不然就会发生一些不可预料的错误。 因此，熟读LCD驱动芯片使用手册也是一个关键环节。LCD中文字型的编码写入地址对照如表4.1。 表4.1  编码写入地址对照表 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 H L H L H L H L H L H L H L H L H L H L S H A A N X I . . L I G O N G X U E . . 陕 西 理 . . 物 理 系 0 2 电 . 陕 西 理 . . . 物 理 系 0 2 电 .                                         在RT12232F中，CGRAM字型与中文字型的编码只可出现在每一Address Counter的开始位置，图表中最后一行为错误的填入中文码位置，其结果会产生乱码象。 通常LCD的初始化包括复位设置、清除显示、地址归位、显示开关、游标设置、读写地址设置、反白选择以及睡眠模式等等。实际中根据需要，正确、灵活地修改这些设置可以达到较为满意的显示效果。 LCD 中所有汉字、数字和字符都可以通过它的ASCII码来访问显示；图象的显示是通过将相关软件（提取汉字、图象点阵数据程序）产生的数据按照LCD手册的要求完成响应设置后写入即可。 由于本设计中没有使用到图形显示，所以没有详述。对于系统使用的汉字、字符和数据的LCD显示初始化程序和写数据程序框图见图4-5。 图4-5  LCD显示初始化程序和写数据程序框图 4.5 PWM信号的单片机程序实现 理论上，只要PWM脉冲的周期正比于PID控制算法的输出结果结果。具体实现过程中，取u(k)的整数部分（记为：UT）保存，然后用PWM信号的周期值减去UT所得值即为定时器1的初值（记为：INIT）。其程序框图见图4-6。 图4-6  产生PWM控制信号程序框图 5 数字PID及其算法的改进 5.1 PID控制基本原理 PID控制即比例（Proportional）、积分（Integrating）、微分（Differentiation）控制。在PID控制系统中，完成PID控制规律的部分称为PID控制器。它是一种线形控制器，用输出y(t)和给定量r(t)之间的误差的时间函数e(t)=r(t)-y(t). PID控制器框图如图5-1。实际应用中，可以根据受控对象的特性和控制的性能要求，灵活地采用不同的控制组合，如： 图5-1  PID控制算法框图 比例（P）控制器： 比例＋积分（PI）控制器： 比例+积分+微分（PID）控制器： 式中，Kp为比例运算放大系数，Ti为积分时间，Td为微分时间。 5.2 数字PID控制算法 在单片机数字控制系统中，PID控制算法是通过单片机程序来实现的。对于数字信号处理其算法变换如下。 控制量： 比例→比例： 积分→求和： 微分→差商： 式中， 为比例系数， 为积分系数， 为微分系数。T为采样周期。 上式PID算法为非递推形式，称为全量算法。为了求和，必须将系统偏差的全部过去值e(j)(j=0,1,2……)值都存储起来。这种算法得出了控制量的全量输出u(k)，是控制量的绝对数值。在控制系统中，这种控制量决定了执行机构的的位置，比如，在本设计电机控制系统中，这种算法的输出对应了相应的速度值。因此，人们将这种算法称为“位置PID算法”。 除了“位置PID算法”以外，常见的还有增量式PID控制算法。当执行机构需要的不是控制量的绝对值，而是控制量的增量（例如去驱动步进电动机）时，需要用PID“增量算法”。此算法可由“位置PID算法”求出。 综合两种算法，本设计是产生一个PWM信号去控制直流电机，PWM信号的高电平持续时间对应的控制量是一个绝对值，而不是一个控制量的增量。但是如果采用“位置PID算法”则需要考虑控制量的基值u0,即Kp=0时的控制量，而直接用增量式PID算法只能计算出控制量的增量。所以，设计中，先采用增量式控制控制算法计算出控制量的增量，然后加上上一次的控制量即可以得到本次的控制量，本系统的PID算法是以增量式算法实现“位置PID算法”的结果，使控制得到简化、容易实现。 5.3  PID控制算法的单片机程序实现 要编写一个已知算法的单片机程序，首先要考虑的就是数据的结构和存储方式了。因为它直接影响到系统的控制精度，以及PID算法的实现质量。本系统之所以专门采用一片单片来实现PID算法，就是因为从一开始的设计思路就是尽可能高的提高系统的控制精度。要提高系统的控制精度，在计算过程中仅取整数或定点小数是不够的，所以本设计采用三字节浮点数运算。对于AT89S52单片机而言，有足够的内存去存储和处理这些数据。另外，为了使程序的参数修改方便，更易于应用到其他PID控制系统中去，在一开始的参数赋值程序中，参数是以十进制BCD码浮点数存储的，参数赋值完成后，紧接着就是对参数进行二进制浮点数的归一化处理，以及复合参数q0,q1,q2等的计算。这些工作在系统启动后迅速就完成了，之后PID控制器只进行PID核心控制算法的计算。PID算法的程序框图如图5-2 所示算法。由于本系统采用的是单级单向调速， 所以当PID控制算法的输出结果u（k）为负数时就将其清另零了，当大于系统饱和值时，赋值u(k)为饱和值。 图5-2 增量式积分分离PID算法 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图 结    论 本文所述的直流电机闭环调速系统是以低价位的单片微机8051为核心的，而通过单片机来实现电机调整又有多种途径，相对于其他用硬件或者硬件与软件相结合的方法实现对电机进行调整，采用PWM软件方法来实现的调速过程具有更大的灵活性和更低的成本，它能够充分发挥单片机的效能，对于简易速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。而在软件方面，采用PLD算法来确定闭环控制的补偿量也是由数字电路组成的直流电机闭环调速系统所不能及的。曾经也试过用单片机直接产生PWM波形，但其最终效果并不理想，在使用了少量的硬件后，单片机的压力大大减小，程序中有充足的时间进行闭环控制的测控和计算，使得软件的运行更为合理可靠。 致    谢 这次毕业设计，凝结了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。    首先，我要特别感谢老师对我的悉心指导，在毕业设计期间老师指导我、帮助我收集文献资料，理清设计思路，完善操作方法，并对我所做的设计提出有效的改进方案。老师渊博的知识、严谨的作风、诲人不倦的态度和学术上精益求精的精神让我受益终生。作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，想要完成这个设计是难以想象的。因此，特别需要感谢老师给予的耐心细致的指导，在此，再一次向教师以及关心帮助我的教师同学表示最诚挚的谢意！ 其次，学校在这方面也给我们提供了很大的支持和帮助，学校领导比较重视，每个设计小组配有专门的指导老师，帮助我们能顺利完成整个设计。对于学校和老师为我的毕业设计所提供的极大帮助和关心，在此我致以衷心的感谢！ 最后，还要感谢同学三年来对我的关心与支持，感谢各位老师在学习期间对我的严格要求。同时也要感谢身边朋友的热心帮助，没有你们的关心与支持，我不可能这么快完成我的毕业设计！这几个月的岁月是我学生生涯中最有价值的一段时光，也将会成为我以后永远的美好的回忆，在这里有治学严谨而不失亲切的老师，也有互相帮助情同骨肉的同学，更有和谐、融洽的学习生活氛围，这里将是我永远向往的地方。借此论文之际，我想向所有人表达我的最诚挚的谢意，愿我们将来都越来越好。 参考文献 [1] 张友德.单片机原理应用与实验【M】.复旦大学出版社，1992 [2] 张毅刚，彭喜源，谭晓钧，曲春波.MCS－51单片机应用设计【M】.哈尔滨工业大学出版社，2001.1 [3] 宋庆环，才卫国，高志.89C51单片机在直流电动机调速系统中的应用【M】.唐山学院，2008.4 [4] 陈锟,危立辉.基于单片机的直流电机调速器控制电路【J】.中南民族大学学报(自然科学版)，2003.9 [5] 李维军,韩小刚,李晋.基于单片机用软件实现直流电机PWM调速系统【J】.维普资讯，2007.9 [6] 曹巧媛.单片机原理及应用【M】.北京：电子工业出版社，1997 [7] 刘大茂，严飞.单片机应用系统监控主程序的设计方法【J】.福州大学学报(自然科学福建农林大学硕士论文版)，1998.2 附    录 /************************速度显示的数据处理*********************/ void datamade() {  uint data MM,NN; wc51r(0xc2); wc51ddr('S'); wc51ddr('p'); wc51ddr('e'); wc51ddr('e'); wc51ddr('d'); wc51ddr(0x3a); NN = num_display%100; MM = num_display/100; wc51ddr(wword[MM]); MM = NN/10; NN = NN%10; wc51ddr(wword[MM]); wc51ddr(wword[NN]); } /*****************************************************************/ /**********通过按键实现对电机开关、调速、转向的控制***************/ void motor_control() { if(open == 1) EA = 1; if(close == 1) EA = 0; if(swap == 1) { change = ~change; while(swap != 0) {} } if(sub_speed == 1) { high++; if(high == 30) EA=0; while(sub_speed != 0) {} } if(add_speed == 1) { high--; if(high == 5) high = 5; while(add_speed != 0) {} } } /******************************************************************/ /***************************主函数*********************************/ void main() { P2 = 0x00; ET0 = 1; ET1 = 1; TMOD = 0x11; TH0 = 0xec;            //定时器T0设置参数 TL0 = 0x78; TH1 = 0x3c;          //定时器T1设置参数 TL1 = 0xb0; TR0 = 1; TR1 = 1; init();              //液晶显示初始化程序 while(1) wc51r(0x84); wc51ddr('H'); wc51ddr('e'); wc51ddr('l'); wc51ddr('l'); wc51ddr('o'); if(test == 0) num_medium++; datamade(); motor_control(); }