计算机控制系统课程设计直流电机测速调速系统Word文档格式.docx
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AT89C51;
LCD1602;
DA数模转换;
按键;
光电开关
六、实验原理:
1、硬件框图:
硬件部分主要由电位器、模数转换模块、51单片机、显示模块、驱动电路和无刷直流电机组成。
其功能框图如下
:
2、硬件介绍:
1)1602液晶显示模块电路
1602C字符型液晶:
CS:
片选信号,低电平有效;
RS:
选择读写的是指令或数据,L:
指令,H:
为数据。
RW:
读写控制端,L:
写操作,H:
读操作。
12864J图形点阵液晶:
CS1/2:
左右半屏使能选择,H:
左半屏,L:
右半屏;
12864M图形点阵液晶:
JP6的16脚是空脚,JP6的15脚是PSB:
PSB接高电平,CPU与液晶使用并行接口连接,连接方法与12864J完全相同;
PSB接低电平,CPU与液晶使用串行接口连接,此时,RS、RW、E与CPU的I/O管脚相连(STARES59PA才有该功能)。
(1602C字符型液晶)
(12864J图形点阵液晶)
2)DAC0832数模转换
片选,低有效;
OUT:
转换电压输出;
OUT1:
经功放电路的电压输出;
电位器W5:
调整基准电压。
3)发光管、按键、开关
JP65:
发光管控制接口,0-灯亮,1-灯灭
第页
开关电路原理图
JP74:
按键控制接口;
按下-0信号,松开-1信号
JP80:
开关控制接口;
闭合-0信号,断开-1信号
4)AT89C51
本课题中控制芯片的作用主要是与ADC0809相连接,采集模数转换后得到的8位二进制码,过公式计算后得到电压值,同时连接四位数码管进行显示。
综合考虑,选用AT89C51即满足要求。
?
简介:
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS?
8位微处理器。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51引脚图如下:
主要特性:
与MCS-51?
兼容·
;
4K字节可编程FLASH存储器;
寿命:
1000写/擦循环;
?
数据保留时间:
10年全静态工作:
0Hz-24MHz?
三级程序存储器锁定;
128×
8位内部RAM?
32可编程I/O线;
两个16位定时器/计数器;
5个中断源;
可编程串行通道;
低功耗的闲置和掉电模式;
片内振荡器和时钟电路;
直流电机转速测量/控制
5)使用光电开关测速
CTRL:
控制电压(DAC0832经功放电路提供)输入;
REV:
光电开关脉冲输出(用于转速测量);
LIGHT:
低电平点亮发光管。
3、?
软件设计
主程序设计:
主程序是一个循环程序,其主要思路是,先设定好速度初始值,这个初始值与测速电路送来的值相比较得到一个误差值,然后用PID增量式算法输出控制系数给PWM发生电路改变波形的占空比,进而控制电机的转速。
主程序流程图如下:
五、实验总结:
计算机控制技术的课程设计相比硬件的课程设计,简直难了不止一个档次,作为主要的编程人员,当我实际要去控制一个物体的时候,我才知道自己以前学的知识有多么的不牢固,不过真真正正的去做一个实物控制程序的时候,才能真切的体会到以前书本上学的知识是如何运用到实际的,我基本上可以说是为了应付考试勉勉强强学了一些,这次实际做到项目设计后,才理解其真正的含义。
还有本次项目,我们采用了LCD显示屏作为显示单元,比LED数码管复杂,LCD液晶显示屏这也是以前没有运用到过的,所以总体来说,这次课程设计带给我的不仅仅是旧知识的复习,还有新的探索。
本课程设计得以完成,首先要感谢秦刚老师,因为课程设计在他的悉心指导下才能顺利完成。
他渊博的专业知识,严谨的治学态度,精益求精的工作作风,诲人不倦的高尚师德,严以律己、宽以待人的崇高风范、朴实无华、平易近人的人格魅力对我的影响非常深远。
本设计从选题到完成,每一部步是在老师的指导下完成的,倾注了老师大量的心血。
通过此次的课程设计,我学到了很多知识,跨越了传统方式下的教与学的体制束缚,在课程设计的写作过程中,通过查资料和搜集有关的文献,培养了自学能力和动手能力。
并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识,这可以说是学习方法上的一个很大的突破。
在以往的传统学习模式下,我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西,学会了怎么更好地处理知识和实践相结合的问题。
在课程设计的写作过程中也学到了做任何事情所要的态度和心态,对于发展过程中出现的任何问题和偏差都不要轻视,,要通过正确的途径去解决,在做事情的过程中要有耐心和毅力,不要一遇到困难就打退堂鼓,只要坚持下去就可以找到思路去解决问题的。
再次感谢给我鼓励的老师、同学和朋友,谢谢!
!
6、附件:
程序
#include<
reg52.h>
math.h>
/*******************以下硬件连线设置**************/
sbitkey0=P1^0;
//占空比(设定值)增按键;
且rev接int0
sbitkey1=P1^1;
//占空比(设定值)减按键
sbitpower=P1^7;
//启停按键
sbitauto_run=P1^5;
//自动运行按键
sbitset=P1^4;
//set按键
sbitleft=P1^2;
//左移光标
sbitright=P1^3;
//右移光标
sbitLCD_RS=P3^0;
//1602的RS
sbitLCD_RW=P3^1;
//1602的RW
sbitsys_data=P3^4;
//继电器控制脚,用于切换DA功率输出方向(电机or加热电阻)
xdataunsignedchardac0832_addr_at_0xd000;
//DA的地址
xdataunsignedcharLCD_DATA_at_0x8000;
//LCD1602的地址
/*******************以下为系统的状态量设置**************/
bitrps_triger=0;
//转速(温度)刷新显示控制,1为需要刷新显示,0为不需要刷新显示
bitscale_triger=0;
//占空比刷新显示控制
bitpower_triger=0;
//电源指示刷新显示控制
bitpower_data=0;
//电源状态,0为关断,1为运行
bitset_triger=0;
//设置状态,0为正常运行,1为设置模式
bitauto_triger=0;
//auto(自动调整)状态,0为正常模式,1为自动调整模式
bitauto_triger_triger=0;
//auto标志刷新显示控制,当auto状态被被改变时才需刷新显示
/*******************以下为系统的数据量*****************/
charset_data=0;
//设置模式下设置的是第几位,0~3(转速设定为4位),0~2(温度设定为3位)
unsignedintscale=10;
//占空比数据(2倍关系,可以控制到0.5%),初值为5%
unsignedintrps=0;
//转速计数变量
unsignedintrps1=0;
//目标值变量
unsignedintrps_data=0;
//转速值
unsignedinttime=0;
//每秒计数变量(计数周期为250u秒,故4000次为1秒)
unsignedinttime2=0;
//检测插值计数变量(0.05秒检测1次,实时调整比例系数)
unsignedinttime3=0;
//比例系数控制(若当前值和目标值差值值大,则调整迅速,反之则缓慢调整)
unsignedchartime_scale=0;
//占空比总周期计数变量,一个周期200次,可以精确到0.5%
unsignedinttime_check[4]={1000,3000,6000,10000};
//转速调整时间系数表格
unsignedcharcheck=0;
//检测周期等级,分为0~4共5个等级,0为极小时间系数,4为稳定不变
void_nop_(void);
/*******************延时函数*****************/
voiddelay(inta)
{
while(a--);
}
/*******************外部中断初始化*****************/
voidinit_int0()
IT0=1;
EX0=1;
EA=1;
/*******************计数器0初始化*****************/
voidT0_init()
TMOD=0x01;
TH0=0xff;
//计数周期为250u秒
TL0=0x1a;
ET0=1;
TR0=1;
/*******************LCD1602相关函数*****************/
voidLCD_write_com(unsignedcharcom)
LCD_RS=0;
LCD_RW=0;
LCD_DATA=com;
delay(80);
voidLCD_write_data(unsignedchardat)
LCD_RS=1;
LCD_DATA=dat;
/*************LCD1602在电机调速系统下的初始化函数*************/
voidLCD_init(void)
LCD_write_com(0x38);
LCD_write_com(0x0c);
LCD_write_com(0x06);
LCD_write_com(0x01);
LCD_write_com(0x80);
LCD_write_data('
R'
);
P'
M'
LCD_write_com(0x88);
S'
e'
t'
LCD_write_com(0xc8);
LCD_write_com(0xcd);
.'
LCD_write_com(0xcf);
%'
LCD_write_com(0x8b);
LCD_write_data(rps1/1000+0x30);
LCD_write_data(rps1%1000/100+0x30);
LCD_write_data(rps1%100/10+0x30);
LCD_write_data(rps1%10+0x30);
/***************光标闪烁开***************/
voidflash_on(void)
LCD_write_com(0x0f);
/***************光标闪烁关***************/
voidflash_off(void)
/************显示当前转速或温度**************/
voiddisplay_rps(void)
flash_off();
LCD_write_data(rps_data/1000+0x30);
LCD_write_data(rps_data%1000/100+0x30);
LCD_write_data(rps_data%100/10+0x30);
LCD_write_data(rps_data%10+0x30);
rps_triger=0;
/************显示当前占空比**************/
voiddisplay_scale(void)
LCD_write_com(0xcb);
LCD_write_data(scale/2/10+0x30);
LCD_write_data(scale/2%10+0x30);
LCD_write_com(0xce);
LCD_write_data(scale%2*5+0x30);
scale_triger=0;
/************显示auto模式的状态**************/
voiddisplay_auto(void)
if(auto_triger==1)
{
LCD_write_com(0xc3);
LCD_write_data('
a'
u'
o'
}
else
'
auto_triger_triger=0;
/************显示power的状态(on或off)*************/
voiddisplay_power(void)
LCD_write_com(0xc0);
if(power_data==0)
f'
power_triger=0;
auto_triger=0;
n'
/************调整输出占空比函数**************/
voidcheck_rps(void)
if(power_data==0)return;
if(rps1<
rps_data)
scale--;
if(scale<
=1)scale=1;
elseif(rps1>
{
scale++;
if(scale>
=199)scale=199;
}
scale_triger=1;
/************显示电机调速系统下set模式函数**************/
voiddisplay_set(void)
switch(set_data)
case0:
flash_on();
LCD_write_com(0x8b);
LCD_write_data(rps1/1000+0x30);
delay(1000);
break;
case1:
LCD_write_com(0x8c);
LCD_write_data(rps1%1000/100+0x30);
case2:
LCD_write_com(0x8d);
LCD_write_data(rps1%100/10+0x30);
case3:
LCD_write_com(0x8e);
LCD_write_data(rps1%10+0x30);
default:
flash_off();
/************以下为各个按键的函数**************/
/************power电源键**************/
voidfn_power()
if(power==1)return;
delay(20);
//按键去抖
if(power==0)
{
while(power!
=1);
power_data=~power_data;
power_triger=1;
set_triger=0;
auto_triger_triger=1;
}
elsereturn;
/************自动调整模式键**************/
voidfn_auto()
if(auto_run==1)return;
if(auto_run==0)
while(auto_run!
if(power_data==0)auto_triger=0;
elseauto_triger=~auto_triger;
/************set设置模式键**************/
voidfn_set()
if(set==1)return;
if(set==0)
while(set!
set_triger=~set_triger;
auto_triger=0;
/************减键(set模式为调整目标值,运行模式调整占空比)**************/
voidfn_key0()
if(key0==1)return;
if(key0==0)
while(key0!
if(set_triger==1)
switch(set_data)
{
case0:
if(rps1/1000>
=1)rps1=rps1-1000;
break;
case1:
if(rps1%1000/100>
=1)rps1=rps1-100;
case2:
if(rps1%100/10>
=1)rps1=rps1-10;
case3:
if(rps1%10>
=1)rps1=rps1-1;
}
else
if(scale<
elsescale--;
/************加键(set模式为调整目标值,运行模式调整占空比)**************/
voidfn_key1()
if(key1==1)return;
if(key1==0)
while(key1!
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- 计算机控制 系统 课程设计 直流电机 测速 调速