【單片機(jī)控制的PWM直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7200字（論文）】

單片機(jī)控制的PWM直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u25545摘要 125545一、引言 摘要：本文設(shè)計(jì)了一種基于STC12C5A60S2單片機(jī)的PI調(diào)節(jié)器的直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)有著死區(qū)控制、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性較高等優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)主控為單片機(jī)，具有按鍵輸入、液晶顯示等外圍功能，人機(jī)交互良好。H橋驅(qū)動(dòng)電路采用分立元件設(shè)計(jì)，加上帶自舉電路的IR2104半橋驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS晶體管的控制。此外，電路中增加的邏輯電路實(shí)現(xiàn)了一個(gè)PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，降低了對(duì)單片機(jī)的要求，并使用較少的單片機(jī)資源來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的驅(qū)動(dòng)效果。基于運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的PI控制器使系統(tǒng)能夠有效地跟蹤速度，并將速度穩(wěn)定到給定值。關(guān)鍵詞：STC12C5A60S2單片機(jī)；PI調(diào)節(jié)器；PWM；閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速一、引言（一）研究意義在自動(dòng)化時(shí)代，能夠驅(qū)動(dòng)和控制電氣和機(jī)電設(shè)備的智能設(shè)備的必要性增加了。微控制器的快速發(fā)展使之成為可能。在許多現(xiàn)代工廠中，所有類型的機(jī)電設(shè)備都由微控制器產(chǎn)生的PWM信號(hào)來(lái)使用和控制。直流電機(jī)的速度控制主要有兩種方式；機(jī)械和電氣。機(jī)械方法需要大的硬件和更高的成本。但電法體積小。因此在這項(xiàng)工作中直流電機(jī)的速度控制是采用電氣方法實(shí)現(xiàn)的。為了提高材料的生產(chǎn)率，有必要提高直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種技術(shù)在國(guó)內(nèi)和工業(yè)上都有應(yīng)用。降低電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)誤差，提高電機(jī)調(diào)速性能。使用8位微控制器需要更多復(fù)雜的硬件，其中16/32位微控制器包含一些額外的處理功能和先進(jìn)的PWM技術(shù)，因此使用該微控制器是本項(xiàng)目的明智選擇。使用STC12C5A60S2根據(jù)要求控制直流電機(jī)的實(shí)際速度[1]。該項(xiàng)工作的主要任務(wù)，是熟悉基于微控制器的直流發(fā)電機(jī)速度控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在今天的現(xiàn)代工廠中，直流電動(dòng)機(jī)的使用日益增多。直流電機(jī)的控制可以通過(guò)電氣或機(jī)械方式完成。直流電機(jī)的控制需要智能設(shè)備。（二）研究現(xiàn)狀在研究國(guó)內(nèi)外論文的過(guò)程中，了解到直流電機(jī)控制主要用于兩個(gè)部分：變速和位置應(yīng)用。速度控制的首選要求扭矩可控、簡(jiǎn)單可靠[2]。更關(guān)鍵的是，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電樞壓降成反關(guān)系，與勵(lì)磁繞組所產(chǎn)生的磁通成反關(guān)系，與電源壓力成正比。直流電機(jī)的工作速率，一般采用電樞的方式加以控制。而在這個(gè)方式中，直流電機(jī)的速率可以通過(guò)采用控制電樞電阻，來(lái)調(diào)節(jié)感應(yīng)電樞二端的壓力降。在改變電機(jī)速度的磁通控制方法中，由于磁場(chǎng)繞組的存在，需要改變磁通量。但是磁性能依賴流過(guò)磁繞組的電壓，因而能夠通過(guò)變化流經(jīng)磁繞組的電壓來(lái)改善磁性能。這能夠通過(guò)使用與磁繞組電阻器并聯(lián)的可變電阻器來(lái)完成。在電流控制方式中，電樞繞組接受變化電流，而勵(lì)磁繞組則接受恒定電流。電壓控制方式主要有很幾種：通過(guò)開(kāi)關(guān)的裝置機(jī)構(gòu)向電樞繞組供給變化電流，或者另一個(gè)通過(guò)交流電力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)機(jī)構(gòu)向電樞供給變化電流。但目前最實(shí)用的技術(shù)還是使用脈寬調(diào)制(PWM)來(lái)提高直流電機(jī)的速度。PWM信號(hào)廣泛由微控制器產(chǎn)生。通過(guò)研究論文，他們首先為微控制器提供電源。然后控制器產(chǎn)生5伏直流脈沖，產(chǎn)生的脈沖只是PWM信號(hào)。（三）研究目標(biāo)設(shè)計(jì)中的控制器為采用單片機(jī)的PWM直流電機(jī)調(diào)速控制。PWM信號(hào)由模擬電路、數(shù)字集成電路、微型計(jì)算機(jī)和微控制器產(chǎn)生[3]。PWM信號(hào)由微控制器(STC12C5A60S2)產(chǎn)生，因?yàn)閺臄?shù)字IC、模擬或微型計(jì)算機(jī)獲得的PWM包含諧波。對(duì)于直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，磁通和電樞控制方法無(wú)法提供所需的速度范圍。電機(jī)分四個(gè)象限運(yùn)行：順時(shí)針、逆時(shí)針、遞增和遞減速度。在4個(gè)占空比下產(chǎn)生的PWM信號(hào)，其值分別為25%、50%、75%和100%，進(jìn)而直接調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。直流電機(jī)的速度隨電機(jī)電壓的變化而變化。首先是給STC12C5A60S2供電。STC12C5A60S2產(chǎn)生脈沖，產(chǎn)生的脈沖只是PWM信號(hào)，被提供給驅(qū)動(dòng)電路。因此，直流電機(jī)的速度由PWM信號(hào)控制?？梢栽谶\(yùn)行狀態(tài)下控制電機(jī)的速度。本系統(tǒng)根據(jù)STC12C5A60S2的輸入及出口數(shù)據(jù)信息，由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)IO口形成PWM信息，并送往直流電機(jī)，直流電機(jī)再經(jīng)過(guò)檢測(cè)電路將實(shí)際速度送給單片機(jī)控制器，并實(shí)現(xiàn)速度指令，以此完成對(duì)發(fā)電機(jī)速度和回轉(zhuǎn)速度的控制，從而實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速的目的。二、硬件電路設(shè)計(jì)在工業(yè)自動(dòng)化中，運(yùn)動(dòng)控制很重要。PWM是一種產(chǎn)生高電平和低電平二進(jìn)制信號(hào)的方法。PWM脈沖達(dá)到全部電源電壓，將增加電機(jī)的扭矩。系統(tǒng)硬件框圖，如下表顯示。該操作系統(tǒng)主要包括了STC12C5A60S2單片機(jī)、直流電機(jī)和電源。CCP（捕獲/比較/PWM）內(nèi)置于STC12C5A60S2中，可輕松生成PWM信號(hào)。這些PWM信號(hào)應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC的使能引腳[4]。直流驅(qū)動(dòng)器改變電機(jī)的速度和方向。兩個(gè)按鈕用于改變速度變化的脈沖，另外兩個(gè)按鈕用于控制方向。（一）STC12C5A60S2單片機(jī)的組成STC12C5A60S2單片機(jī)主要由CPU和外八個(gè)元件所構(gòu)成，它們均采用了片內(nèi)的單一總線互連方式，其基本組成是普通CPU且有外圍芯片，但功能單元的管理引入了對(duì)特殊功能寄存器的集中控制[5]。內(nèi)部程序存儲(chǔ)器：在STC12C5A60S2晶片內(nèi)共計(jì)約4K個(gè)單位，主要用來(lái)儲(chǔ)存程式、原始資源以及圖形，俗稱為內(nèi)存ROM。定時(shí)器：在STC12C5A60S2片中有2個(gè)十六位數(shù)的定時(shí)器，用來(lái)同時(shí)完成定時(shí)器和計(jì)算功能，并同時(shí)將其定時(shí)器或計(jì)算結(jié)果對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理工作。中斷控制器結(jié)構(gòu)：該控制器芯片具有五種工作中斷源，即外圍工作中斷二個(gè)，內(nèi)部計(jì)時(shí)器/計(jì)算工作中斷二個(gè)，和串行工作中斷一個(gè)。具體構(gòu)成如圖2-1所示：圖2-1單片機(jī)內(nèi)部框圖（二）硬件系統(tǒng)總體框圖本次設(shè)計(jì)由主控芯片通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路將信號(hào)傳遞給直流電機(jī)，主控芯片由驅(qū)動(dòng)電路、液晶顯示、鍵盤電路三部分構(gòu)成，具體系統(tǒng)框圖如圖2-2所示：圖2-2電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)框圖（三）電源模塊電機(jī)與單片機(jī)獨(dú)立工作，防止了電源的相互干擾。TPS7350系列交流電路可提供2,5v、3V、3,3v、4,85v和5V的固定輸出功率，并提供可調(diào)版本的集成高精度電源適配器，以監(jiān)控控制器的輸出功率。它還具有低電平復(fù)位信號(hào)，脈沖長(zhǎng)度為200毫秒，電壓降非常低。IO=100mA時(shí)的最大功率為35mV(TPS7350)，功耗低且安靜，不受工作負(fù)載影響。與傳統(tǒng)的LDO相比，使用PMOS代替典型的PNP晶體管將降低電壓和靜音功耗。因?yàn)镻MOS元素是低值電阻，所以壓降電流相當(dāng)?shù)?TPS7350在一百毫安的輸出電流下最大為35毫伏)，且和輸出電流大小成正比。另外，因?yàn)镻MOS的通過(guò)器件為低壓力驅(qū)動(dòng)件，靜態(tài)輸入輸出電壓范圍極小并保持不變，與輸入輸出負(fù)荷多少?zèng)]關(guān)系(在整個(gè)輸入輸出電流范圍內(nèi)，通常為340μa，0mA至500mA)。這二項(xiàng)新技術(shù)規(guī)格都顯著提高了電池系統(tǒng)的壽命。向LDO系統(tǒng)還具備了休眠模式;向EN(啟用)應(yīng)用邏輯高信號(hào)會(huì)關(guān)閉調(diào)節(jié)器。TSSOP封裝選件可降低關(guān)鍵應(yīng)用的組件高度，對(duì)于STC12C5A60S2供電是完全能夠勝任的[6]。（四）電機(jī)PWM驅(qū)動(dòng)模塊1.PWM的基本原理調(diào)速方式為PWM也稱為脈寬調(diào)制，是一種通過(guò)產(chǎn)生信號(hào)并改變占空比，以實(shí)現(xiàn)改變脈寬的方法。同樣是一種使用微處理器的輸出信號(hào)來(lái)控制各種應(yīng)用中的模擬回路的手段，被應(yīng)用于從計(jì)算、通訊到測(cè)量等多個(gè)領(lǐng)域中。輸出頻率的變化能夠不斷改變，但對(duì)持續(xù)時(shí)間和幅度的分辨率都不能限制。2.H橋的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)方案圖2-3H橋驅(qū)動(dòng)電路原理說(shuō)明H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包含四個(gè)三極管和一個(gè)電氣裝置，其形狀類似于H，因此而得名。為了使電機(jī)順利運(yùn)行，有必要驅(qū)動(dòng)對(duì)角線三極管中的一個(gè)。根據(jù)不同的三極管的相對(duì)導(dǎo)通或通電情況，電壓以不同的方式流經(jīng)電機(jī)系統(tǒng)，從右到左或在相反的位置，進(jìn)而影響了電子設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)方面。其原理如圖2-3所示。如果要想讓設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要先將H橋?qū)蔷€上的三極管全部接上。因此，當(dāng)Q2和Q3被引導(dǎo)時(shí)，電流從電源裝置的正極流向電機(jī)，首先通過(guò)Q2，然后通過(guò)Q3流向電源裝置的負(fù)極。同理Q1與Q4也是這樣，從電壓箭頭上可看出，電機(jī)朝著順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。3.電機(jī)驅(qū)動(dòng)H橋電路設(shè)計(jì)與分析PWM發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊電路控制h橋。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和研究，h橋工作電路如圖2-4所示。電路中采用了基于PWM原理的驅(qū)動(dòng)集成電路。圖2-4H橋驅(qū)動(dòng)電路原理圖PWM集成電路主要由復(fù)雜的晶體管組成，可通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)輸入接口的高電平和低電平來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)。兩個(gè)輸入接口的高電平和低電平用于控制晶體管的開(kāi)或關(guān)。當(dāng)Q1和Q2被關(guān)閉時(shí)，Q3和Q6被打開(kāi)，而Q4和Q5被關(guān)閉。電機(jī)接口為VCC，但沒(méi)有運(yùn)行。然后，當(dāng)Q1打開(kāi)而Q2關(guān)閉時(shí)，Q4和Q6打開(kāi)。發(fā)動(dòng)機(jī)的右邊是電源，左邊是電源線。同時(shí)，它也逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。此時(shí)Q2必須關(guān)閉，PWM控制Q1開(kāi)啟和關(guān)閉。它可以直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速快慢，以同樣的方式，當(dāng)Q1關(guān)閉時(shí)Q2開(kāi)啟，Q3和Q5開(kāi)啟，而電機(jī)左側(cè)為電源，右側(cè)為地線，發(fā)電機(jī)沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，此時(shí)保持Q1關(guān)閉，同時(shí)通過(guò)PWM控制Q2的電源開(kāi)啟或關(guān)閉，就可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。（五）顯示電路設(shè)計(jì)LCD是一個(gè)點(diǎn)陣式液晶模塊，用于表示字母、數(shù)字、音符等。每個(gè)點(diǎn)陣字符位都能代表一個(gè)數(shù)值，由相等或一樣的點(diǎn)陣字符位組成。每個(gè)步驟之間都有一個(gè)小空間，這樣就充分發(fā)揮了文本間隔和行間相距的功用，但也正由于這樣，它并不能表示形狀。LCD1602液晶顯示是指屏幕上顯示的內(nèi)容，本設(shè)計(jì)中的液晶屏可以表示二行，每一行十六個(gè)字符液晶模塊(顯示字符和數(shù)字)。第一行顯示轉(zhuǎn)速，第二行顯示占空比。LCD1602的液晶實(shí)物圖則如圖2-5所述，而LCD1602的液晶插針圖則如圖2-6所述。圖2-5LCD1602實(shí)物圖圖2-6LCD1602引腳圖液晶部分的電路圖如圖2-7所示：圖2-7液晶部分電路圖在本設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)的顯示主要表現(xiàn)是通過(guò)簡(jiǎn)單的液晶LCD1602顯示器。LCD(LiquidCrystalDisplay)是液晶顯示屏的英文縮寫，它是一個(gè)被動(dòng)型的顯示器，液晶電視顯示器本身并不發(fā)亮，而只是通過(guò)液晶經(jīng)特殊處理后能調(diào)節(jié)光通過(guò)位置的特點(diǎn)，所以成為白底黑字或黑底白字顯示器。液晶顯示屏有耗電較少、抗干擾能力強(qiáng)、顯示清晰等特點(diǎn)。（六）按鍵電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用獨(dú)立鍵盤連接方式。按鍵拖拽的電路設(shè)計(jì)可以讓你把外部網(wǎng)絡(luò)靠近按鈕。這種連接方式在用線連接按鈕和微控制器的情況下非常常見(jiàn)。高質(zhì)量導(dǎo)電材料的長(zhǎng)導(dǎo)線表現(xiàn)出較大的發(fā)光效應(yīng)，可能導(dǎo)致信號(hào)衰減，這將導(dǎo)致組件的不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致組件的錯(cuò)誤行為。該按鈕由兩個(gè)觸點(diǎn)組成，一個(gè)圓盤和一個(gè)彈簧。當(dāng)按鈕被按下時(shí)，圓盤在兩個(gè)觸點(diǎn)之間短路。當(dāng)松開(kāi)按鈕時(shí)，彈簧將圓盤推出觸點(diǎn)。當(dāng)按鈕變舊時(shí)，彈簧往往會(huì)變得過(guò)于松動(dòng)。如果在釋放按鈕時(shí)發(fā)生這種情況，可能是平板在觸點(diǎn)上彈跳的時(shí)間不同：這被稱為彈跳效應(yīng)。這種效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致虛假的效果，減輕這種效應(yīng)可以在軟件中實(shí)現(xiàn)，通過(guò)在第一次檢測(cè)后增加一個(gè)死區(qū)時(shí)間。在硬件中，通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾。硬件去抖是一個(gè)比較好的解決方案，因?yàn)樗旧闲枰獌蓚€(gè)分立的組件，避免了軟件的工作方式[8]?；旧?，這可以通過(guò)在按鈕網(wǎng)絡(luò)和GPIO之間添加一個(gè)低通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。綜上，將按鍵電路如圖2-8所顯示：圖2-8按鍵部分電路（七）霍爾元件電路基于霍爾效應(yīng)，人們把用零點(diǎn)五導(dǎo)體材質(zhì)制成的電子元儀器就叫霍爾元器材。它具有了對(duì)電磁靈敏、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便、容積小、對(duì)信號(hào)頻率的反應(yīng)覆蓋范圍廣、輸出信號(hào)電壓變化大和運(yùn)行時(shí)限長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，所以，在測(cè)控、智能化、電子計(jì)算機(jī)與信息等應(yīng)用領(lǐng)域中獲得了廣泛的運(yùn)用。單通道高溫霍爾效應(yīng)集成傳感器是由霍爾電壓發(fā)生器、差分放大器、施密特觸發(fā)器和輸出改進(jìn)電路[9]組成的磁傳感器。它的輸出是磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸出是數(shù)字磁盤的變化數(shù)據(jù)。這是一個(gè)單極磁感應(yīng)電路，適合與矩形和圓柱形磁鐵一起操作。它經(jīng)常被用于制造業(yè)中。其接線圖如圖2-9所示。圖2-9霍爾傳感器的接線圖（八）電路總體原理圖圖2-10直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)原理圖STC12c5125a602控制輸出。PWM信號(hào)通過(guò)微機(jī)的I/o口產(chǎn)生。模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換使用兩個(gè)數(shù)字信號(hào)Q1和Q2。一個(gè)芯片的微型計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)后，連接到兩個(gè)三角形的底部，控制三角形的斷開(kāi)，然后控制H橋的開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān)，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)霍爾元件測(cè)速電路將速度實(shí)時(shí)發(fā)送到微控制器引腳，以顯示速度并達(dá)成電機(jī)轉(zhuǎn)向和速度控制，實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。總體原理圖如圖2-10所示。三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（一）軟件程序流程圖圖3-1主電源示意圖是硬件程序的基礎(chǔ)。硬件設(shè)計(jì)完成后，編程可以幫助硬件執(zhí)行一系列的響應(yīng)，控制單片機(jī)完成信號(hào)的處理、轉(zhuǎn)換和輸出，是硬件實(shí)現(xiàn)完善功能的潤(rùn)滑劑。軟件流程圖如圖3-1所示。使用好4號(hào)的開(kāi)發(fā)軟件。開(kāi)發(fā)完成后，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)十六進(jìn)制文件，將其寫入微控制器后即可運(yùn)行。本文的幾個(gè)基本功能包括:PWM波的產(chǎn)生，電機(jī)的運(yùn)行方式，電機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算，電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量數(shù)據(jù)返回LCD屏幕后顯示，可通過(guò)按鍵控制點(diǎn)擊速度。（二）顯示模塊在液晶顯示程序的設(shè)計(jì)中，voidwrite_com函數(shù)向模塊內(nèi)寫入一個(gè)字節(jié)，寫入為控制命令，voidwrite_data函數(shù)也會(huì)向模塊寫入一個(gè)字節(jié)，寫入為數(shù)據(jù)命令，包含向端口打印的數(shù)據(jù)。write_com(0x01)實(shí)現(xiàn)LCD初始化，write_com(0x38)，顯示5X7字符，write_com(0x0c)關(guān)閉光標(biāo)顯示，通過(guò)行控制命令寫入、行字符數(shù)據(jù)寫入兩個(gè)函數(shù)的書寫，完成LCD顯示占空比字樣、顯示轉(zhuǎn)速的字樣，并實(shí)時(shí)更新，voiddisplaym()函數(shù)用于轉(zhuǎn)速數(shù)字的顯示，轉(zhuǎn)速字符取自于霍爾元件接回的引腳，見(jiàn)附錄。通過(guò)行控制命令寫入、行字符數(shù)據(jù)寫入兩個(gè)函數(shù)的書寫，完成LCD顯示占空比字樣、顯示轉(zhuǎn)速的字樣，并實(shí)時(shí)更新，轉(zhuǎn)速字符取自于霍爾元件接回的引腳。（三）鍵盤掃描控制模塊Keyscan()函數(shù)設(shè)計(jì)思路：兩個(gè)鍵盤按鈕控制正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)方向，兩個(gè)按鈕控制占空比加一減一的行為，電機(jī)輸出的兩個(gè)引腳分別控制正轉(zhuǎn)方向和反轉(zhuǎn)方向信號(hào)，根據(jù)按鈕的輸入狀態(tài)判斷，輸出三通道7、8引腳的01信號(hào)來(lái)控制正反轉(zhuǎn)，并使用延時(shí)函數(shù)進(jìn)行按鍵消抖。按鈕1按下為狀態(tài)0，設(shè)定占空比加1，按鈕2按下為狀態(tài)0，設(shè)定占空比減去1；按鈕3按下為狀態(tài)0，正轉(zhuǎn)標(biāo)志位為1，按鈕4按下為狀態(tài)0，正轉(zhuǎn)標(biāo)志位為0，表示電機(jī)反轉(zhuǎn)，程序見(jiàn)附錄。（四）中斷模塊單片機(jī)的三個(gè)中斷分別進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速的記錄、顯示轉(zhuǎn)速、和產(chǎn)生PWM，其中PWM是能夠輸出正轉(zhuǎn)信號(hào)和反轉(zhuǎn)信號(hào)的。外部中斷1脈沖記錄發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)只能轉(zhuǎn)一次。外部中斷2使用定時(shí)功能降低顯示速度;外部中斷3建立PWM。我們使用100定時(shí)器。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，如果在運(yùn)行周期小于設(shè)定值時(shí)正向旋轉(zhuǎn)，則輸出=0，輸出1=1，表示正向旋轉(zhuǎn)填充PWM輸出；在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),如果它旋轉(zhuǎn)時(shí),運(yùn)行周期小于設(shè)定值,輸出=1,和輸出1=0,這表明PWM輸出的反轉(zhuǎn)。三個(gè)微控制器的中斷記錄發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，顯示轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生PWM，使PWM可以發(fā)送正反向信號(hào)。四、程序仿真與實(shí)際電路調(diào)試（一）程序仿真圖4-1仿真電路圖在本設(shè)計(jì)中，將使用模板將C程序轉(zhuǎn)換為一個(gè)十六進(jìn)制文件。仿真電路如圖4-1所示。我很難編譯軟件和繪制圖形。通過(guò)不斷檢查語(yǔ)法錯(cuò)誤和細(xì)節(jié)信息，在每一個(gè)地方進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)軟件的說(shuō)明發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷修改程序。在編譯后沒(méi)有錯(cuò)誤和警告之前，我最終可以執(zhí)行餅圖和圖中的程序。生成的十六進(jìn)制文件用于仿真電路，通過(guò)仿真電路的運(yùn)行結(jié)果對(duì)程序進(jìn)行多次調(diào)整。模擬程序完全按照你的要求運(yùn)行。輸出的PWM波形顯示在仿真源中。PWM波的產(chǎn)生控制電機(jī)的工作模式。電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量數(shù)據(jù)恢復(fù)后，計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速并顯示，按下按鍵即可控制點(diǎn)擊速度。（二）實(shí)物連接圖4-2背部電路連線圖圖4-3正面電路擺放圖在調(diào)試運(yùn)行流程中，也出現(xiàn)了一些系統(tǒng)不安全可靠的問(wèn)題和和電源故障的問(wèn)題，穩(wěn)定性不好的問(wèn)題較多，如各種金屬化孔、外接插件接觸不好等會(huì)引起系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞，多級(jí)調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。最終完成電路連線如圖4-2。完成連線后制作出的實(shí)物如圖4-3，左上方按鍵為復(fù)位鍵，下方按鍵從左往右前兩個(gè)為調(diào)速鍵，即調(diào)整占空比的按鍵，往后分別為正轉(zhuǎn)鍵、反轉(zhuǎn)鍵、開(kāi)始鍵，調(diào)整好按鍵后按下開(kāi)始鍵，電機(jī)就能轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示屏顯示轉(zhuǎn)速及占空比，在占空比為50時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為7660RPM。五、總結(jié)本次稱重計(jì)量設(shè)計(jì)的題目是直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，主要包括STC12c5120單片機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)和電源。采集/比較/PWM(CCP)是建立在stc12c5120c602上的，可以很容易地產(chǎn)生PWM信號(hào)。這些PWM信號(hào)用于電機(jī)接口的啟動(dòng)按鈕。直流驅(qū)動(dòng)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的速度和方向。兩個(gè)按鈕用來(lái)改變速度變化的脈沖，另外兩個(gè)按鈕用來(lái)控制方向。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于本人對(duì)軟件和硬件的了解都不夠，尋求了許多老師及同學(xué)的幫助，同時(shí)也參考了大量論文、實(shí)例等理論基礎(chǔ)，大大提高了我的理論和實(shí)踐水平。使得我學(xué)習(xí)到了很多理論和實(shí)踐知識(shí)。讓我勇于面對(duì)困難，解決問(wèn)題。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中還存在不足，希望能為我以后的學(xué)習(xí)與工作提供必要的動(dòng)力。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我把真正學(xué)到的知識(shí)付諸實(shí)踐。在實(shí)踐中，軟件的編程讓我棘手，硬件的焊接也讓我感到困難，但是一步步的堅(jiān)持下來(lái)之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)到了很多，當(dāng)我日后遇到困難的時(shí)候，回想這幾個(gè)月畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷，我想會(huì)為我?guī)?lái)諸多益處。參考文獻(xiàn)[1]李艷芳,李治慧.基于單片機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)試,2021(21):24-25.[2]王山卉.利用單片機(jī)控制直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].甘肅科技縱橫,2018,47(03):11-16.[3]王珣,杜茂華,盧培進(jìn).基于單片機(jī)的PWM直流調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械與電子,2011(03):50-52.[4]胡祝兵.基于單片機(jī)控制的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].承德石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2008(01):27-29.[5]田治禮.直流電動(dòng)機(jī)數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2007(02):161-163.[6]楊宇.基于單片機(jī)的2種PWM控制算法探析[J].有色金屬設(shè)計(jì),2021,48(03):71-73.[7]陳永昕,陳洪寶.基于單片機(jī)的可編程邏輯控制終端設(shè)計(jì)研究[J].南方農(nóng)機(jī),2021,52(13):16-19.[8]尚敏娟.關(guān)于電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析[J].電子測(cè)試,2021(05):131-132.[9].基于STC89C52單片機(jī)PWM調(diào)速控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)[C].全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2012年年會(huì)論文集,2012:667-668.[10]肖燕.基于單片機(jī)89C51的起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)[J].信息與電腦(理論版),2010(22):129.附錄1.顯示模塊程序voidwrite_com(ucharcom)//向1602寫一字節(jié)（控制指令）{rs=0;P0=com;delay(5);en=0;delay(10);en=1;}voidwrite_data(uchardate)//向1602寫一字節(jié)（數(shù)據(jù)）{rs=1;P0=date;delay(5);en=0;delay(5);en=1;}write_com(0x80);write_data('V');write_data(':');write_com(0x87); //第一行顯示轉(zhuǎn)速write_data('r');write_data('p');write_data('m');write_com(0xc0);write_data('z');write_data('h');write_data('a');write_data('n');write_data('k');write_data('o');write_data('n');write_data('g');write_data('b');write_data('i'); //第二行顯示zhankongbi:write_data(':');displaym();2.鍵盤掃描控制模塊程序voidkeyscan()//鍵盤掃描函數(shù){if(num1==0){delay(5);//消除抖動(dòng) if(num1==0) { if(m<=199) m++; displaym(); //設(shè)定占空比加一}}if(num2==0){delay(5); if(num2==0) { if(m>=1) m--; displaym(); //設(shè)定占空比減一 }}if(num3==0){delay(5); if(num3==0) {zheng=1; //