直流电机闭环调速控制系统设计报告

1、 TOC o 1-5 h z 目录1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 一、课设任务21.1设计内容2 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1.2具体要求21.3程序调试建议2 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 二、系统方案3 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 三、硬件设计33.1数码管显示和行列式键盘电路43.2数模变换电路53.3直流电机驱动电路63.4片选译码电路7 HYPERLINK l b

2、ookmark44 o Current Document 3.5 RAM 电路7四、软件设计8五、调试及结果19六、心得体会19 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 七、参考文献20 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 八、附录20直流电机闭环调速控制系统设计报告一、课设任务1.1设计内容：以实验室实验装置为设计对象，从中选择出合适的部分，构成一个直流电机恒转速 控制系统，具有如下功能：1、可以通过按键设定直流电机转速（转/分钟，r/min）；2、可以实时显示电机转速，同时显示设定值（各用三位显示）

3、；3、运行过程中改变负载可以维持设定的转速稳定后保持不变。（稳态误差小于等于 设定值的5%）4、开始时只显示设定值，采集值显示为0，按运行键后显示实时采集值与设定值， 左边三位是设定值，右边三位是实时值；5、设置停止运行键，控制直流电机停止运行；6、其它扩展发挥功能。1.2具体要求：1、根据功能要求从实验装置上选择合适电路构成系统，用protel软件画出原理图 与控制系统结构图，分析系统工作过程；2、根据实验装置具体情况确定接线方法，从而确定各端口的口地址（D/A、键盘、显示等）;3、采用PID算法作为恒转速控制算法，对PID算法加以分析说明；4、按照系统工作过程要求编制程序，画出流程图与编写

4、具体程序；5、调试运行，记录运行结果；6、书写课程设计报告，符合学院有关课程报告的要求1.3程序调试建议：1、先通过简单程序验证硬件工作正常（D/A输出，带负载能力，显示器正常等等）; 不正常时及时与实验室老师联系更换器件。2、调试测速显示子程序；3、调试参数设置程序；4、调试控制算法程序；5、调试综合程序二、系统方案直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于大范围内平滑调速，在许多需要调速或 快速正反向的电力拖动领域得到了广泛的应用。采用PID调节的转速单环直流调速系统 可以在保证稳定的前提下实现转速无静差。系统进行信号采集进行D/A转换，使单片机送出脉冲来控制触发器，控制电路输出， 驱动电动机

5、工作，再由检测电路带回实际转速给单片机，让单片机根据实际转速和给定 的转速进行比较，放大及PID运算等操作，从而控制整流电路a角的大小，进而改变电机电枢电压的大小，达到调节电动机转速的目的。三、硬件设计3.1数码管显示和行列式键盘电路OUT B(TEFT7CLKiddr:0 xDD2hEUL3D 74LSOOriRB7A7蹈B5心A3Ju2AlMiDIE.B7A7BBA6B5A5B4A4B9A3B2A2ElALBOAl：l./E3B VLU13A7+LWIJ3 OUTJJTEU3EKlswWTSTasrm3 /044*1RLAX-7-1 1甘Li目LiLJSE数码管显示和行列式键盘电路图数模变

6、换电路图3.3直流电机驱动电路:直流电棚区动电路图3.4片选译码电路：4HC158CS113CSJ12CS311C$410CS5勺CJ 7C8-片选译码电路图3.5 RAM 电路：RAM电路图四、软件设计精品文档可编辑主程序流程图程序：/*显示程序流程图*课程设计pid直流电机调速*#include /*地 址定义大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大 /中绯耳 IZXQ 6270 冲0 6xo jXQ x。蜘0 护070X0 PZ/o P9X0 99X0 知X。响。go，瘁。) = dVIAIQ31 JeqD peuBisun epoD晔音易跑出畿工音 /-uei

7、aBlngaBl JeqD peuBisun9 U9-|Q3-| euipp#：O邨辿 peuBisun：0=1VAriFVAId0l=1VAd 辿 peuBisun身串移DQd 导曜驱虱劫 /STJPnOuDEdOu：出0=DE 叫 peuBisunva /-0=inOA iui peuBisun CS/串睥诉期 VCI / -0006X0 一挡一乙80SD 北叩 peuBisun eepx口停母前 /，00泌0 一1厂 DBSinO JeqD peuBisun eepx口停母目：乙008X0 一1厂 ngino町。peuBisun eepxY翼器畿 /-008X0 一1厂 NI JeqD

8、peuBisun eepxcode unsigned char KeyTab-n (0X16、0X15、0X14、oxff、0X13、0X12、0X11、0X10、oxod、oxoc、oxob、oxoa、oxop0X03、0X06、0X09、oxof、0X02、0X05、0X08、0X0。、0X01、0X04、0X07* fssffi *void De-ay(unsigned charcNT)unsigned chari; wh=e (CNTIT。) forTl。二I70V-我void5sp-ayLED()unsigned char Lunsigned char Pos;unsigned ch

9、ar LED;Pos = 0 x20;/从左边开始显示for (i = 0; i = 1;/显示下一位*键闭合程序 *unsigned char TestKey()OUTBIT = 0;/输出线置为0return (IN & 0 x0f);/读入键状态(高四位不用)/*kkkkkkkkkkkkk得键值程序大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大unsigned char GetKey()5 char Pos;unsigned char i;Iunsigned char k;i = 6;Pos = 0 x20;do OUTBIT = Pos;Pos = 1;k

10、= IN & 0 x0f; while (-i != 0) & (k = 0);if (k != 0) i *= 4;if (k & 2)i += 1;else if (k & 4)i += 2;else if (k & 8)i += 3;OUTBIT = 1;do Delay(10);while (TestKey(); / 等键释放return(KeyTablei); / 取出键码else return(0 xff);/*速 度设定程序大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大大void speedset()( unsigned char i=0,j=0,k=0,s,KEY,m;unsi

11、gned char b=0,c=0;LEDBuf0 = LEDMAP0;LEDBuf1 = LEDMAP0;LEDBuf2 =LEDMAP0;LEDBuf3 = LEDMAP0;LEDBuf =LEDMAP0;LEDBuf5 = LEDMAP0;S燮(+EoaUJ1e一dsQ)(。却沱)ZM 姬S米瓯竖Rg你、s+H*aUJ_lnencaaUJ_l 迪骰愚回棋隔w、/=MIJdvlAlaIJJ_lnSMnsaUJloHlu 右曼 f+EocmldsQ)oI-LE)ZM(削型ffiEw、/oOXOHgnoaaLUlOHE I) 藏3罄我拶 d二 (OTlng兰 q/vfor(OI%AUJl) H

12、q )on.!Lw迪眼世a、sMnoaaLUln $+与oaaLUl骰愁世坚归IIlw/、UJIJdvlAlaIJJ_ln UJMnoaaLUl履 nA/ )簌怔 6。、骰愁(6n vwgBon 人 w)w40X063S nW0业苍0ns()业3oaLU105_dsQoHluoaLU1溢一dsQ 以睐回凹&假怒削 UJR、=O.!L(*.!LWf+7(Lr+q 出任&1次山|) Hu ) (In.!Lw昌。；31 sn。苗偎、/ -sn。； 0H1 宿堡堞栅招即、 NHaolAIl) ()MUI po m*vp汝尽鑫在g坦(n*盥切CTJ曲4C4C4C4C4C4C-K-K #二 旧游辙理sn。

13、、=sr!006w pU9SUPI (君9)篇孵回gsn。 一一 (。9*) Sri。- u%p# *snooCN螂七皿nwgs 4C4C4C4C4C4C4C4C4C4C4C4C *二/*定时器0中断子程序，计时*ET0=1;开定时器中断IT0=1;/外部中断下降沿触发EX0=1;开外部中断TR0=1;开定时器0EA=1;开总中断void T0Int() interrupt 1(C200us+;/外部中断测速子程序int TDC=0; 电机转动周期寄存器void ExtInt0() interrupt 0TDC=C200us; / 参数传递C200us = 0; 定时器计数变量清零FDC =

14、5000/TDC;DFDC = FDC*60; /实际周期换算/*转速闭环调节程序*void PIDTiaoSu()if(FREFFDC) ERROR二FREF-FDC;IVAL=IVAL+ERROR/8;if(IVAL=0Xf5)IVAL=0Xf5;uctrl二PVAL*ERROR+PIVAL*IVAL;VOUT=uctrl;if(VOUT0 xf0)VOUT=0 xf0;if(VOUT0 x80)VOUT=0 x80;if(FREF=0XF5) IVAL=0XF5;uctrl = -PVAL*ERROR+PIVAL*IVAL;VOUT=uctrl;if(VOUT0 x8f)VOUT=0 x

15、80;LEDBuf2 = LEDMAPDFDC/1000; 实际转速千位；LEDBuf3 = LEDMAPDFDC%1000/100; 实际转速百位;LEDBuf=LEDMAPDFDC%100/10; 实际转速十位;LEDBuf5 = LEDMAPDFDC%10; 实际转速个位；DisplayLED(); void main()/*kkkkkkkkkkkk主程序*( unsigned char KEY,i,s;for(i=0;i = 5;i + +)LEDBufi = LEDMAP0;/初始值显示 0 ；while(1) DisplayLED();if(TestKey() s=getkey()

16、;KEY= s & 0 x0f;CS0832=0X80;Delay ；while(KEY! = 14)运行时按E停止键；s=getkey();KEY= s & 0 x0f;DisplayLED();CS0832二VOUT;PIDTiaoSu();while(KEY= = 14)/E 键停止; for(i=2;i = 5;i + +)LEDBufi = LEDMAP0;CS0832=0;s=getkey();KEY= s & 0 x0f;DisplayLED();if(KEY= = 12) speedset(); /C 键设置速度值；五、调试及结果正确连接硬件电路，打开伟福编译程序，将编写好的程

17、序调出，设置伟福实验装置， 点击编译、运行。按下设置键C，数码管显示000000，然后按键盘上的数字，设置电机 速度，如按下32,显示结果250000，点击A键确定，点击启动键D，电机运转，后四 位显示电机实际转速，显示结果321940 (理论值应是1920，允许有5%的误差)。E键 停止运行。如果想在设置其他值，点击C，设置新的转速，如果想让电机停转，点击停 止键E，并且重新设置电机转速。运行过程中，如设置新的转速30，运行结果为301800。 但是在程序的编写过程中，由于设置了电机启动电压的上下限，故实际测得的电机转速 有一定的范围值，为(2245)r/s。超过这个范围，实际测得的电机转速

18、误差很大。六、心得体会通过这次期两个星期的课程设计，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞, 看到了自己的实践经验还比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。这次的课设我感觉收获很大，虽然遇到了很多困难，但还是被我们一一解决了, 它不单是要求你单纯地完成一个题目，而是要求你对所学的知识都要弄懂，并且能将其 贯穿起来，综合性比较强。首先要把设计任务搞清，不能盲目的去做，如果连任务都不清楚从何做起呢，接 下来是我们两人一组，然后找相关的资料，将有用的整理出来。这次的课设我感觉最不 好做的还是程序的编程，它需要把所有的电路硬件图以及连线都非常清楚，并根据这些 编写相应的程序，最后把这些程序整合到一起进行调试。在完成这次课设的同时，我们也把前边学过的和其有关的课程复习了一遍，把以 前没有弄懂得问题也搞清楚了。总之，这次课设带给我的收获是没有预料的，当你解决 一个问题后，你会有一种成就感，那种心情是无法比拟的。这次课设我体会到不仅要掌握书本上的基本内容，还要灵活思考，善于变换，这 样才能找到最优设计。只有不断的学习、实践、再学习、