1、桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明用紙 引言(ynyn)自動(dòng)(zdng)控制技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展最快、影響最大的技術(shù)之一，也是21世紀(jì)最重要的高技術(shù)之一。今天，技術(shù)、生產(chǎn)、軍事、管理(gunl)、生活等各個(gè)領(lǐng)域，都離不開(kāi)自動(dòng)控制技術(shù)。就定義而言，自動(dòng)控制技術(shù)是控制論的技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，是通過(guò)具有一定控制功能的自動(dòng)控制系統(tǒng)，來(lái)完成某種控制任務(wù)，保證某個(gè)過(guò)程按照預(yù)想進(jìn)行，或者實(shí)現(xiàn)某個(gè)預(yù)設(shè)的目標(biāo)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，控制技術(shù)走向了自動(dòng)化的方向。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日漸成熟，自動(dòng)化控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合已經(jīng)成為必然。用計(jì)算機(jī)控制所有機(jī)械的運(yùn)行才能減少勞動(dòng)力的浪費(fèi)。利用自動(dòng)化技術(shù)控制減速直流電機(jī)已經(jīng)越來(lái)越

2、廣泛的應(yīng)用到，制造工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。由于現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)于制造精度提出了越來(lái)越高的精度要求，使用計(jì)算機(jī)控制數(shù)字控制技術(shù)，可以大大提高控制精度，尤其對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)。本文介紹的，直流減速電機(jī)角度空度控制系統(tǒng)，是基于STC12系列單片機(jī)作為主控芯片的。配合使用，L298電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片，作為驅(qū)動(dòng)電路。通過(guò)單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號(hào)，控制L298的輸入信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流減速電機(jī)的角度的控制。采用增量式光電編碼器將轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)進(jìn)行角度測(cè)量，并反饋到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)反饋信息發(fā)出控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流減速電機(jī)0至180的轉(zhuǎn)動(dòng)控制，精度要求+ 0.5。1 緒論1.1課題產(chǎn)生(chnshng)背景及現(xiàn)狀隨著現(xiàn)代制

3、造業(yè)對(duì)精度與效率要求(yoqi)不斷提高，自動(dòng)化控制技術(shù)也得到(d do)飛速發(fā)展。工業(yè)制造自動(dòng)化、智能化成為未來(lái)發(fā)展必然趨勢(shì)，并廣泛用于航空航天工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面?？刂萍夹g(shù)是在是在上世紀(jì)20年代建立了以頻域法為主的經(jīng)典控制理論后發(fā)展起來(lái)的，控制技術(shù)首先在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。在空間技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，50年代又出現(xiàn)了以狀態(tài)空間法的現(xiàn)代控制理論，使控制技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展，產(chǎn)生了更多的應(yīng)用領(lǐng)域。60年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，控制技術(shù)走向了自動(dòng)化的方向。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其他信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)

4、現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增產(chǎn)、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術(shù)，主要包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)作為20世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問(wèn)題。自動(dòng)化系統(tǒng)本身不直接創(chuàng)造效益，但它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程有明顯提升作用。長(zhǎng)期以來(lái)自動(dòng)化裝備基本都被國(guó)外一些大型跨國(guó)企業(yè)壟斷，尤其高端領(lǐng)域產(chǎn)品。我國(guó)工業(yè)控制自動(dòng)化發(fā)展道路，大多是引進(jìn)成套設(shè)備同時(shí)進(jìn)行消化吸收，然后進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。目前我國(guó)工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大發(fā)展，我國(guó)工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。目前，工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)正向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。

5、直流電機(jī)可以說(shuō)是最早發(fā)明能將電力轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率的電動(dòng)機(jī)，直流減速電機(jī)，即齒輪減速電機(jī)，是在普通直流電機(jī)的基礎(chǔ)上，加上配套齒輪減速箱。齒輪減速箱的作用是，提供較低的轉(zhuǎn)速，較大的力矩。同時(shí)，齒輪箱不同的減速比可以提供不同的轉(zhuǎn)速和力矩。這大大提高了，直流電機(jī)在自動(dòng)化行業(yè)中的使用率。減速電機(jī)是指減速機(jī)和電機(jī)的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達(dá)或齒輪電機(jī)。通常由專業(yè)的減速機(jī)生產(chǎn)廠進(jìn)行集成組裝好后成套供貨。減速電機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)、機(jī)械行業(yè)等。使用減速電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、節(jié)省空間?，F(xiàn)如今直流電機(jī)與直流伺服系統(tǒng)已成為自動(dòng)化工業(yè)與精密加工的關(guān)鍵技術(shù)。1.2課題研究的意義本文介紹的減速直流電機(jī)角度控制系

6、統(tǒng)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，直流減速電機(jī)角度控制器能實(shí)現(xiàn)控制生產(chǎn)流程、控制器械精度并可實(shí)現(xiàn)精確的檢測(cè)與調(diào)度工作。同時(shí)它也有簡(jiǎn)單易操作、界面友好快捷的特點(diǎn)，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)也起到了提高生產(chǎn)效率的作用。以下概述直流減速電機(jī)角度控制器存在的意義：直流減速電機(jī)角度控制器被廣泛應(yīng)用于磁盤驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人動(dòng)作控制、天線掃描、電子瞄準(zhǔn)、飛行器姿態(tài)控制、導(dǎo)航(dohng)控制、太空中的人造衛(wèi)星等方面都必須達(dá)到準(zhǔn)確速度控制和定位控制的目的才能使其正常工作否則系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)工作故障。在日常生活中直流減速(jin s)電機(jī)角度控制器也得到了廣泛的應(yīng)用，最典型的應(yīng)用為停車場(chǎng)道閘與玩具等。 （圖1-1）1.3課題(kt)研究要求將減

7、速直流電機(jī)的輸出軸與光電編碼器的軸連接，利用編碼器進(jìn)行角度測(cè)量，設(shè)計(jì)H橋功率驅(qū)動(dòng)電路，采用PWM驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)單片機(jī)控制板實(shí)現(xiàn)0180.0度電機(jī)角度控制，控制精度0.5度，通過(guò)鍵盤進(jìn)行角度設(shè)置，實(shí)際角度可以實(shí)時(shí)顯示。2 硬件電路原理及設(shè)計(jì)減速直流電機(jī)角度控制器主要(zhyo)是以單片機(jī)為核心，L298驅(qū)動(dòng)(q dn)電路、光電編碼器檢測(cè)(jin c)模塊來(lái)完成所需功能?？傮w系統(tǒng)框圖如圖2-1所示：時(shí)鐘電路按鍵輸入檢測(cè)光電編碼器檢測(cè)模塊控制L298驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)1602液晶顯示模塊減速直流電機(jī)角度控制系統(tǒng)復(fù)位電路STC12單片機(jī)主控系統(tǒng) （圖2-1）2.1 主控電路的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的主

8、控系統(tǒng)采用STC12系列單片機(jī)做微控制器，該系列單片機(jī)以高性能、高速度、體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠并且自帶10位AD，并且不需要使用下載器，直接用PL2303USBS轉(zhuǎn)串口即可下載，方便快捷。單片機(jī)結(jié)合簡(jiǎn)單的接口電路即可構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，主控系統(tǒng)還包括了由晶振組成的外部晶振振蕩電路和開(kāi)關(guān)復(fù)位電路，還包括六個(gè)按鍵，一個(gè)1602液晶顯示模塊，MAX232串口下載模塊，以及一些引腳接口電路等組成。主控原理圖如圖2-2所示。（圖2-2）2.1.1 STC12C5A08S2MCU簡(jiǎn)介(jin ji)單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字

9、母的縮寫MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)(y )芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)(xtng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一

10、塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。八位單片機(jī)由于內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)單，體積小，成本低廉，在一些較簡(jiǎn)單的控制器中應(yīng)用很廣。即便到了本世紀(jì)，在單片機(jī)應(yīng)用中，仍占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。由于八位單片機(jī)種類繁多，綜合考慮，選用STC12C5A60S2單片機(jī)作為微處理器。選用STC單片機(jī)的理由：降低成本，提升性能，原有程序直接使用,硬件無(wú)需改動(dòng)，支持串口下載。STC12C5A60S2系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(25

11、0K/S，即25萬(wàn)次/秒),針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。另外還有以下特點(diǎn)：1.增強(qiáng)型8051CPU，1T，單時(shí)鐘(shzhng)/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容(jin rn)傳統(tǒng)8051。2.工作電壓：5.5V-3.5V。3.工作頻率范圍(fnwi)：035MHz，相當(dāng)于普通8051的0420MHz。4.用戶應(yīng)用程序空間8K/16K/20K/32K/40K/48K/52K/60K/62K字節(jié)等。5.片上集成1280字節(jié)RAM。6.通用I/O口（36/40/44個(gè)），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，強(qiáng)推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開(kāi)漏，每個(gè)I

12、/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20mA，但整個(gè)芯片最大不要超過(guò)120mA。7.ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器，可通過(guò)串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。8.有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM無(wú)內(nèi)部EEPROM)。9.獨(dú)立看門狗功能。10.內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（外部晶體12M以下時(shí)，復(fù)位腳可直接1K電阻到地）。11.外部掉電檢測(cè)電路: 在P4.6口有一個(gè)低壓門檻比較器。5V單片機(jī)為1.33V，誤差為5%,3.3V單片機(jī)為1.31V，誤差為3%.12.時(shí)鐘源：外部高精度晶體/時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器

13、(溫漂為5%到10%以內(nèi))用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部R/C 振蕩器還是外部晶體/時(shí)鐘，常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：5.0V單片機(jī)為：11MHz17MHz 3.3V 單片機(jī)為：8MHz12MHz，精度要求不高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí)際測(cè)試為準(zhǔn)。13.共4個(gè)16位定時(shí)器，兩個(gè)與傳統(tǒng)8051兼容的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,16位定時(shí)器T0和T1，沒(méi)有定時(shí)器2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器,再加上2路PCA模塊可再實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位定時(shí)器。14.3個(gè)時(shí)鐘輸出口，可由T0的溢出在P3.4/T0輸出時(shí)鐘，可由T1的溢出在P3.5/T1輸出時(shí)鐘,獨(dú)立波特率發(fā)生器可

14、以在P1.0口輸出時(shí)鐘。15.外部中斷I/O口7路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的CA模塊，Power Down模式可由外部中斷喚醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0,CCP0/P1.3(也可通過(guò)寄存器設(shè)置到P4.2), CCP1/P1.4(也可通過(guò)寄存器設(shè)置到P4.3)。16.PWM(2路）/PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列(zhn li),2路），也可用來(lái)當(dāng)2路D/A使用(shyng)，也可用來(lái)再實(shí)現(xiàn)2個(gè)定時(shí)器，也可用來(lái)再實(shí)現(xiàn)(shxin)2個(gè)外部中斷(上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時(shí)支持)。17.A/D轉(zhuǎn)換

15、,10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S(每秒鐘25萬(wàn)次)。18.通用全雙工異步串行口(UART)，由于STC12系列是高速的8051，可再用定時(shí)器或PCA軟件實(shí)現(xiàn)多串口。19.STC12C5A60S2系列有雙串口，后綴有S2標(biāo)志的才有雙串口，RxD2/P1.2(可通過(guò)寄存器設(shè)置到P4.2)，TxD2/P1.3(可通過(guò)寄存器設(shè)置到P4.3)。20.工作溫度范圍：-40 +85(工業(yè)級(jí))/075(商業(yè)級(jí))。21.封裝：LQFP-48, LQFP-44, PDIP-40, PLCC-44, QFN-40，I/O口不夠時(shí)，可用2到3根普通I/O口線外接74HC164/165/595（均可

16、級(jí)聯(lián)）來(lái)擴(kuò)展I/O口,還可用A/D做按鍵掃描來(lái)節(jié)省I/O口，或用雙CPU,三線通信，還多了串口。STC12C5A60S2系列單片機(jī)的定時(shí)器0/定時(shí)器1與傳統(tǒng)8051完全兼容，上電復(fù)位后，定時(shí)器部分缺省還是除12再計(jì)數(shù)的，而串由定時(shí)器1控制速度，所以定時(shí)器/串口完全兼容。增加了獨(dú)立波特率發(fā)生器，省去了傳統(tǒng)8052的定時(shí)器2，如是用T2做波特率的，則改用獨(dú)立波特率發(fā)生器做波特率發(fā)生器既可。 圖2-3 STC12C5A08S2單片機(jī)引腳圖（圖2-4STC單片機(jī)實(shí)物圖DIP40封裝）2.1.2 主控電路功能(gngnng)簡(jiǎn)介外部(wib)晶振振蕩電路用于產(chǎn)生外部時(shí)鐘和復(fù)位(f wi)電路用于單片機(jī)系

17、統(tǒng)的復(fù)位，這兩個(gè)(lin )模塊是單片機(jī)最小系統(tǒng)中最基本，也是必不可少的，在這里就不詳細(xì)介紹。本系統(tǒng)中采用1602，當(dāng)用STC12系列單片機(jī)P0口作為8位數(shù)據(jù)輸入端，需要像8051單片機(jī)一樣，需加上1K到10K的上拉電阻來(lái)加強(qiáng)P0口的驅(qū)動(dòng)能力。主控系統(tǒng)中的6個(gè)按鍵用于獨(dú)立控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度輸入用；P1.0、P1.1口分別作為控制L298的1A1、1A2控制端口，用于發(fā)送驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的信號(hào)。P1.2作為單片機(jī)PWM輸出端，用于控制L298 芯片EN1使能端，產(chǎn)生PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)。P3.0口即外部中斷0輸入端口，用于采集來(lái)自光電編碼器的脈沖個(gè)數(shù)，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng)角度。2.1.3 STC12C

18、5A08S2下載電路的簡(jiǎn)介STC系列單片機(jī)可以使用通用型串口下載，方法和普通單片機(jī)一樣，只需要用過(guò)串口線與電腦連接,再借助RS232芯片的轉(zhuǎn)換,最終連到單片機(jī)上P3.0(RXD)口與P3.1(TXD)口,即可通過(guò)電腦端的STC-ISP軟件控制下載用戶程序到STC單片機(jī)上了。RS232接口就是串口，電腦機(jī)箱后方的9芯插座。計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同 的設(shè)備可以方便地連接起來(lái)進(jìn)行通訊。 RS-2

19、32-C接口（又稱 EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。RS-232-C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA（Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，232為標(biāo)識(shí)號(hào)，C表示修改次數(shù)。RS-232-C總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有25條信號(hào)線，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道，在多數(shù)情況下主要使用主通道，對(duì)于一般雙工通信，僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。R

20、S-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2500pF的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時(shí)，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號(hào)傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問(wèn)題，因此一般用于20m以內(nèi)的通信。對(duì)于一般的雙向通信, 只需使用串行輸入RXD , 串行輸出TXD 和地線GND1RS - 232C 標(biāo)準(zhǔn)的電平采用負(fù)邏輯, 規(guī)定+ 3V + 15V 之間的任意電平為邏輯“0”電平, - 3V - 15V 之間的任意電平為邏輯“1”電平, 與TTL 和CMOS 電平是不同的1 在接口電路和計(jì)算機(jī)

21、接口芯片中大都為TTL 或CMOS 電平, 所以在通信時(shí), 必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換, 以便與RS - 232C 標(biāo)準(zhǔn)的電平匹配1MAX232 芯片可以完成電平轉(zhuǎn)換這一工作。（1）接口的信號(hào)內(nèi)容 實(shí)際上RS-232-C的25條引線中有許多(xdu)是很少使用的，在計(jì)算機(jī)與終端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號(hào)內(nèi)容見(jiàn)附表1所示 （2）接口的電氣特性(txng) 在RS-232-C中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏 輯“1”，-5-15V；邏輯(lu j)“0” +5 +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識(shí)別低至+3V的信號(hào)作為邏輯“0”，高到-3V的信

22、號(hào) 作為邏輯“1”。 (3) 接口的物理結(jié)構(gòu) RS-232-C接口連接器一般使用型號(hào)為DB-25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端. 一些設(shè)備與PC機(jī)連接的RS-232-C接口,因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的傳送控制信號(hào),只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地”。所以采用DB-9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。（4）傳輸電纜長(zhǎng)度 由RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長(zhǎng)度應(yīng)為50英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過(guò)50英尺，美國(guó)DEC公司曾規(guī)定允許碼

23、元畸變?yōu)?0%而得出附表2 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其中1號(hào)電纜為屏蔽電纜，型號(hào)為DECP.NO.9107723 內(nèi)有三對(duì)雙絞線，每對(duì)由22#AWG組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。2號(hào)電纜為不帶屏蔽的電纜。型號(hào)為DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯電纜。 MAX232芯片是MAXIM公司生產(chǎn)的低功耗、單電源雙RS232 發(fā)送/接收器。適用于各種EIA-232E 和V.28/ V.24的通信接口。MAX232 芯片內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變換器, 可以把輸入的+ 5V電源變換成RS-232C 輸出電平所需10V 電壓, 所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的+5V 電源就可以。（圖2-5 MAX23

24、2芯片(xn pin)管腳圖） MAX232外圍(wiwi)需要4個(gè)電解電容C1、C2、C3、C4 ,是內(nèi)部電源(dinyun)轉(zhuǎn)換所需電容。其取值均為1F/25V。宜選用鉭電容并且應(yīng)盡量靠近芯片。C5為0.1F的去耦電容。MAX232 的引腳T1IN、T2IN、R1OUT、R2OUT 為接TTL/ CMOS 電平的引腳。引腳T1OUT、T2OUT、R1IN、R2IN為接RS-232C電平的引腳。因此TTL/CMOS電平的T1IN、T2IN引腳應(yīng)接MCS-51的串行發(fā)送引腳TXD； R1OUT、R2OUT應(yīng)接MCS-51的串行接收引腳RXD。與之對(duì)應(yīng)的RS-232C電平的T1OUT、T2OUT

25、 應(yīng)接PC 機(jī)的接收端RD；R1IN、R2IN應(yīng)接PC機(jī)的發(fā)送端TXD。MAX232的用法如下：1. 在C1+和C1-兩端、C2+和C2-兩端、V+和地兩端、V-和地兩端分別接一個(gè)0.1f(105)電容。2. 可以將兩路RS-232C電平轉(zhuǎn)換成兩路TTL電平。分別從R1IN和R2IN輸入，對(duì)應(yīng)從T1OUT和T2OUT輸出。注意，輸入和輸出的邏輯值保持一致，如輸入-5V，即邏輯1，輸出也是邏輯1，TTL電平為高電平，即3.6V左右。3. 可以將兩路TTL電平轉(zhuǎn)換成兩路RS-232C電平，分別從T1IN和T2IN輸入，對(duì)應(yīng)從R1OUT和R2OUT輸出。同樣輸入和輸出的邏輯值保持一致。如下圖為MAX

26、電平轉(zhuǎn)換電路。如圖2-3所示：（圖2-5MAX232電平(din pn)轉(zhuǎn)換電路）方法二：對(duì)于沒(méi)有串口的筆記本電腦，還可以(ky)使用，USB轉(zhuǎn)串口芯片PL2303進(jìn)行下載，該方案更加方便。直接使用USB對(duì)STC單片機(jī)下載用戶程序。（圖2-6PL2303USB轉(zhuǎn)串口電路(dinl)原理圖）2.2 L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路介紹L298N是SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，即內(nèi)含二個(gè)H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的電機(jī)。使用(shyng)L298作為驅(qū)動(dòng)芯片(xn pin)，電路簡(jiǎn)單：使用元件(yunj

27、in)少，組件的損耗低，可靠性高體積小，軟件開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，并且計(jì)算機(jī)(或單片機(jī))硬件 費(fèi)用大大減少。L298引腳圖，及邏輯圖如下圖所示：L298驅(qū)動(dòng)電路元件少，使用很方便，也便于編程控制。(L298驅(qū)動(dòng)電路原理圖)2.2.1 PWM驅(qū)動(dòng)電機(jī)原理 開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)方式是使半導(dǎo)體功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)(zhungti)，通過(guò)脈調(diào)制（PWM）來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的電壓，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。當(dāng)開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組兩端有電壓U。1秒后，驅(qū)動(dòng)信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，開(kāi)關(guān)管截止，電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓為0。t2秒后，驅(qū)動(dòng)信號(hào)重新變?yōu)楦唠娖?，開(kāi)關(guān)管的動(dòng)作重復(fù)前面的過(guò)程。PWM輸出(shch)波形和

28、計(jì)算：電動(dòng)機(jī)的電樞(din sh)繞組兩端的電壓平均值U為：U =（t1U）/（t1t2） =( t1U)/T=D*U式中D為占空比，D= t/T。占空比D表示了在一個(gè)周期T里開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間(shjin)與周期的比值。D的變化范圍為0D1。當(dāng)電源電壓U不變的情況下，輸出電壓的平均值U取決于占空比D的大小，改變D值也就改變了輸出電壓的平均值，從而(cng r)達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，即實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)速。 在PWM調(diào)速時(shí)，占空比D是一個(gè)重要(zhngyo)參數(shù)。改變占空比的方法有定寬調(diào)頻法、調(diào)寬調(diào)頻法和定頻調(diào)寬法等。常用的定頻調(diào)寬法，同時(shí)改變t1和t2，但周期T（或頻率）保持不變。2.3 電機(jī)轉(zhuǎn)

29、動(dòng)角度檢測(cè)2.3.1增量式光電編碼器工作原理增量編碼器是一種將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為一連串?dāng)?shù)字脈沖信號(hào)的旋轉(zhuǎn)式傳感器。這些脈沖用來(lái)控制角位移。在Eltra編碼器中角位移的轉(zhuǎn)換采用了光電掃描原理。同時(shí)被一個(gè)紅外光源垂直照射，光把碼盤的圖像投射到接收器表面上。接收器覆蓋著一層衍射光柵，它具有和碼盤相同的窗口寬度。接收器的工作是感受光盤轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的變化，然后將光變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電變化。再使低電平信號(hào)上升到較高電平，并產(chǎn)生沒(méi)有任何干擾的方 形脈沖，這就必須用電子電路來(lái)處理。讀數(shù)系統(tǒng)通常采用差分方式，即將兩個(gè)波形一樣但相位差為180的不同信號(hào)進(jìn)行比較，以便提高輸出信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。讀數(shù)是再兩個(gè)信號(hào)的差別基礎(chǔ)上

30、形成的，從而消除了干擾。順時(shí)針運(yùn)動(dòng)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)A B1 10 10 01 0A B1 11 00 00 1增量編碼器增量編碼器給出兩相方波，它們的相位差90，通常稱為A通道和B通道。其中一個(gè)通道給出與轉(zhuǎn)速相關(guān)的信息，與此同時(shí)，通過(guò)兩個(gè)通道信號(hào)進(jìn)行順序?qū)Ρ?，得到旋轉(zhuǎn)方向的信息。還有一個(gè)特殊信號(hào)稱為Z或零通道，該通道給出編碼器的絕對(duì)零位，此信號(hào)是一個(gè)方波與A通道方波的中心線重合。增量型編碼器精度取決于機(jī)械和電氣兩種因素，這些因素有：光柵分度誤差、光盤偏心、軸承偏心、電子讀數(shù)裝置引入的誤差以及光學(xué)部分的不精確性。確定編碼器精度的測(cè)量單位是電氣上的度數(shù)，編碼器精度決定了編碼器產(chǎn)生的脈沖分度。以下用360

31、電氣度數(shù)來(lái)表示機(jī)械軸的以下(yxi)用360電氣度數(shù)來(lái)表示機(jī)械軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，而軸的轉(zhuǎn)動(dòng)必須是一個(gè)完整的周期(zhuq)。要知道多少機(jī)械(jxi)角度相當(dāng)于電氣上的360，可以用下面公式計(jì)算：電氣360=機(jī)械360/N脈沖/轉(zhuǎn)圖：A、B換向時(shí)信號(hào)編碼器分度誤差是以電氣角度為單位的兩個(gè)連續(xù)脈沖波的最大偏移來(lái)表示。誤差存在于任何編碼器中，這是由前述各因素引起的。Eltra編碼器的最大誤差為25電氣角度（在已聲明的任何條件下），相當(dāng)于額定值偏移7%，至于相位差90（電氣上）的兩個(gè)通道的最大偏差為35電氣度數(shù)相當(dāng)于額定值偏移10%左右。2.3.2 增量編碼器與單片機(jī)的接口用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的具體方法：將A信號(hào)

32、連接至外部中斷INT0，再將其反向后連接至外部中斷INT1,將B信號(hào)作為方向信號(hào)連接至某一輸入端口(P3.0)，這樣在信號(hào)A的上升沿和與下降沿都會(huì)產(chǎn)生中斷。由于在不同轉(zhuǎn)向時(shí)，信號(hào)A的下降沿所對(duì)應(yīng)的方向信號(hào)電平正好相反，單片機(jī)在中斷服務(wù)程序中先檢測(cè)B信號(hào)的狀態(tài)，根據(jù)不同的狀態(tài)進(jìn)行不同的處理(計(jì)數(shù)值增加還是減小)，這樣能夠有效的防止反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的誤差，從而實(shí)現(xiàn)精確計(jì)數(shù)，相應(yīng)的C程序段如下：sbit DIR = P3.0;int cnt; /計(jì)數(shù)器數(shù)值變量void Int0ISR(void) interrupt 0 using 1if( DIR ) cnt+; else cnt-;void Int1IS

33、R(void) interrupt 2 using 2if( DIR ) cnt-; else cnt+;2.4 減速(jin s)直流電機(jī)的簡(jiǎn)介減速直流電機(jī)是指減速機(jī)和直流電機(jī)的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪(chln)馬達(dá)或齒輪電機(jī)。通常由專業(yè)的減速機(jī)生產(chǎn)廠進(jìn)行集成組裝好后成套供貨。減速電機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)、機(jī)械行業(yè)等。使用減速電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、節(jié)省空間。而減速電機(jī)還有下列特點(diǎn)：1、減速電機(jī)(dinj)結(jié)合國(guó)際技術(shù)要求制造,具有很高的科技含量。2、節(jié)省空間,可靠耐用,承受過(guò)載能力高,功率可達(dá)95KW以上。3、能耗低,性能優(yōu)越,減速機(jī)效率高達(dá)95%以上。4、振動(dòng)小,噪音低,節(jié)能高,

34、選用優(yōu)質(zhì)段鋼材料,鋼性鑄鐵箱體,齒輪表面經(jīng)過(guò)高頻熱處理。5、經(jīng)過(guò)精密加工,確保定位精度,這一切構(gòu)成了齒輪傳動(dòng)總成的齒輪減速電機(jī)配置了各類電機(jī),形成了機(jī)電一體化,完全保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特征。6、產(chǎn)品才用了系列化、模塊化的設(shè)計(jì)思想,有廣泛的適應(yīng)性,本系列產(chǎn)品有極其多的電機(jī)組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)方案,可按實(shí)際需要選擇任意轉(zhuǎn)速和各種結(jié)構(gòu)形式。3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主控程序的設(shè)計(jì)，使用keil4軟件進(jìn)行編寫，本系統(tǒng)的程序編寫主要分為三個(gè)模塊：主控部分程序，1602顯示模塊程序，已經(jīng)PID算法模塊。3.1 程序流程圖對(duì)1602寫入開(kāi)始電機(jī)停轉(zhuǎn)輸入角度設(shè)定值初始化1602初始化定時(shí)器T0外部中斷0初始化結(jié)束否電機(jī)正

35、轉(zhuǎn)是角度=設(shè)定值調(diào)用PID函數(shù)PID算法流程圖PWM產(chǎn)生(chnshng)流程圖： Y電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)結(jié)束角度=設(shè)定值執(zhí)行PID算法，返回值給PWM減小占空比N YError2000) angle_now = 0; /超過(guò)(chogu)一圈清零if(angle_now1) INTA1 = 0;INTA2 = 1;flag = 0; pid-MAX = 99;pid-MIN = 0; INTA1 = 0; INTA2 = 0; if(errorMAX = 0;pid-MIN = 99; INTA1 = 0; INTA2 = 0; if(error =-1) INTA1 = 0; INTA2 = 0;

36、if (fabsf(error) pid-epsilon)pid-integral += error * pid-dt;/積分(jfn)derivative = (error - pid-pre_error) / pid-dt;/微分(wi fn)PIDoutput= pid-Kp * error/比例(bl)項(xiàng) + pid-Ki * pid-integral /積分項(xiàng) + pid-Kd * derivative;/微分項(xiàng)if (PIDoutput pid-MAX)PIDoutput= pid-MAX;/限制最大值else if (PIDoutputMIN)PIDoutput= pid-MIN

37、;/限制最小值pid-pre_error = error;return PIDoutput;系統(tǒng)根據(jù)PID算法的反饋值，調(diào)整PWM的占空比，達(dá)到精確控制，快速響應(yīng)。4 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試是設(shè)計(jì)系統(tǒng)一個(gè)非常重要的過(guò)程，是對(duì)系統(tǒng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的一個(gè)檢驗(yàn)(jinyn)。同時(shí)也是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題找出問(wèn)題解決問(wèn)題的一個(gè)過(guò)程。在開(kāi)始進(jìn)行時(shí)候首先要在不接電的情況下，檢查電路是否有短路，芯片是否插反等。防止在上電過(guò)程中短路燒壞芯片。4.1 靜態(tài)(jngti)調(diào)試靜態(tài)(jngti)調(diào)試第一步為觀察電路板。對(duì)每一塊加工好的印制電路板要進(jìn)行仔細(xì)的檢查，先檢查印制線是否有斷線、有無(wú)脫落現(xiàn)象，如果有的話就要用焊錫將其連接好，并

38、檢查是否有印制線短接，因?yàn)橛袝r(shí)候由于印制線間距過(guò)近腐蝕不夠完全導(dǎo)致導(dǎo)線短接現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)短接可用刻刀將諒解的部分劃掉。接著再看過(guò)孔是否有氧化現(xiàn)象，如果有，要將其表面的氧化層刮去。第二步使用萬(wàn)用表檢測(cè)。因?yàn)樵诰€路間間距較小的時(shí)候即使有短接也沒(méi)發(fā)現(xiàn)，所以需要借助萬(wàn)用表。先將萬(wàn)用表置于蜂鳴擋位，用兩個(gè)表筆分別接在那些挨得比較近的電路線看看是否有短路。如果發(fā)出蜂鳴聲則說(shuō)明有短路狀況，沒(méi)有蜂鳴警報(bào)聲則表明正常。接著檢查電源線和地線之間是否有短路現(xiàn)象。焊接好元器件后先觀察本沒(méi)有相連的焊點(diǎn)上的焊錫連接在一起，最后用萬(wàn)用表檢測(cè)一些接點(diǎn)，查看他們的通斷狀態(tài)是否符合要求的狀態(tài)。第三步為上電測(cè)試。特別要注意的是這項(xiàng)檢測(cè)

39、并不把單片機(jī)芯片加上去，加上電源后，將萬(wàn)用表置于電壓擋去檢測(cè)所有插座和引腳兩端的電壓值，查看是否符合要求的電壓值。如果有大于5V太多，則表明不正常，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的正常工作電壓為5V，電壓值超過(guò)這個(gè)值太多則有可能造成單片機(jī)無(wú)法正常工作甚至?xí)龎膯纹瑱C(jī)。然后去檢測(cè)接地端的電壓值是否接近于零，如不接近零說(shuō)明有短路。在這項(xiàng)檢測(cè)中電路板正常，沒(méi)有異常。在靜態(tài)調(diào)試中常常出現(xiàn)的問(wèn)題有，首先是印制電路部分線路有短路現(xiàn)象，主要原因是腐蝕得不夠徹底，或者焊接的不好，有連接，用刀具輕輕刮去短路的連接處即可。第二個(gè)問(wèn)題是在認(rèn)真檢查下發(fā)現(xiàn)電路板上的電解電容正負(fù)極焊反，借助烙鐵把焊反的電解電容取下重新正確地焊上去即解決。第

40、三個(gè)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題是在焊接時(shí)兩個(gè)距離較近的焊點(diǎn)的焊錫連在一塊造成短路，用烙鐵加熱處理排除問(wèn)題。排除上面的一些故障后，就可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試了。4.2 動(dòng)態(tài)調(diào)試動(dòng)態(tài)調(diào)試是對(duì)系統(tǒng)工作的情況下對(duì)系統(tǒng)功能的測(cè)試與檢驗(yàn)。動(dòng)態(tài)調(diào)試一般是由近及遠(yuǎn)，由分到合，分模塊對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)各模塊電路調(diào)試無(wú)故障后，將各塊電路逐塊加入系統(tǒng)中，再對(duì)各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行試驗(yàn)。本系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程為，首先調(diào)試最小系統(tǒng)板，看看能否(nn fu)正常工作，電源電源是否正常。再檢查，LCD是否正常工作。在以上調(diào)試無(wú)故障時(shí)候，再下載調(diào)試程序到單片機(jī)，觀察十分正常顯示。在主控板正常工作的情況下，下面對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行調(diào)試。上電前

41、，仔細(xì)檢查芯片(xn pin)是否插反，然后加上電源，觀察指示燈是否亮。先用高電平，代替PWM波形輸入，再用萬(wàn)用表測(cè)出輸出端電壓十分正常，在電壓正常輸出的情況下，接上電動(dòng)機(jī)，觀察是否正常轉(zhuǎn)動(dòng)，能否控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)。再驅(qū)動(dòng)電路正常工作的情況下，對(duì)電路進(jìn)行整體調(diào)試。下載程序到單片機(jī)，用示波器測(cè)試PWM波形能否正常輸出，如果能正常將PWM輸入到L298的使能端，通過(guò)控制(kngzh)L298的1A和1A2控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)。在電機(jī)正常驅(qū)動(dòng)的情況下，使用按鍵輸入期望轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，觀察電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度是否達(dá)到精度要求。在整個(gè)調(diào)試過(guò)程中，我認(rèn)為最難得莫過(guò)于，精度要求，由于使用了PID算法控制，在整個(gè)調(diào)試過(guò)程中，最麻煩

42、的莫過(guò)于，調(diào)整PID參數(shù)值。使其達(dá)到最優(yōu)。PID參數(shù)的條件遵循一般規(guī)律，一般先調(diào)P，再調(diào)I最后調(diào)D，這是一個(gè)靠經(jīng)驗(yàn)積累的調(diào)試過(guò)程，要不斷進(jìn)行摸索，試探找出，最佳參數(shù)。5 誤差分析任何系統(tǒng)誤差是在所難免的，對(duì)于像電動(dòng)機(jī)這類的機(jī)械設(shè)備，誤差控制是比較困難的，只要誤差達(dá)到可以接受的程度即可。誤差的產(chǎn)生的原因種類是很多的，包括儀器誤差，系統(tǒng)誤差等多種。由于本系統(tǒng)使用的光電編碼器是2000線的，最小分辨率為，0.18度，而系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求為，+0.5度，故完全符合設(shè)計(jì)要求。下面幾組數(shù)據(jù)，是我在不斷調(diào)整PID參數(shù)過(guò)程中，得到測(cè)量數(shù)據(jù)。設(shè)定值實(shí)際值相對(duì)誤差3029.90.33%6060.20.33%9090.0

43、0%120120.20.16%160159.90.06%180179.80.11%由上述測(cè)量值可以看出，系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本達(dá)到要求的+ 0.5。下面分析常見(jiàn)的一些引起誤差的原因：由于使用的事光電編碼器，作為角度測(cè)量傳感器，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中如果有抖動(dòng)，可能會(huì)引起，一些尖峰脈沖，導(dǎo)致，單片機(jī)誤記可能造成一些誤差。由于電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中是有很大慣性的，由于PID參數(shù)設(shè)置的不是那么(n me)合理也會(huì)引起較大的誤差，這就需要長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)整PID參數(shù)，盡可能減少誤差。6 結(jié)論(jiln)轉(zhuǎn)眼間，三個(gè)周的課設(shè)就結(jié)束了，本次課程設(shè)計(jì)，也基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在課設(shè)的這三個(gè)星期里，我學(xué)到了，平時(shí)在課堂上難以學(xué)到的很多東西。

44、不斷鍛煉了自己(zj)的動(dòng)手能力，還增強(qiáng)了自己的團(tuán)隊(duì)合作能力。選題的時(shí)候，我跟同學(xué)商量了下，作為自動(dòng)化專業(yè)出身的，我想到要為以后的畢設(shè)多積累的經(jīng)驗(yàn)，就選了，相對(duì)比較難的，電機(jī)控制。也是自己的興趣所在吧，所有就跟幾個(gè)同學(xué)商量了，決定選擇了直流電機(jī)數(shù)字角度控制這一題。從最開(kāi)始的方案論證，再到Proteus仿真，再到使用DXP繪制PCB圖，然后腐蝕電路板，再到焊接沒(méi)一個(gè)電子元件，調(diào)試，等等這些過(guò)程，我學(xué)到了很多經(jīng)驗(yàn)，補(bǔ)充自己平時(shí)學(xué)習(xí)理論知識(shí)，不注重實(shí)踐上的不足。尤其是后期的調(diào)試工作，為我積累了很多寶貴經(jīng)驗(yàn)。電子設(shè)計(jì)是一個(gè)相對(duì)比較枯燥的過(guò)程，需要很大耐心。要能夠靜下心來(lái)思考問(wèn)題。這是也是一個(gè)自我提升的

45、過(guò)程。這一次課設(shè)為明年的畢設(shè)積累很多寶貴經(jīng)驗(yàn)。謝 辭本次(bn c)課設(shè)的圓滿完成，很大程度上離不開(kāi)，指導(dǎo)老師的辛勤指導(dǎo)，這里(zhl)要特別感謝，趙學(xué)軍老師，龍超老師對(duì)我的關(guān)懷指導(dǎo)。還是在方案的確定和問(wèn)題(wnt)的解決，我都得到了龍學(xué)軍老師悉心細(xì)致的教誨和無(wú)私的幫助，特別是她廣博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠(chéng)地感謝。而在我的課程設(shè)計(jì)的完成過(guò)程中也有很多同學(xué)以及我的舍友給我提供了很大的幫助，幫我調(diào)試很多程序上的難題，在這里特別感謝他們。參考文獻(xiàn)151單片機(jī)C語(yǔ)言教程 電子(dinz)工業(yè)出版社 2009.12電力拖動(dòng)自動(dòng)(zdng)控制系統(tǒng)：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

46、（第4版）機(jī)械工業(yè)出版社 2010-013微型(wixng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2010-104許賢澤,童愛(ài)清.高精度直流伺服電機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)研究J武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2010 5黃庶,肖丹.自舉式H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)J.應(yīng)用能源技術(shù), 2009 ,10PCB 截圖源程序代碼(di m)：/*名稱(mngchng)：2013課設(shè) 減速直流電機(jī)角度控制 董 琪 1000810212 顯示(xinsh)：XZjiaodu：XXX.X 設(shè)定角度：XXX.x精度+ 0.5*/#include #include #include 1602.h #include PID.h #de

47、fine uchar unsigned char#define uint unsigned intsfr AUXR = 0X8E; /定義地址 sbit key1 = P15; /按鍵聲明 1加10，2加1，3加0.5,4減10,5減1，6復(fù)位sbit key2 = P17;sbit key3 = P37;sbit key4 = P16;sbit key5 = P36;sbit key6 = P20;/bit start;/定義(dngy)P1.0為298 1A1輸入，P1.1為1A2輸入，P1.2為使能端輸入/sbit INTA1 = P10;sbit INTA2 = P11; sbit E

48、NA = P12;uint PWM = 10;int angle_now = 0;uint systick = 0;void PidInit(PID_Struct * pid, float p, float i, float d, float dt)pid-epsilon = 0.1;pid-MAX = 50;pid-MIN = 0;pid-Kp = p;pid-Ki = i;pid-Kd = d;pid-dt = dt;pid-pre_error = 0;pid-integral = 0;float fabsf(float x)if(x 1) INTA1 = 0;INTA2 = 1;flag

49、 = 0; pid-MAX = 99;pid-MIN = 0; INTA1 = 0; INTA2 = 0; if(errorMAX = 0;pid-MIN = 99; INTA1 = 0; INTA2 = 0; if(error =-1) INTA1 = 0; INTA2 = 0; if (fabsf(error) pid-epsilon)pid-integral += error * pid-dt;/積分(jfn)derivative = (error - pid-pre_error) / pid-dt;/微分(wi fn)output = pid-Kp * error/比例(bl)項(xiàng) +

50、pid-Ki * pid-integral /積分(jfn)項(xiàng) + pid-Kd * derivative;/微分(wi fn)項(xiàng)if (output pid-MAX)output = pid-MAX;/限制(xinzh)最大值else if (output MIN)output = pid-MIN;/限制最小值pid-pre_error = error;return output;extern angle_now ,angle_real;void jiaodu () interrupt 0 / 記錄光電編碼器A路輸出脈沖，轉(zhuǎn)換為角度if(!flag)angle_now+; if(flag)a

51、ngle_now-;if(angle_now2000) angle_now = 0;if(angle_now0) angle_now = 0;angle_real = angle_now*1.6;void key_deal(unsigned char key);/按鍵處理函數(shù)聲明void initClock(void) /定時(shí)器t0初始化/定時(shí)器t0初始化 AUXR = 0X80; /輔助寄存器初始化 T0 12分頻 TMOD|=0X01; TH0= (65536-1)/256; /PWM低電平定時(shí)時(shí)間 TL0= (65536-1)%256; TR0 = 1; TR1=1; EA = 1; ET0=1;/定時(shí)器中斷(zhngdun)/void int0_init(void)IT0 = 1;EX0 = 1;EA = 1;/定時(shí)器中斷(zhngdun) /void INTT0(void) interrupt 1 using 1 /10ms刷新(shu xn)液晶屏 TL0=0Xff; /10ms 重裝 TH0=0Xb7; systick +;/ l062顯示函數(shù)/void disptemp(int x,int