单芯片计算机课程设计---直流风扇电动机速度测量与PWM控制(2)

数字系统转换模块: 将二进制转换为十进制. 外部中断模块: 旋转一圈后，通过双字节除法程序计算瞬时转速. 定时中断模块: 形成PWM输出波形. 控制和调整模块: 通过比较设定值和测量值来改变脉搏波的占空比. 该数据的调整分为简单的比例调整PP和比例积分调整PI. 调整公式如下: YK = YK1 + KP * EK桂林电子科技大学信息技术学院培训（论文）手册YK = YK1 + KP * EK + KI * EK2YK: 要输出的数据YK1: 最后输出数据EK : 设定值与测量值之间的差异EK1: 上一次EK EK2: EK-EK1之间的差异KP: 比例系数（设定KP = 1〜2）KI: 积分系数（设定KI = 1〜2）硬件设计深入分析和考虑主题，可以将整个模块分为以下几个部分: 负载的控制部分，隔离电路，驱动电路和续流电路. 该系统的框图如图3.1所示. 4.1控制电路的设计控制电路主要由单片机控制. 编写程序，使单片机发送的PWM脉冲实现对驱动器的控制. 新一代单片机增加了许，包括PWM功能. MCU初始化设置以使其能够自动发出PWM脉冲波，并且CPU仅在占空比改变时才进行干预. 系统框图如图4.1所示.

图4.1系统框图4.2隔离电路的设计隔离电路的主要功能是防止驱动电路中的电流过大. 与微控制器的直接连接是一种保护电路，可能会烧毁微控制器. 电路图如图4.2所示. 引脚1、2、3和4分别连接到微控制器的P1.1，P1.2，P1.3和P1.4端口. 电阻从电流限制开始. 电阻R1，R3，R5，R7的电阻值为470Ω，电阻R2，R4，R6，R8的电阻图4.2隔离电路原理图. 其工作原理如下: 电机电压正常时，发光二极管导通，发光二极管导通. 电路中电压高时，发光二极管坏. 断开并且电路没有接通，从而保护了单芯片计算机. 4.3驱动电路设计开关驱动器是利用大功率晶体管进行开关. 将恒定的直流电源电压转换为一定的方波电压，然后将其添加到与线性模式不同的电动机电枢中. 在该驱动模式下，驱动器的功率管在切换状态下工作. 开启设备时，设备电流很大，但压降很小；当设备关闭时，电压降大而电流小. 因此，驱动器的功耗低，发热量低，效率高. 通过控制开关的频率和脉冲宽度，可以控制电动机的转向. 本设计中使用的PWM脉冲调制方法只是一种开关驱动方法，是直流电动机最重要，最常见的驱动方法.

桂林信息科技大学信息技术学院培训（论文）手册驱动电路是H桥电路. 图4.4桥驱动电路的工作原理同一侧的晶体管不能同时打开. 当SW1和SW4接通时，以及当SW2和S3关断时，电路从电动机的正极通过流经SW1的正电流流入电动机，并且电动机反向运行. 同时打开SW1和SW3或SW2和SW4时，电动机处于制动状态，电路中的二极管应用于续流保护. 由于电动机的更大电感，电流不会突然变化，如果突然切断电流，则会在功率管两端产生巨大的电压，从而损坏设备. 图4.4桥驱动电路的工作原理图L298需要两个电压，一个是逻辑电路操作所需的5V电压VCC，另一个是电源电路所需的驱动电压VSS. 驱动电路的输入可以直接连接到单片机的引脚. 为了进一步提高抗干扰能力，我们还使用了由光电耦合器件，控制电路和电源电路组成的隔离电路进行电气隔离. 请参阅表3.1. 让我们分析原理并启用输入启用. PWM信号输入到控制输入端子，PWM反相信号输入到控制输入端子B. 在PWM周期中，电动机的电枢承受双极性电压，并且电动机的速度和方向由PWM确定. 当PWM占空比为50％时，相应的电动机速度为0，即电动机停止旋转. 当占空比为0％-50％时，电动机速度为-MAX-0，即电动机反转；占空比为50％-100％所对应的电动机速度为0- + MAX桂林电子科技大学信息技术学院培训（论文）手册电动机正在运转.

电动机的转速取决于PWM脉冲的频率. 频率越高，速度越快，即电动机加速，而频率越低，电动机转速越慢. 即，电动机减速. 使能端子输入PWM信号来控制输入端子A，控制输入B来输入信号以控制电动机的状态. 有关电动机的状态，请参见表3.2. 4.4续流电路的设计由于电动机的电感较大，因此电流不能突然改变. 切断会在功率管两端产生巨大的电压，并损坏设备. 我们利用二极管进行续流，充分利用了二极管的单向连续性. 二极管的选择必须根据PWM频率和电动机电流来确定. 二极管应具有足够快的恢复时间和足够的载流能力. 如果电流突然变化，则功率管很容易损坏L298芯片. 为了保护芯片并增加续流电路. 软件设计该训练微控制器的软件设计过程如下: #defineuchar unsigned char #define uint unsigned int unsigned long xs，sd = 190，ds = 0; uchar js = 0，lj = 0，zkb1，zkb2;静态uchar click = 0; uint bitdisplay = 0，gw = 0，sw = 0，bw = 0，qw = 0，gw2 = 0，sw2 = 0，bw2 = 0，qw2 = 0； unsignedchar Tab [] = {0xFC，0x60,0xDA，0xF2,0x66,0xB6,0xBE，0xE0，桂林电子科技大学信息技术学院培训（论文）手册voidys（int intaaa，bbb; for（aaa = 0; aaa = 100）{click = 0;}（click = 8）{bitdisplay = 0;} voidcsh（）TMOD = 0x15; //占空比初始值设置桂林电子科技大学信息技术学院培训（论文）手册TH0 = 0x00; TL0 = 0x00; TH1 =（65536-5000）/ 256; //初始定时器值TL1 =（65536-5000）％256; EA = 1; ET0 = 1; TR0 = 1; ET1 = 1; TR1 = 1 ; voidmain（void）zkb1 = 99; zkb2 = 1; csh（）; while（1）ys（183）; if（P3_6 == 0）{sd = sd-10; zkb1- = 6.072;} ys（200） ; if（P3_2 == 0）{sd = sd + 10; zkb1 + = 6; zkb2 = 6.1;}（zkb2> 99）{zkb1 = 1;} //占空比限制范围的技术摘要（1）系统设计过程: 本设计是基于SCT89C51单片机的速度控制系统，通过功能设计，方案设计，硬件设计，软件设计和系统调试，最终实现了其基本功能.

（2）系统实现的功能: 该按钮设置并显示速度和PID控制参数工业电扇电机的功率合转速，该按钮控制电动机的启动和停止；实时显示实际速度； PWM速度闭环控制. （3）一种简单，简洁的系统实现方法: 在设计程序时，由于显示屏上硬件的稳定性以及对按键扫描的正确判断，因此在其中使用了两个定时器中断: 定时器0与电动机速度计数中断和按键扫描周期控制，定时器1控制占空比调整，外部中断的引入直接对霍尔传感器的脉冲输入进行计数. （4）系统发展趋势: 由于时间和个人能力问题，设计不够完善. 例如，速度控制的精度需要进一步提高. 也可以添加PC以实现与PC的通信并设置速度. 这些值和实时测量值被发送到PC上进行显示等. 桂林电子科技大学信息技术学院培训（论文）说明结论培训是设计基于单片机的速度控制系统设计. 在设计过程中，我深刻认识到，只有按照计划步骤逐步完成设计，才能事半功倍. 否则，您会一团糟，请仔细检查问题，阅读主题要求，然后根据要求找到相关的信息和知识，然后根据实验设备找到合适的解决方案，根据解决方案找到必要的组件和组件. 相应的工具，根据设计要求以及芯片功能图系统的相应电路图和流程图，编写相应的程序，最后结合硬件电路对编写的程序进行调试，以达到最终的预期结果.

根据实际情况编写程序时，还必须考虑程序的稳定性. 例如工业电扇电机的功率合转速，将子例程应用到程序中以进行反跳就是为了实现这一目的. 编写程序时还应注意，在定义变量时，应使用它们代替相关字符，以实现易于理解和独特的效果. 如有必要，必须标记某些程序或语句等. 对程序进行编程或修改将很有帮助. 简而言之，我从这次MCU培训中受益匪浅. 我从头到尾都经历了基本MCU系统的设计，并且掌握了整个系统的设计过程以及现实生活中一些基本通用组件的应用. 桂林电子科技大学信息技术学院培训（论文）手册在培训过程中，很多老师和同学为我提供了无私的帮助，尤其是莫蓉老师给了我仔细的指导和帮助. 当很难解决问题时，我会不断地教会我如何分析和解决问题，并指出正确的设计方向，这给了我很多设计灵感，并使我在培训过程中走了很多弯路. 我要对老师和同学表示由衷的感谢. 在本文的最后，我衷心感谢对我有帮助的老师莫蓉先生以及对我的工作给予建设性意见的学生. 没有您的帮助，我很难成功完成此MCU培训. ，谢谢你们. 桂林电子科技大学信息技术学院培训（论文）手册邹九鹏. 80C51单片机实用技术. [M]北京航空航天大学出版社； 2007刘向涛蒋士明单片机原理与应用. [M]北京: 电子工业出版社； 2003

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