優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計精品基于MCS51系列單片機(jī)控制PWM的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

1、摘 要本文主要研究了利用mcs-51系列單片機(jī)控制pwm信號從而實(shí)現(xiàn)對直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的方法。文章中采用了專門的芯片組成了pwm信號的發(fā)生系統(tǒng)，并且對pwm信號的原理、產(chǎn)生方法以及如何通過軟件編程對pwm信號占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制其輸入信號波形等均作了詳細(xì)的闡述。此外，本文中還采用了芯片ir2112s作為直流電機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)速功率放大電路的驅(qū)動模塊來完成了在主電路中對直流電機(jī)的控制。另外，本系統(tǒng)中使用了光電編碼器對直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測量，經(jīng)過濾波電路后，將測量值送到a/d轉(zhuǎn)換器，并且最終作為反饋值輸入到單片機(jī)進(jìn)行pi運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)了對直流電機(jī)速度的控制。在軟件方面，文章中詳細(xì)介紹了pi運(yùn)算程序

2、，單片機(jī)產(chǎn)生pwm波形的程序，初始化程序等的編寫思路和具體的程序?qū)崿F(xiàn)，m法數(shù)字測速及動態(tài)led顯示程序設(shè)計，a/d轉(zhuǎn)換程序及動態(tài)掃描led顯示程序和故障檢測程序及流程圖。關(guān)鍵詞： pwm信號 直流調(diào)速 雙閉環(huán) pi調(diào)節(jié)前 言本文主要研究了利用mcs-51系列單片機(jī)，通過pwm方式控制直流電機(jī)調(diào)速的方法。沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。pwm控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。pwm控制的基本原

3、理很早就已經(jīng)提出，但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約，在上世紀(jì)80年代以前一直未能實(shí)現(xiàn)。直到進(jìn)入上世紀(jì)80年代，隨著全控型電力電子器件的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，pwm控制技術(shù)才真正得到應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展以及各種新的理論方法，如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想的應(yīng)用，pwm控制技術(shù)獲得了空前的發(fā)展。到目前為止，已經(jīng)出現(xiàn)了多種pwm控制技術(shù)。pwm控制技術(shù)以其控制簡單、靈活和動態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，也是人們研究的熱點(diǎn)。由于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)沒有了學(xué)科之間的界限，結(jié)合現(xiàn)代控制理論思想或?qū)崿F(xiàn)無諧振軟開關(guān)技術(shù)將會成為pwm控制技術(shù)發(fā)展的主要方

4、向之一。本文就是利用這種控制方式來改變電壓的占空比實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)速度的控制。文章中采用了專門的芯片組成了pwm信號的發(fā)生系統(tǒng)，然后通過放大來驅(qū)動電機(jī)。利用編碼器測得電機(jī)速度，經(jīng)過濾波電路得到直流電壓信號，把電壓信號輸入給a/d轉(zhuǎn)換芯片最后反饋給單片機(jī)，在內(nèi)部進(jìn)行pi運(yùn)算，輸出控制量完成閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速控制。第一章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計第一節(jié) 系統(tǒng)總體設(shè)計1.1.1 系統(tǒng)方案選擇與總體結(jié)構(gòu)設(shè)計調(diào)速方案的優(yōu)劣直接關(guān)系到系統(tǒng)調(diào)速的質(zhì)量。根據(jù)電機(jī)的型號及參數(shù)選擇最優(yōu)方案，以確保系統(tǒng)能夠正常，穩(wěn)定地運(yùn)行。本系統(tǒng)采用直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)無靜差，調(diào)速范圍0-1500r/min,電流過載倍數(shù)為

5、1.5倍，速度控制精度為0.1%（額定轉(zhuǎn)速時）。 1、 系統(tǒng)控制對象的確定本次設(shè)計選用直流電動機(jī)的額定參數(shù)直流電動機(jī)的額定參數(shù)pn=15kw、un=440v、in=39.3a、nn=1510 r/min，電流過載倍數(shù)=1.5。電樞回路總電阻為r=ra+rrec=0.806，系統(tǒng)機(jī)電時間常數(shù)tm=0.76s，電磁時間常數(shù)tl=0.0167s，電動勢系數(shù)ce=0.270v*min/r。2、 電動機(jī)供電方案選擇變電壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)用的主要方法，調(diào)節(jié)電樞供電電壓所需的可控制電源通常有3種：旋轉(zhuǎn)電流機(jī)組，靜止可控整流器，直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器。旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組簡稱g-m系統(tǒng)，用交流電動機(jī)和直流發(fā)電機(jī)

6、組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。適用于調(diào)速要求不高，要求可逆運(yùn)行的系統(tǒng)，但其設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、維護(hù)不便。用靜止的可控整流器，例如，晶閘管可控整流器，以獲得可調(diào)直流靜止可控整流器又稱v-m系電壓。通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置gt的控制電壓來移動觸發(fā)脈沖的相位，即可改變ud，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，且控制作用快速性能好，提高系統(tǒng)動態(tài)性能。直流斬波器和脈寬調(diào)制交換器采用pwm，用恒定直流或不可控整流電源供電，利用直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器產(chǎn)生可變的平均電壓。與vm系統(tǒng)相比，pwm系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：一、 主電路線路簡單，需要的功率器件少；二、 開端頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都

7、較小：三、 低速性能好，穩(wěn)速精度該，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1：10000左右；四、 若與快速響應(yīng)的電動機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強(qiáng)；五、 功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，道通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率高；六、 直流電源采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流高。本設(shè)計應(yīng)脈寬調(diào)速要求，采用直流pwm調(diào)速系統(tǒng)。3、 晶體管pwm功率放大器方案選擇方案一 單極性控制方式，這種控制方式的特點(diǎn)是在一個開關(guān)周期內(nèi)兩只功率管以較高的開關(guān)頻率互補(bǔ)開關(guān)，保證可以得到理想的正弦輸出電壓：另兩只功率管以較低的輸出電壓基波頻率工作，從而在很大程度上減小了開關(guān)損耗。但又不是固定其中一

8、個橋臂始終為低頻(輸出基頻)，另一個橋臂始終為高頻(載波頻率)，而是每半個輸出電壓周期切換工作，即同一個橋臂在前半個周期工作在低頻，而在后半周則工作在高頻，這樣可以使兩個橋臂的功率管工作狀態(tài)均衡，對于選用同樣的功率管時，使其使用壽命均衡，對增加可靠性有利。 方案二 雙極性調(diào)制方式的特點(diǎn)是4個功率管都工作在較高頻率(載波頻率)，雙極性控制的橋式可逆pwm變換器有以下優(yōu)點(diǎn)：1） 電流一定連續(xù)；2） 可使電機(jī)在四象限運(yùn)行；3） 電機(jī)停止時有微振電流，可以消除靜摩擦死區(qū)；4） 低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)1：20000左右；5） 低速時，每個開關(guān)器件的驅(qū)動脈沖仍較寬，有利于器件的可靠導(dǎo)。本設(shè)計選用

9、雙極性控制的橋式可逆pwm變換器。1.1.2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理隨著調(diào)速系統(tǒng)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，傳統(tǒng)的采用 pi 調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)既能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)節(jié)，又能較快的動態(tài)響應(yīng)只能滿足一般生產(chǎn)機(jī)械的調(diào)速要求。為了提高生產(chǎn)率，要求盡量縮短起動、制動、反轉(zhuǎn)過渡過程的時間，最好的辦法是在過渡過程中始終保持電流（即動態(tài)轉(zhuǎn)矩）為允許的最大值，使系統(tǒng)盡最大可能加速起動，達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又讓電流立即降低，進(jìn)入轉(zhuǎn)矩與負(fù)載相平衡的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。要實(shí)現(xiàn)上述要求，其唯一的途徑就是采用電流負(fù)反饋控制方法，即采用速度、電流雙閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。在電流控制回路中設(shè)置一個調(diào)節(jié)器，專門用于調(diào)節(jié)電流量，從而在調(diào)速系統(tǒng)中

10、設(shè)置了轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器，形成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速控制。雙閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)中采用了兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)現(xiàn)串級連接。圖11.1為轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理圖。圖中兩個調(diào)節(jié)器asr和acr分別為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器，二者串級連接，即把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。電流環(huán)在內(nèi)，稱之為內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外，稱之為外環(huán)。兩個調(diào)節(jié)器輸出都帶有限幅，asr的輸出限幅什uim決定了電流調(diào)節(jié)器acr的給定電壓最大值uim，對就電機(jī)的最大電流；電流調(diào)節(jié)器acr輸出限幅電壓ucm限制了整流器輸出最大電壓值，限最小觸發(fā)角。圖1-1

11、.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖1.1.3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學(xué)模型雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖1-1.2所示。圖中和分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。如果采用pi調(diào)節(jié)器，則有（1-1）（1-2）為了引出電流反饋，在電動機(jī)的動態(tài)框圖中必須把電樞電流顯露出來。圖1-1.2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖1.1.4 數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)方框圖根據(jù)設(shè)計要求，本系統(tǒng)設(shè)計為全數(shù)字式控制方式，因此要求微型計算機(jī)完成：電流環(huán)控制器運(yùn)算、速度環(huán)控制器運(yùn)算、位置環(huán)控制器運(yùn)算，以及與它們相應(yīng)的反饋信號的采樣和數(shù)字信號處理。 本系統(tǒng)采用霍爾元件作為檢測電動機(jī)電樞電流的傳感器,其電流容量為50

12、a,轉(zhuǎn)換比例為1000：1。霍爾元件檢測得到的弱電流信號經(jīng)轉(zhuǎn)換、濾波、放大后,變成與電樞電流成比例的05v的直流電壓信號,再經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換電路,將模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,輸入微型計算機(jī)。本系統(tǒng)選用光電脈沖信號發(fā)生器作為速度反饋的測量元件,光電脈沖信號發(fā)生器將電動機(jī)轉(zhuǎn)子的角位移量轉(zhuǎn)換成脈沖序列,通過計數(shù)器定時計數(shù)即可得到電動機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)字式反饋量。本系統(tǒng)由微型計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制,用全數(shù)字方式來取代傳統(tǒng)的模擬控制方式,不僅提高了系統(tǒng)的可靠性、靈活性,而且還為整個系統(tǒng)的多功能、智能化提供了必要條件。 經(jīng)上述考慮,本系統(tǒng)組成的方框圖如圖1-1.3所示。 數(shù)字式位置控制器數(shù)字式速度控制器數(shù)字式電流控制

13、器數(shù)字式pwm信號發(fā)生器pwm功率放大器m信號轉(zhuǎn)換濾波放大a/d轉(zhuǎn)換.pg光電隔離倍頻變向位置可逆計數(shù)器數(shù)字式速度測量計數(shù)器位置給定+-霍爾元件+圖1-1.3 數(shù)字式雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)方框圖1.1.5 數(shù)字式雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 數(shù)字式雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1-1.4所示圖1-1.4 數(shù)字式雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖1.1.6 8051單片機(jī)簡介本系統(tǒng)要求微型計算機(jī)完成電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的控制算法運(yùn)算以及相應(yīng)的反饋信號數(shù)字化測量和采樣,接收和處理上位微型計算機(jī)送給伺服系統(tǒng)的指令,采集伺服系統(tǒng)的有關(guān)信息并反饋到上位微型計算機(jī)等。其中,電流環(huán)控制要求微型計算機(jī)有很快的響應(yīng)速

14、度,其采樣頻率比較高。另外,為了保證足夠的控制精度和運(yùn)算速度,對微型計算機(jī)字長和指令功能也有更高的要求。本系統(tǒng)選用我們比較熟悉的8051作為微型計算機(jī)。18051單片機(jī)的基本組成 8051單片機(jī)由cpu和8個部件組成，它們都通過片內(nèi)單一總線連接，其基本結(jié)構(gòu)依然是通用cpu加上外圍芯片的結(jié)構(gòu)模式，但在功能單元的控制上采用了特殊功能寄存器的集中控制方法。其基本組成如下圖所示： 圖1-1.5 8051單片機(jī)基本組成2cpu及8個部件的作用功能介紹如下中央處理器cpu：它是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制功能。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器：8051芯片中共有256個ram單元，能作為存儲器使用的只是前128個單元，其地

15、址為00h7fh。通常說的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器就是指這前128個單元，簡稱內(nèi)部ram。特殊功能寄存器：是用來對片內(nèi)各部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視的控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個特殊功能的ram區(qū)，位于內(nèi)部ram的高128個單元，其地址為80hffh。內(nèi)部程序存儲器：8051芯片內(nèi)部共有4k個單元，用于存儲程序、原始數(shù)據(jù)或表格，簡稱內(nèi)部rom。并行i/o口：8051芯片內(nèi)部有4個8位的i/o口（p0，p1，p2，p3），以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。串行口：它是用來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。定時器：8051片內(nèi)有2個16位的定時器，用來實(shí)現(xiàn)定時或者計數(shù)功能，并且以其定時或計數(shù)結(jié)果對計算機(jī)進(jìn)行控制

16、。中斷控制系統(tǒng)：該芯片共有5個中斷源，即外部中斷2個，定時/計數(shù)中斷2個和串行中斷1個。振蕩電路：它外接石英晶體和微調(diào)電容即可構(gòu)成8051單片機(jī)產(chǎn)生時鐘脈沖序列的時鐘電路。系統(tǒng)允許的最高晶振頻率為12mhz。38051單片機(jī)引腳圖1-1.6 8051單片機(jī)引腳圖第二節(jié) 主電路的設(shè)計及參數(shù)計算由于給定直流電動機(jī)的額定電壓為230v，為保證供電質(zhì)量，應(yīng)采用三相降壓變壓器將電源電壓降低；為避免三次諧波電動勢的不良影響，三次諧波電流對電源的干擾，主變壓器采用/y聯(lián)結(jié)。1.2.1 整流變壓器的計算與設(shè)計變壓器二次側(cè)電壓：u2的確定原則是要保證在電動機(jī)的整個起動過程中，整流裝置都能夠提供要求的最大電流值1

17、.5*idnom，忽略igbt壓降和換相重疊壓降后可列出下列公式：電動機(jī)ce=0.1290udm=2.34*u2ce*nn+idm考慮到電網(wǎng)電壓波動，取波動系數(shù)為0 .95，則有:u2=(ce*nn+idm*r)/2.34=(0270*1510+1.5*39.3*0.806)/(0.95*2.34)= 204.77v整流器視在功率：sn=3u2i2=3*39.3*1.5*204.77=36.2 kva故，變壓器一次側(cè)電壓一般由供電電源決定取 u1=220v =36.2*1000/(3*220)=54.87 a 故變壓器應(yīng)選擇220v/220v視在功率為40kva1.2.2 開關(guān)器件igbt參數(shù)

18、計算與選擇由經(jīng)驗(yàn)公式得額定電壓為440v時開關(guān)器件igbt的耐壓應(yīng)選1200v的反向最大電壓：u=1200vi=1.5id=1.5*39.3=58.95a1.2.3電阻、電容的選擇由限流電阻計算公式：r0= ud02/pe= (ce*nn+idn*r) 2 / pe =439.38 2/15000=12.87濾波電容器由經(jīng)驗(yàn)公式求得：c1=c2=4uf/v* ud0=4*439.38=1757.52uf并聯(lián)電阻一般取56-100k,則有：r1=r2=56k 1.2.4 整流功率二極管的選擇：選擇功率二極管的耐壓值：u=(2-3)um=(2-3)*sqr(2)*u2=579868.7v通態(tài)電流值

19、：ita=（1.5-2）ivt=(1.5-2)*39.3/sqr(3)/1.57=21.6-28.9a選取功率二極管數(shù)據(jù)為：900v/50a1.2.5 平波電抗器的選擇及計算平波電抗器：平波電抗器用于整流以后的直流回路中。整流電路的脈波數(shù)總是有限的，在輸出的整直電壓中總是有紋波的。這種紋波往往是有害的，需要由平波電抗器加以抑制。平波電抗器的電感量一般按低速輕載時保證電流連續(xù)的條件來選擇。對于三相橋式整流電路：（參考課程設(shè)計一數(shù)據(jù)）l=0.693u2/idmin又因?yàn)橐话鉯dmin為電動機(jī)額定電流的5%10%，這里去10%.in=39.3a因此：l=0.693u2/3.93又因?yàn)閡2=204.7

20、7v所以：l=36.09mh1.2.6 快速熔斷器的選擇及計算熔斷器作用： 當(dāng)電路發(fā)生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高，可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。若安置了熔斷器，那么，熔斷器就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用?？焖偃蹟嗥鞯念~定電流的計算如下：itn=*ita/2 (a)其中ita為晶閘管的額定通態(tài)平均電流，即為28.9a。因此：itn=45.4a。快速熔斷器的額定電壓utn可用下列公式計算：utnkut*uv /1.4uv =u2=204.77v；kut為元件電壓計算系數(shù),查表得2.45。 因

21、此：utn501.7v第三節(jié) 調(diào)節(jié)器的選擇與計算反饋系數(shù)的確定：電樞電流是雙極性的，a/d轉(zhuǎn)換的結(jié)果為10位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)： = 10v/nn=0.0066 min/r電流反饋系數(shù)： = u*im/idm=10/(1.5*39.3)=0.169/a1.3.1 確定電流調(diào)節(jié)器時間常數(shù)1） 整流裝置滯后時間常數(shù)ts=0.0017s。2） 電流濾波時間常數(shù) toi:取toi=4ms=0.004s。3） 電流環(huán)小時間常數(shù)之ti近似處理，取ti =ts+toi=0.0057s。4） 電樞回路電磁時間常數(shù)tl tl0.0167s5）電力拖動系統(tǒng)時間常數(shù)tm tm=0.76s6)ks=401.3.2電

22、流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù)設(shè)計要求并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型i型系統(tǒng)設(shè)計電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用pi型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為wacr（s）=ki（is +1）/iski-電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；i-電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。檢查對電源電壓的抗干擾性能：tl /ti =0.0167s/0.0057s=2.93,參照教材中表2-3的典型型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能，各項指標(biāo)都是可以接受的。 圖1-3.1 電流環(huán)等效近似處理后校正成為典型i系統(tǒng)框圖1.3.3電流調(diào)節(jié)器參數(shù)計算電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)：i=tl=0.0167s電流環(huán)開環(huán)增益：要求i5時,查表得kiti=0.5,因此ki=0

23、.5/0.0057s=87.71s-1于是，acr的比例系數(shù)為： ki=kiir/ks=17.54電流環(huán)采樣角頻率：wsi=10wci=877.1s-1電流環(huán)采樣時間：ti=1/(wsi/2pi)=0.007s1.3.4 確定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器時間常數(shù)1）電流環(huán)等效時間常數(shù)1/ki 已知kiti=0.5，則 1/ki2ti20.0057s0.0114s2）轉(zhuǎn)速時間常數(shù)ton。取ton=0.01s3）轉(zhuǎn)速小時間常數(shù) tn。按小時間常數(shù)近似處理，取 tn1/kiton0.0214s1.3.5 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計成典型ii系統(tǒng)，系統(tǒng)同時也能滿足動態(tài)抗擾性能

24、好的要求。圖1-3.2轉(zhuǎn)速環(huán)等效近似處理后校正成為典型ii系統(tǒng)框圖asr也應(yīng)該采用pi調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：wasr（s）= kn（ns +1）/nskn-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；n-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。1.3.6 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)計算按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h=5，則asr的超前時間常數(shù)為n=htn=50.0214s=0.107s轉(zhuǎn)速開環(huán)增益：kn=(h+1)/2h2tn2=6/(2520.02142)=263.03s-2asr的比例系數(shù)為： kn=(h+1)cetm/2hrtn=18.28轉(zhuǎn)速環(huán)采樣角頻率：wsn=10wcn=280.37s-1電流環(huán)采樣時間：tn=1/(wsn/

25、2pi)=0.0224s第四節(jié) pwm信號發(fā)生電路設(shè)計一、pwm控制器設(shè)計1-1 pwm信號發(fā)生電路設(shè)計 圖1-4.2 pwm信號發(fā)生電路pwm波可以由具有pwm輸出的單片機(jī)通過編程來得以產(chǎn)生，也可以采用pwm專用芯片來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)pwm波的頻率太高時，它對直流電機(jī)驅(qū)動的功率管要求太高，而當(dāng)它的頻率太低時，其產(chǎn)生的電磁噪聲就比較大，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)pwm波的頻率在18khz左右時，效果最好。在本系統(tǒng)內(nèi)，采用了兩片4位數(shù)值比較器4585和一片12位串行計數(shù)器4040組成了pwm信號發(fā)生電路。兩片數(shù)值比較器4585，即圖上u2、u3的a組接12位串行4040計數(shù)輸出端q2q9，而u2、u3的b組接到單

26、片機(jī)的p1端口。只要改變p1端口的輸出值，那么就可以使得pwm信號的占空比發(fā)生變化，從而進(jìn)行調(diào)速控制。12位串行計數(shù)器4040的計數(shù)輸入端clk接到單片機(jī)c51晶振的振蕩輸出xtal2。計數(shù)器4040每來8個脈沖，其輸出q2q9加1，當(dāng)計數(shù)值小于或者等于單片機(jī)p1端口輸出值x時，圖中u2的（ab）輸出端保持為低電平，而當(dāng)計數(shù)值大于單片機(jī)p1端口輸出值x時，圖中u2的（ab）輸出端為高電平。隨著計數(shù)值的增加，q2q9由全“1”變?yōu)槿?”時，圖中u2的（ab）輸出端又變?yōu)榈碗娖?，這樣就在u2的（ab）端得到了pwm的信號，它的占空比為（255 -x / 255）*100%，那么只要改變x的數(shù)值，

27、就可以相應(yīng)的改變pwm信號的占空比，從而進(jìn)行直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。使用這個方法時，單片機(jī)只需要根據(jù)調(diào)整量輸出x的值，而pwm信號由三片通用數(shù)字電路生成，這樣可以使得軟件大大簡化，同時也有利于單片機(jī)系統(tǒng)的正常工作。由于單片機(jī)上電復(fù)位時p1端口輸出全為“1”，使用數(shù)值比較器4585的b組與p1端口相連，升速時p0端口輸出x按一定規(guī)律減少，而降速時按一定規(guī)律增大。1-2 pwm發(fā)生電路主要芯片的工作原理1芯片4585 （1）芯片4585的用途：對于a和b兩組4位并行數(shù)值進(jìn)行比較，來判斷它們之間的大小是否相等。（2）芯片4585的功能表：輸入輸出比較級取a3、b3a2、b2a1、b1a0、b0ababa

28、3b3*1001a3=b3a2b2*1001a3=b3a2=b2a1b1*1001a3=b3a2=b2a1=b1a0b0*1001a3=b3a2=b2a1=b1a0=b0001001a3=b3a2=b2a1=b1a0=b0010010a3=b3a2=b2a1=b1a0b0100100a3=b3a2=b2a1b1*100a3=b3a2b2*100a3b3*100（3）芯片4585的引腳圖： 圖1-4.3 4585的引腳圖2芯片4040 芯片4040是一個12位的二進(jìn)制串行計數(shù)器，所有計數(shù)器位為主從觸發(fā)器，計數(shù)器在時鐘下降沿進(jìn)行計數(shù)。當(dāng)cr為高電平時，它對計數(shù)器進(jìn)行清零，由于在時鐘輸入端使用施密特

29、觸發(fā)器，故對脈沖上升和下降時間沒有限制，所有的輸入和輸出均經(jīng)過緩沖。芯片4040提供了16引線多層陶瓷雙列直插、熔封陶瓷雙列直插、塑料雙列直插以及陶瓷片狀載體等4種封裝形式。（1）芯片4040的極限值：電源電壓范圍：-0.5v18v輸入電壓范圍：-0.5vvdd+0.5v輸入電流范圍：10ma貯存溫度范圍：-65c150c（2）芯片4040引出端功能符號：cp: 時鐘輸入端 cr：清除端 q0q11：計數(shù)脈沖輸出端 vdd: 正電源 vss: 地端（3）芯片4040功能表：輸入輸出cpcr*llh保持計數(shù)所有輸出端均為l（4）芯片4040的引腳圖：圖1-4.4 4040的引腳圖1-3驅(qū)動電路設(shè)

30、計電路中驅(qū)動采用的是ir2112s芯片，ir2112s芯片是ir公司專為驅(qū)動功率開關(guān)管而設(shè)計的，是一種高電壓高速的功率mosfet和igbt驅(qū)動器，它有兩個獨(dú)立的高端和低端輸出通道，一個芯片可以驅(qū)動兩個mosfet管或igbt管。輸出的浮置通道可用來驅(qū)動高端接于600v(最大)的n溝道電力mosfet或igbt。圖1-5.1為soic封裝的ir2112s的引腳排列。圖1-5.1 ir2112s的引腳排列ir2112s具有的特點(diǎn)是：(1)浮置通道具有自舉電路，工作電壓可達(dá)600v，抗dv/dt干擾；(2)驅(qū)動電壓為10v以上；(3)禁止直通邏輯(一個橋的上下臂不能直通)； (4)兩個傳輸通道延時

31、相同； (5)高端輸出與hin輸入相位相同，低端輸出與/lin相位相同（如圖1-5.2）。圖1-5.2 ir2112s的控制邏輯二、轉(zhuǎn)速檢測電路設(shè)計轉(zhuǎn)速的測量使用編碼盤。光電式旋轉(zhuǎn)編碼器在數(shù)字測速中常用作為轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角的檢測元件。由光電式旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生與被測轉(zhuǎn)速成正比的脈沖，測速裝置將輸入脈沖轉(zhuǎn)換為以數(shù)字形式表示的轉(zhuǎn)速值。本系統(tǒng)選用m法測速。2-1旋轉(zhuǎn)編碼器的原理及選擇電編碼器來采樣轉(zhuǎn)速信號。增量式編碼器是專門用來測量轉(zhuǎn)動角位移的累計量。圖1-7.1增量式光電編碼盤結(jié)構(gòu)及信號輸出這里以三相編碼器為例介紹增量式編碼器的工作原理及其結(jié)構(gòu)。增量式光電編碼器在圓盤上有規(guī)則地刻有透光和不透光的線條。在圓盤

32、兩側(cè)放發(fā)光元件和光敏元件。當(dāng)圓盤隨電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，光敏元件接收的光通量隨透光線條同步變化，光敏元件輸出波形經(jīng)過整形后變?yōu)槊}沖。碼盤上有相標(biāo)志，每轉(zhuǎn)一圈z相輸出一個脈沖。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90的兩路脈沖信號，如圖1-7.1所示。轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向信號處理：將a、b兩相脈沖中任何一相輸入計數(shù)器中均可使計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)。編碼盤輸出的z相脈沖用于復(fù)位計數(shù)器，每轉(zhuǎn)一圈復(fù)位一次計數(shù)器；編碼盤的旋轉(zhuǎn)方向可以通過d觸發(fā)器的輸出信號q來判斷。整形后的a、b兩相輸出信號分別接到d觸發(fā)器的時鐘端和d輸入端，d觸發(fā)器的clk端在a相脈沖的上升沿觸發(fā)。由于a、b兩相的脈沖相位相差90，當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時（假設(shè)b相脈

33、沖超前時為正轉(zhuǎn)，反之為反轉(zhuǎn)），b相脈沖超前a相脈沖90，觸發(fā)器總是在b脈沖為高電平時觸發(fā)，這時d觸發(fā)器的輸出端q輸出為高電平。如圖1-7.2所示。當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時，a相脈沖超前b相脈沖90，則d觸發(fā)器總是在b脈沖為低電平時觸發(fā)，這時q輸出端輸出為低電平。由此確定電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。圖1-7.2電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向判別2-2 m法測速的實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)中，使用單片機(jī)的t/c0和t/c1分別記數(shù)高頻時鐘脈沖個數(shù)和同時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖個數(shù)。由于t/c0還要給8279給定時鐘信號，因此工作于計數(shù)器方式，時鐘信號為單片機(jī)時鐘的1/2分頻即4mhz，定時器初值設(shè)為80h。t/c0溢出中斷后，記錄t/c1的數(shù)值，并將單片

34、機(jī)pb0清零，延時5個時鐘之后，置位pb0口后重新開始記數(shù)，再次溢出中斷時：如果測速容許，再次記錄t/c1的數(shù)值，否則將單片機(jī)pb0清零，延時之后置位pb0口，重新記數(shù)。這樣循環(huán)，t/c0完成了記數(shù)高頻時鐘脈沖個數(shù)和8279脈沖信號的輸出。那么，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為： 式中，高頻時鐘頻率=4hz；旋轉(zhuǎn)編碼器的光柵數(shù)p=1024；=64.三、電流檢測電路設(shè)計1-1直流電流檢測電路圖 直流電流檢測電路1-2直流電流檢測電路主要芯片的工作原理1、ugn-3501m:集成霍爾傳感器ugn-3501m原理圖2、ad522集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器ad522功能管腳4、a/d轉(zhuǎn)化及芯片選擇3-1 芯片adc0809介紹ad

35、c0809是8位、逐次比較式a/d轉(zhuǎn)換芯片，具有地址鎖存控制的8路模擬開關(guān)，應(yīng)用單一的+5v電源，其模擬量輸入電壓的范圍為0v-+5v，其對應(yīng)的數(shù)字量輸出為00h-ffh，轉(zhuǎn)換時間為100s，無須調(diào)零或者調(diào)整滿量程。3-2 adc0809的引腳及其功能adc0809有28個引腳，其中in0-in7接8路模擬量輸入。ale是地址鎖存允許，、接基準(zhǔn)電源，在精度要求不太高的情況下，供電電源就可以作為基準(zhǔn)電源。start是芯片的啟動引腳，其上脈沖的下降沿起動一次新的a/d轉(zhuǎn)換。eoc是轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，可以用于向單片機(jī)申請中斷或者供單片機(jī)查詢。oe是輸出允許端。clk是時鐘端。db0-db7是數(shù)字量的輸出

36、。adda、addb、addc接地址線用以選定8路輸入中的一路，詳見下圖。addcaddbadda選通輸入通道000in0001in1010in2011in3100in4101in5110in6111in7圖1-6.1 adc0809引腳圖及功能表5、鍵盤顯示單元按鍵控制與led顯示單元完成系統(tǒng)參數(shù)（占空比和轉(zhuǎn)速）的實(shí)時顯示，以及通過鍵盤輸入系統(tǒng)的給定（占空比）。本系統(tǒng)中通過8279芯片來擴(kuò)展鍵盤和顯示接口。intel8279可以顯示8位或16位led顯示器，可以和具有64個按鍵或傳感器的陣列相連，通過編程可以實(shí)現(xiàn)多種工作方式。8279的引腳圖如下：圖1-8.1 8279的引腳圖8279的主要

37、功能如下：鍵盤與顯示器同時工作；掃描式鍵盤工作方式；掃描式傳感器工作方式；用選通方式送入輸入信號帶有8字符的鍵盤；先入先出存儲器fifo；觸點(diǎn)回彈時兩鍵封鎖或n鍵巡回；雙排8字或單個16字的數(shù)字顯示器；ram工作方式可由單片機(jī)編程可編程掃描定時，鍵盤送入時有中斷輸出。8279與db0-db7與8051的pb.3pb.7、pd.1、pd.2口相連。8279的irq經(jīng)非門接到的int0管腳上，可以實(shí)現(xiàn)鍵盤查詢或鍵盤中斷。由pb.0口為8279輸出定時時鐘。rd、wr與pd.5、pd.6相連，訪問8279時，8051給出相應(yīng)的電平。8051的pd.4作為8279的片選（cs）信號。并且pd.7與82

38、79的a0相連。因此8279的地址分別為：數(shù)據(jù)口：7effh；命令口或狀態(tài)口：7fffh。8279與4個共陰極顯示器和一個12鍵的小鍵盤連接。sl0-sl3的掃描按編碼方式經(jīng)74ls139譯碼輸出作為鍵盤的行掃描線，同時經(jīng)驅(qū)動器75451接led顯示器的com端作為顯示器位掃描驅(qū)動信號。outa與outb經(jīng)驅(qū)動器74ls244與顯示器的段碼線相連，直接控制顯示字型，rp200a為8個200歐姆/0.5w上拉電阻。鍵盤的列掃描縣送會掃端rl0-rl3上。由8051單片機(jī)向它寫入命令后，它會自動掃描鍵盤；有鍵按下時，會判斷鍵號，將鍵號存入內(nèi)部的fifo緩沖器，并向8051單片機(jī)申請中斷。于是805

39、1單片機(jī)只要發(fā)出讀fifo的命令，將鍵號讀入即可。要顯示數(shù)據(jù)，8051單片機(jī)只要向8279發(fā)出“寫顯示ram”命令，將字型碼寫入，8279會自動進(jìn)行動態(tài)掃描顯示6、泵生限制電路設(shè)計隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，交流變頻調(diào)速技術(shù)日益顯現(xiàn)出優(yōu)異的控制和調(diào)速性能，加上其高效率、易維護(hù)的特點(diǎn)，使其在機(jī)械設(shè)備的調(diào)速領(lǐng)域中應(yīng)用日益廣泛。隨之而來的制動問題越來越受到人們的關(guān)注，在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，異步電機(jī)的減速或停止是通過逐漸降低變頻器的輸出頻率來實(shí)現(xiàn)的，隨著變頻器輸出頻率的降低，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速降低，但是由于機(jī)械慣性的存在，電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不會突變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時，電機(jī)便處于再生發(fā)電狀態(tài)，從而產(chǎn)生

40、反饋電流。1 變頻器再生運(yùn)行圖1所示為變頻器再生運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)其運(yùn)行在、象限時，其轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，為再生運(yùn)轉(zhuǎn)。由于通用變頻器前級多采用不可控二極管整流，逆向功率流流向電網(wǎng)的通道被阻斷，少量的再生能量在電動機(jī)和變頻器中消耗掉，大多數(shù)能量會儲存到電力電容器中，導(dǎo)致直流環(huán)節(jié)泵升電壓udc持續(xù)升高，若不采取措施，勢必會造成變頻器過電壓保護(hù)動作或者主電路器件因過壓擊穿或燒毀，因此大量的再生能量就必須另尋出路。能耗制動單元配合制動電阻可以很好地實(shí)現(xiàn)對再生能量的消耗，達(dá)到變頻器制動的目的。這種方法具有結(jié)構(gòu)簡單，制動方便的特點(diǎn)。2 能耗制動工作方式能耗制動是利用制動電阻將再生能量轉(zhuǎn)換為熱量消耗掉的制動方

41、式，制動電阻連接在制動回路上，能量流動的路徑是：機(jī)械設(shè)備的機(jī)械能電動機(jī)發(fā)電電能逆變器直流回路制動電阻熱能。能耗制動單元接線原理如圖2所示。其中的制動電阻與絕緣門雙極晶體管igbt組成的制動單元串聯(lián)連接，然后并聯(lián)在直流回路上。這是一種處理再生能量最直接的辦法，它是將再生能量通過專門的能耗制動電路消耗在電阻上，轉(zhuǎn)化為熱能。制動單元控制目標(biāo)，使直流電壓在允許的范圍內(nèi)波動。當(dāng)再生發(fā)電制動運(yùn)行時，回饋到直流回路的電能積累在電容器內(nèi)，導(dǎo)致電容器端直流電壓上升，再生發(fā)電功率越大，電壓上升速度越快，即上升斜率越大。當(dāng)直流電壓上升到制動運(yùn)行時的電壓上限udh時，制動單元的控制電路使制動開關(guān)器件q1導(dǎo)通，電阻被并

42、聯(lián)在直流回路上，開始工作。當(dāng)直流電壓下降到制動運(yùn)行電壓下限udl時，制動單元控制電路使q 1截止，同時電阻被截止。能耗制動電路的設(shè)計涉及制動電阻阻值、功率、控制方式等幾個方面的分析與確定。制動電阻阻值一方面關(guān)系到最大制動能力的問題，另一方面涉及到逆變器瞬間電流大小的問題。因此，制動電阻是制動單元的重要參數(shù)；制動單元的控制方式則涉及是否能夠有效地控制和實(shí)現(xiàn)控制過程的問題.3 制動控制單元設(shè)計3.1 直流電壓上下限的確定工程上，泵升電壓抑制電路的參數(shù)計算和選擇原則：(1)泵升電壓必須低于主電路電容器和功率器件的電壓定額，一般可選擇130% uc(0)作為上限 (其中,uc(0)為正常運(yùn)行時電容c上

43、的電壓值)。(2)泵升電壓抑制電路動作結(jié)束時，為使系統(tǒng)能再次迅速電動運(yùn)行，不應(yīng)使直流側(cè)電壓降得過低，必須等于或略大于正常運(yùn)行時uc(0)，一般可選擇110% uc(0)作為下限。三相電網(wǎng)電壓為380v，經(jīng)三相整流后，整流電壓的平均值uo：u1負(fù)載兩端線電壓 up負(fù)載兩端相電壓當(dāng)正常運(yùn)行時，uc(0)=uo=514.8v。制動電路的上限電壓值udh =514.8130%=670v。制動電路的下限電壓值udl=514.8110%=566v。但是，在選擇制動電路的下限時，考慮到電網(wǎng)波動的影響，三相電網(wǎng)電壓為380v，設(shè)電網(wǎng)波動為15%，則三相整流后電力電容器上的最大直流電壓約為620v。在制動運(yùn)行時

44、，直流電壓的最低值應(yīng)該不低于620v，所以在此我們選擇udl=620v。3.2 泵升電壓控制電路泵升電壓檢測和控制電路如圖3所示，當(dāng)電解電容c兩端的電壓uin大于泵升電壓下限udl時，u1b輸出高電平，三極管q 2導(dǎo)通，a點(diǎn)電勢變?yōu)楦唠娖?。如果電壓繼續(xù)上升，當(dāng)uin達(dá)到泵升電壓上限udh時，u1a輸出高電平，晶閘管q 3導(dǎo)通，b點(diǎn)電勢變?yōu)楦唠娖?，從而使三極管q 4導(dǎo)通，經(jīng)門極限流電阻. rg使igbt導(dǎo)通，制動回路動作。當(dāng). uin下降至udh與udl之間時，由于晶閘管q 3的作用，制動回路依舊導(dǎo)通。直至電壓降至udl以下時三極管q 2截止，a點(diǎn)電勢降至0v，從而使晶閘管q 3與三極管q 4截

45、止，最終切斷制動回路。4 制動電阻的計算4.1 制動電阻最小值制動單元由制動電阻和制動功率管組成，構(gòu)成的制動回路中，其最大電流受功率管q 1最大電流的限制，最小制動電阻：. (2)rbmin=udl/iqmax udl制動運(yùn)行時，直流電壓下限值 iqmax制動控制功率管最大工作電流(取決于所選功率管型號)4.2 制動電阻最大值4.2.1根據(jù)變頻器額定電流計算再生發(fā)電能量流回直流回路時，是通過逆變器的。電阻上流過的瞬間電流，一部分來自逆變器，一部分來自電容器，因此，通過逆變器的電流必然不大于電阻中流過的電流。若電阻上的瞬間電流不超過變頻器的額定電流，那么對于變頻器來說，肯定是安全的。電阻上的瞬間

46、電流在直流電壓處于上限時最大，按照歐姆定律得，制動電阻最大值：(3)rbmax=udh/ievf udh制動運(yùn)行時，直流電壓上限值 ievf變頻器額定電流(取決于所選功率管型號)當(dāng)選擇制動電阻時，阻值在rbmin和rbmax之間進(jìn)行選取，即：. rbminrbrbmax。4.3 制動電阻功率計算制動電阻的工況屬于短時工作，即每次通電時間都很短，在通電時間內(nèi)，其溫升遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到穩(wěn)定溫升，而在每次斷電以后的停歇時間又較長，其溫度可以降至與周圍環(huán)境溫度相同。因此，制動電阻的標(biāo)稱功率可以大大小于通電時消耗功率，一般用下式計算： 式中b為選用系數(shù)。通?？扇?.30.5。.7、故障檢測電路設(shè)計7-1電流故障

47、檢測圖 電流故障檢測電路7-2溫度檢測電路圖 溫度檢測電路7-3電壓檢測電路圖 電壓檢測電路8、故障保護(hù)第二章系統(tǒng)軟件程序設(shè)計數(shù)字控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是靠軟件來實(shí)現(xiàn)的，所有的硬件也必須由軟件實(shí)施管理。單片機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件有主程序、初始化子程序、中斷服務(wù)子程序等。第一節(jié)主程序設(shè)計主程序流程圖如圖2-1.1所示。在主程序中，主要完成對各個可編程芯片進(jìn)行初始化和鍵盤參數(shù)設(shè)置的處理。鍵盤參數(shù)設(shè)置的處理主程序中的重要部分，這部分程序設(shè)計采用程序的模塊化，有效的解決了復(fù)雜的多重分支問題。啟動功能鍵按下時，系統(tǒng)開始啟動采樣定時并進(jìn)入實(shí)時控制階段，每次中斷返回時若有復(fù)位鍵和新的參數(shù)設(shè)置鍵按下則

48、返回鍵處理程序。yes開始系統(tǒng)初始化按鍵處理有鍵按下？刷新顯示數(shù)據(jù)通訊no系統(tǒng)初始化設(shè)定定時器工作方式設(shè)定i/o、鍵盤和顯示接口的工作方式參數(shù)及變量初始化返回圖2-1.1 主程序的流程圖圖2-1.2 初始化子程序流程圖如圖2-1.2，系統(tǒng)初始化包括中斷始化、各存儲單元賦初值、鍵盤顯示器的各數(shù)據(jù)程序表賦常數(shù)、各種限定值裝入數(shù)據(jù)存儲器、設(shè)定堆棧指針、給主程序標(biāo)志寄存器送初始值、控制器設(shè)定初值等。主程序：0000 ajmp startstart：clr psw.4 clr psw.3 ；選中工作寄存器0組 clr c mov r0 ，4fh mov a ，30hclear1：clr a inc a

49、djnz r0 ，clear1 ；清零30-7fh setb tr0 ；定時器/計數(shù)器0工作 mov tmode ，#01h ；定時器/計數(shù)器工作在方式1 setb ea ；總中斷開放 setb it0 ；置into為降沿觸發(fā) setb it1 ；置int1為降沿觸發(fā)ljmp mainljmp ctcolcall sample.fosc=12mhz，用一個定時器/計數(shù)器定時50ms，用r2作計數(shù)器，置初值14h，到定時時間后產(chǎn)生中斷，每執(zhí)行一次中斷服務(wù)程序，讓計數(shù)器內(nèi)容減1，當(dāng)計數(shù)器內(nèi)容減為0時，則到1s。第二節(jié) 中斷子程序流程圖中斷服務(wù)子程序完成實(shí)時性強(qiáng)的功能，如故障保護(hù)、pwm生成、狀態(tài)檢

50、測和數(shù)字pi調(diào)節(jié)等,中斷服務(wù)子程序由相應(yīng)的中斷源提出申請，cpu實(shí)時響應(yīng)。1轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序2電流調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序3故障保護(hù)中斷服務(wù)子程序 1 2 3第三節(jié) pi控制子程序設(shè)計為了安全起見，系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器實(shí)行限幅，當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序或電流調(diào)節(jié)中斷服務(wù)子程序進(jìn)行到“轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)”或“電流調(diào)節(jié)”時，便進(jìn)入pi控制子程序（如圖2-2.1）。pi程序：setb ex1 ；開放中斷1mov r0，90h ；p1口（w）送r0,預(yù)設(shè)mov r1，80h ；p0口（y）送r1，實(shí)測mov a，r0 ；w給amov b，r1 ；y給bsubb a，b ；ei給amov 7fh，a ；ei 給7fhmov 7eh，#00h ；ei-1=0給7ehmov 7bh，umaxmov 7ah, uminajmp in ；積分項ajmp p ；比例項mov a，r2 ；pi給aadd a，r3 ；pi+pp給amov 7dh，#00h ；ui-1=0給7dhadd a，7dh ；ui-1+pi+pp=ui給amov 7ch,a ；ui給7chmov 7dh，7ch ；ui給ui-1mov a，7bh ；umax給acjne