單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量與控制系統(tǒng)

1、山東大學(xué)威海分校機(jī)電工程學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱 單片機(jī)原理與應(yīng)用 課題名稱 直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量與控制系統(tǒng) 專 業(yè) 班 級(jí) 07級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 任課教師 2010年 06月 14日設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)內(nèi)容： 直流電機(jī)200W, 電壓：24V, 調(diào)速范圍-30%。設(shè)計(jì)要求：畫出控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；閉環(huán)轉(zhuǎn)速測(cè)控系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)，包括所選傳感器、執(zhí)行器和控制器的類型、原理、輸入輸出接口和工作電路等；系統(tǒng)流程圖及控制算法；控制系統(tǒng)界面的軟件設(shè)計(jì)，包括程序流程圖和實(shí)現(xiàn)代碼；控制算法的實(shí)現(xiàn)，包括程序流程圖和實(shí)現(xiàn)代碼或仿真代碼。目錄目錄錯(cuò)誤！未定義書簽。第1章 前言- 3 -第2章 根本原理- 5 -第3

2、章 功能說(shuō)明- 5 -第4章 硬件電路的設(shè)計(jì)方案- 7 -4.1 轉(zhuǎn)速傳感器KMI15應(yīng)用電路51單片機(jī)局部錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2 轉(zhuǎn)速測(cè)量局部錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3 測(cè)速調(diào)速電路51單片機(jī)局部錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4 直流電機(jī)測(cè)速調(diào)速電路轉(zhuǎn)換顯示局部錯(cuò)誤！未定義書簽。第5章 系統(tǒng)程序流程圖- 13 - 系統(tǒng)流程圖- 13 - 轉(zhuǎn)速測(cè)量程序流程圖- 14 - 顯示程序流程圖錯(cuò)誤！未定義書簽。 測(cè)速調(diào)速控制程序流程圖錯(cuò)誤！未定義書簽。第6章 控制算法實(shí)現(xiàn)- 17 -第7章 硬件測(cè)試- 25 -第8章 軟件仿真- 26 -8.1 Keil仿真錯(cuò)誤！未定義書簽。8.2 算法控制仿真錯(cuò)誤！未定義書

3、簽。第9 總結(jié)與體會(huì)- 25 -參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書簽。附錄- 27 -附錄一 單片機(jī)程序清單錯(cuò)誤！未定義書簽。附錄二 控制算法程序清單錯(cuò)誤！未定義書簽。附錄三 元件清單錯(cuò)誤！未定義書簽。第1章 前言單片機(jī)作為嵌入式微控制器在工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)，智能儀器和家用電氣中得到廣泛應(yīng)用。雖然單片機(jī)的品種很多，但80C51系列單片機(jī)仍不失為單片機(jī)中的主流機(jī)型。本課程一80C51系列以及派生系列單片機(jī)芯片為主介紹單片機(jī)的原理與應(yīng)用，與其特點(diǎn)是由淺入深，注重接口技術(shù)和應(yīng)用。 近年來(lái)，微型計(jì)算機(jī)的開(kāi)展速度足以讓世人驚嘆，以計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的信息技術(shù)作為一種嶄新的生產(chǎn)力，正在向社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域滲透，也使機(jī)電一體化的進(jìn)程大

4、大加快。 機(jī)電一體化是當(dāng)今制造技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)展的主要傾向，也是我國(guó)機(jī)電工業(yè)開(kāi)展的必由之路?？梢哉J(rèn)為，它是用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)和方法，研究在機(jī)電系統(tǒng)和產(chǎn)品中如何將機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息處理和自動(dòng)控制技術(shù)綜合應(yīng)用，以求機(jī)電系統(tǒng)和產(chǎn)品到達(dá)最正確的組合。機(jī)電一體化產(chǎn)品所需要的是嵌入式微機(jī)，而單片機(jī)具有體積小、集成度高、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，適于嵌入式應(yīng)用。智能儀器、家用電器、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)控制等機(jī)電設(shè)備和產(chǎn)品中竟相使用單片機(jī)。 就目前而言，單片機(jī)的開(kāi)展勢(shì)頭依然不減，各種型號(hào)和功能更強(qiáng)的單片機(jī)和超級(jí)接口芯片不斷出現(xiàn)，進(jìn)一步向高層次開(kāi)展的重要標(biāo)志就是構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)和分布式網(wǎng)絡(luò)。世界上單片機(jī)芯片的產(chǎn)量以每年27%的速度遞增，

5、到本世紀(jì)初已達(dá)30億片，而我國(guó)的年需求量也超過(guò)了億片的數(shù)量，這說(shuō)明單片機(jī)有著廣闊的應(yīng)用前景。本課程設(shè)計(jì)主要針對(duì)目前我國(guó)早期應(yīng)用比擬廣泛的“80C51”單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的講解和分析。為使用和開(kāi)發(fā)各類機(jī)電一體化設(shè)備和儀表建立根底。第2章 根本原理直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)、制動(dòng)性能，適宜在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或者快速正反向的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。從控制的角度來(lái)看，直流調(diào)速還是交流拖動(dòng)機(jī)的根底。早期直流電動(dòng)機(jī)的控制均以模擬電路為根底，采用運(yùn)算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件局部非常復(fù)雜，功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試?yán)щy，阻礙了直流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的開(kāi)

6、展和應(yīng)用范圍的推廣。隨著單片機(jī)技術(shù)的日新月異，使得許多控制功能計(jì)算法可以采用軟件技術(shù)來(lái)完成，為直流電機(jī)的控制提供了更大的靈活性，并使系統(tǒng)能到達(dá)更高的性能。采用單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，可以節(jié)約人力資源和降低系統(tǒng)本錢，從而有效地提高工作效率。本設(shè)計(jì)就基于直流電動(dòng)機(jī)在51單片機(jī)中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)出大功率直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量與控制。第3章 功能說(shuō)明單片機(jī)控制直流電機(jī)的根本方法是通過(guò)改變直流電機(jī)電樞電壓的接通時(shí)間與通電周期的比值即占空比來(lái)控制電機(jī)速度，這種方法成為脈沖寬度調(diào)制pulse width modulation,簡(jiǎn)稱PWM。通過(guò)控制脈沖占空比來(lái)改變電機(jī)的電樞電壓，改變占空比的方法有三種：1) 定寬調(diào)頻法

7、，這種方法是不改變高電平的維持時(shí)間，僅改變低電平的維持時(shí)間，這樣調(diào)制電壓頻率也隨之改變；2) 調(diào)寬調(diào)頻法，他要求不改變低電平的維持時(shí)間，僅改變高電平的維持時(shí)間，這也調(diào)制電壓頻率也被改變；3) 定頻調(diào)寬法，這種方法是同時(shí)改變上下電平的維持時(shí)間，而兩個(gè)維持時(shí)間的總和不變，即調(diào)制電壓頻率不變。由于前兩種方法都改變了調(diào)制電壓頻率，當(dāng)調(diào)制電壓頻率與電機(jī)電壓頻率接近時(shí)，將會(huì)引起系統(tǒng)振蕩，造成系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定，因而在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，常使用定寬調(diào)頻法。測(cè)量直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的傳感器有磁電式和光電式，霍爾傳感器由于體積小、無(wú)觸點(diǎn)、動(dòng)態(tài)特性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)物體旋轉(zhuǎn)速度領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前，轉(zhuǎn)速傳感器

8、正朝著高靈敏度、高可靠性和全集成化的方向開(kāi)展。典型產(chǎn)品有飛利浦Philips公司生產(chǎn)的KMI15/16系列磁阻式集成轉(zhuǎn)速傳感器，包括KMI15-1、KMI15-2、KMI15-4、KMI16-1等型號(hào)。其性能優(yōu)良，平安性好，穩(wěn)定性強(qiáng)，是分立式轉(zhuǎn)速傳感器理想的升級(jí)換代產(chǎn)品。本例采用飛利浦Philips公司生產(chǎn)的KMI15-1傳感器，它主要包括以下六局部：磁敏電阻傳感器；前置放大器A1；施密特觸發(fā)器；開(kāi)關(guān)控制電路源；恒流源；電壓控制器。它是由4只磁敏電阻構(gòu)成的一個(gè)橋路，需固定在靠近齒輪的地方，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于氣隙處的磁力線發(fā)生變化，磁路中磁阻也隨之改變，在傳感器上就產(chǎn)生了電信號(hào)。該傳感器具有很強(qiáng)

9、的方向性，他對(duì)與之連接的傳動(dòng)物體十分敏感，而對(duì)該物體的震動(dòng)或者抖動(dòng)量很不敏感，這正是測(cè)量轉(zhuǎn)速所需要的。傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)頻率和轉(zhuǎn)動(dòng)速度呈正比，根據(jù)單位時(shí)間間隔內(nèi)的脈沖數(shù)，即可求得被測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。KMI15/16旋轉(zhuǎn)速度傳感器與霍爾傳感器或電磁式傳感器相比，具有多種優(yōu)點(diǎn)，如可以完成“靜止?fàn)顟B(tài)下速度的測(cè)量，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、信噪比高等，在汽車電子、工業(yè)測(cè)量、儀器儀表及國(guó)防等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。電機(jī)驅(qū)動(dòng)需要較高的電壓和電流，一般需要根據(jù)電機(jī)的具體參數(shù)設(shè)計(jì)適宜的驅(qū)動(dòng)電路。目前市場(chǎng)上有很多性能優(yōu)良的電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片，本例就采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003用于直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制。電機(jī)采用24V，200W，最

10、大轉(zhuǎn)速200r/s。的基極電阻，在5V的工作電壓下他能與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。ULN2003工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)500mA,并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50V的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。ULN2003采用DIP-16或SOP-16塑料封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖 3-1 ULN2003內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖ULN2003的引腳說(shuō)明如下：IN1-IN7：七個(gè)輸入端，輸入信號(hào)支持TTL，CMOS電平。OUT1-OUT7：七個(gè)輸出端。COM：公共端，一般用于測(cè)試芯片用，當(dāng)芯片連接完畢，公共端的電壓足可以點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光管。GND：信號(hào)地

11、端。第4章 硬件電路的設(shè)計(jì)方案整個(gè)系統(tǒng)硬件可以分為三個(gè)局部：51單片機(jī)局部，轉(zhuǎn)速測(cè)量局部，轉(zhuǎn)速顯示局部和轉(zhuǎn)速調(diào)整控制局部。KMI15-1輸出脈沖信號(hào)到單片機(jī)測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速，LED顯示模塊由MAX7219驅(qū)動(dòng)控制，直流電機(jī)的控制由51單片機(jī)輸出PWM脈沖信號(hào)送入芯片ULN2003驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。 4.1 轉(zhuǎn)速傳感器KMI15應(yīng)用電路51單片機(jī)局部 圖4-1 轉(zhuǎn)速傳感器KMI15應(yīng)用電路51單片機(jī)局部如圖4-1所示，51單片機(jī)利用定時(shí)器T0實(shí)現(xiàn)定時(shí)1s,在此期間計(jì)數(shù)器T1對(duì)傳感器輸出頻率信號(hào)計(jì)數(shù)，既可以測(cè)得信號(hào)頻率。根據(jù)所測(cè)頻率的數(shù)值判斷電機(jī)的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速，51單片機(jī)的兩個(gè)ID端口P2.2、P2.6連接綠

12、色和紅色發(fā)光管，用于對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速是否超出設(shè)定的最大值與最小值的指示標(biāo)志。4.2 轉(zhuǎn)速測(cè)量局部基于KMI15的轉(zhuǎn)速傳感器的前端電路如圖4-2所示，整個(gè)電路包括三個(gè)局部：電源過(guò)壓保護(hù)、輸出低通濾波器電路、比擬電路。 圖4-2基于KMI15的轉(zhuǎn)速傳感器前端電路圖圖4-2中，二極管D1作為電路反極性保護(hù)和反向過(guò)壓保護(hù)；二極管D2作電路正向過(guò)壓保護(hù)，但要求有一定過(guò)載能力。RL為115負(fù)載電阻，將磁阻信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓電平。R3、C6構(gòu)成輸入信號(hào)低通濾波電路，其截至頻率為10kHz。R5、R6確定一個(gè)分壓值，作為比擬器的閾值，R9、R10和R7組成反應(yīng)和R4來(lái)確定遲滯電壓，來(lái)保證工作特性不受外界因素干擾，最終轉(zhuǎn)

13、速傳感器通過(guò)LM393比擬器輸出端輸出標(biāo)準(zhǔn)TTL電平信號(hào)，該信號(hào)頻率與轉(zhuǎn)速成正比，該信號(hào)送入51點(diǎn)偏激的T1計(jì)數(shù)器輸入端用于測(cè)量轉(zhuǎn)速。測(cè)速過(guò)程中KMI15-1傳感器的輸出端接到51單片機(jī)的T1端口。 圖 4-3 轉(zhuǎn)速測(cè)量、單片機(jī)局部電路圖4.3 測(cè)速調(diào)速電路51單片機(jī)局部 圖 4-4 直流電機(jī)測(cè)速調(diào)速電路51單片機(jī)局部51單片機(jī)P0口的P0.0輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，P0.0通過(guò)NPN三極管連接到直流 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器ULN2003的輸入通道IN1。P0.0可以通過(guò)上拉電阻連接到ULN2003的輸入通道IN1，改變P0.0輸出周期性脈沖的高電平寬度，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的調(diào)速控制。4.4 直流電機(jī)測(cè)速調(diào)速電路轉(zhuǎn)

14、換顯示局部 圖 4-5 直流電機(jī)測(cè)速調(diào)速電路轉(zhuǎn)速顯示局部圖4-5中所示的顯示電路局部包涵三個(gè)LED數(shù)碼管，數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器件采用串行接口的MAX7219，數(shù)碼管亮度決定于MAX7219的V+和ISET之間的電阻數(shù)值，在本電路當(dāng)中選擇47K，一般來(lái)說(shuō)可以選擇10K以上的電阻。51單片機(jī)的P1口的P1.0、P1.1、P1.2分別作為單片機(jī)與MAX7219串行通信接口的數(shù)據(jù)輸入線、時(shí)鐘信號(hào)線、數(shù)據(jù)加載線片選線。基于這三條通信線，51單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)8位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219的操作。MAX7219的數(shù)據(jù)輸出端DOUT用于多片MAX7219級(jí)聯(lián)使用時(shí)連接下一片MAX7219的數(shù)據(jù)輸入端DIN；數(shù)碼管工

15、作段電流決定于MAX7219的V+端與ISET端接入的電阻大小，一般選擇的范圍為10K以上。為了能夠穩(wěn)定地顯示數(shù)據(jù)，需要在MAX7219的電源輸入端加濾波電容，這是由于MAX7219工作時(shí)對(duì)輸入電源會(huì)產(chǎn)生很大的干擾，可以造成MAX7219本身工作的不穩(wěn)定以及數(shù)據(jù)的接收誤碼。圖4-5所示的數(shù)碼管為八位共陰數(shù)碼管，它們的公共段可以分別接到數(shù)碼管芯片MAX7219的位控制端口DIG0-DIG2，實(shí)現(xiàn)8位數(shù)碼管的位控制。第5章 系統(tǒng)程序流程圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)思路，進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)。包括系統(tǒng)流程圖，轉(zhuǎn)速測(cè)量程序流程圖，顯示程序流程圖，測(cè)速調(diào)速控制程序流程圖。系統(tǒng)流程圖圖 5-1 系統(tǒng)流程圖 圖5-1所示

16、為系統(tǒng)流程圖，系統(tǒng)經(jīng)初始化之后，調(diào)用測(cè)速調(diào)速程序，之后調(diào)用顯示子程序動(dòng)態(tài)顯示電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 圖 5-2基于KMI15轉(zhuǎn)速測(cè)量程序流程圖 定時(shí)計(jì)數(shù)器T0、T1配合，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量的程序流程如圖5-2所示，T0用于產(chǎn)生1s定時(shí)，在此期間T1計(jì)傳感器局部送來(lái)的轉(zhuǎn)速頻率脈沖，完成后對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行分析，根據(jù)轉(zhuǎn)速值進(jìn)行相應(yīng)的程序處理。 默認(rèn)轉(zhuǎn)速最大值為200r/s，最小轉(zhuǎn)速為140r/s，如果超過(guò)200或低于140，那么紅色發(fā)光管告警。如果測(cè)量速度在兩者之間時(shí)，綠色發(fā)光管點(diǎn)亮。定時(shí)器0定時(shí)參數(shù)為50ms，20次定時(shí)實(shí)現(xiàn)1s，1s定時(shí)開(kāi)始對(duì)T1輸入端計(jì)數(shù)，20次定時(shí)時(shí)間到，T1停止計(jì)數(shù)，從而得到比擬精確的電機(jī)轉(zhuǎn)速。

17、根據(jù)實(shí)際情況即可轉(zhuǎn)換為實(shí)際的電機(jī)轉(zhuǎn)速。圖5-3 51單片機(jī)基于MAX7219驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管流程圖 51單片機(jī)基于MAX7219驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管流程圖如圖5-3所示。51單片機(jī)通過(guò)MAX7219數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)8位數(shù)碼管顯示的程序中，主要的工作集中在51單片機(jī)模擬MAX7219串口操作時(shí)序，實(shí)現(xiàn)對(duì)MAX7219工作方式的正確配置以及3個(gè)顯示數(shù)據(jù)的正確寫入。 圖5-4 基于單片機(jī)的直流電機(jī)測(cè)速調(diào)速程序流程圖 基于51單片機(jī)的直流電機(jī)測(cè)速調(diào)速系統(tǒng)程序流程如圖5-4所示。其中，定時(shí)器T0用于1s定時(shí)，同時(shí)T1用于1s內(nèi)脈沖計(jì)數(shù)，從而到達(dá)電機(jī)測(cè)速的目的。 該程序設(shè)計(jì)重點(diǎn)在定、時(shí)器中斷，定時(shí)器0中斷效勞程

18、序當(dāng)中包括電機(jī)測(cè)速局部、電機(jī)轉(zhuǎn)速顯示局部、電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整局部。電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整局部只需要對(duì)轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速值進(jìn)行比擬，根據(jù)比擬結(jié)果調(diào)整P0.0輸出周期脈沖的高電平寬度即可調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。第6章 控制算法實(shí)現(xiàn) 圖 6-1 電機(jī)速度控制算法流程圖 圖6-1為電機(jī)速度控制算法流程圖，電機(jī)控制信號(hào)輸出端P0.0初始輸出低電平，將測(cè)得的電機(jī)轉(zhuǎn)速值與設(shè)定的值比擬，當(dāng)測(cè)速大于設(shè)定的最高速度時(shí)，減小P0.0脈沖的高電平寬度，減小電機(jī)速度；當(dāng)測(cè)速小于設(shè)定的最小值即最大值的70%時(shí)，增大P0.0脈沖的高電平寬度，增大電機(jī)速度；當(dāng)測(cè)速在設(shè)定的最大值與最小值之間時(shí)候，正確顯示速度。第7章 硬件測(cè)試 圖 7-1 轉(zhuǎn)速傳感器前端電

19、路 圖 7-2 51單片機(jī)、速度測(cè)量、控制及顯示局部 圖 7-3硬件電路整體仿真圖圖7-1、圖7-2、圖7-3為用Multisim軟件仿真的結(jié)果。由于Multisim資源庫(kù)中沒(méi)有原本設(shè)計(jì)中用到的MAX7219、ULN2003、KMI15器件，在仿真過(guò)程中電路作了較大改動(dòng)。用Proteus仿真的硬件電路與用Multisim所作的硬件電路圖有較大的區(qū)別?；谠瓉?lái)設(shè)計(jì)的電路圖的軟件局部已經(jīng)寫好、調(diào)試好，但放在Multisim仿真的硬件電路中不適合，因?yàn)橛布植孔髁溯^大改動(dòng)。再改軟件來(lái)適合Multisim仿真的硬件電路比擬麻煩，由于時(shí)間原因就沒(méi)有改，所以真正的硬件仿真效果圖并沒(méi)有做出來(lái)。第8章 軟件仿

20、真8.1 Keil仿真先新建一個(gè)工程，并保存在所建工程彈出的對(duì)話框中選擇80-51處理器。新建一個(gè)文檔以編輯程序，將所設(shè)計(jì)的程序輸入到新建文檔中，并保存文檔.asm(匯編源文件)。將所保存的文檔添加到工程中去，再進(jìn)行工程配置，點(diǎn)擊Project菜單下的Options for Target ,在彈出的對(duì)話框中設(shè)晶振為12MHZ，將Create HEX File打上勾，再編譯文件。P2.2設(shè)置為紅色報(bào)警信號(hào)，從圖8-1、圖8-2可以看出，初始狀態(tài)下P2.2是1，當(dāng)運(yùn)行到中斷時(shí)，P2.2變?yōu)?，也即當(dāng)測(cè)速小于140r/s時(shí)，紅色指示燈亮。P1.2為MAX7219數(shù)據(jù)加載口，從圖8-3、圖8-4可以看

21、出進(jìn)入中斷后P1.2口的電平從1變?yōu)?，也即數(shù)據(jù)被加載進(jìn)入MAX7219。P0.0口為電機(jī)控制信號(hào)的輸出端，從圖8-5、圖8-6可以看出，調(diào)試中斷時(shí)P0.0口的上下電平變化，那么當(dāng)P0.0為0時(shí)候，有信號(hào)輸出。 圖8-7 圖8-8從圖8-7、8-8可以看出定時(shí)器T0進(jìn)入中斷時(shí)各個(gè)端口數(shù)值的變化。 圖8-9 圖8-10圖8-9、圖8-10為電機(jī)轉(zhuǎn)速控制算法仿真波形圖，從圖中可以看出，初始狀態(tài)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?迅速升高到最大值200r/s。之后電機(jī)轉(zhuǎn)速在最大值200，最小值140之間徘徊。如果高于最大值，會(huì)被迅速拉低，如果低于最小值，會(huì)被迅速拉高，知道轉(zhuǎn)速被控制在最大值與最小值之間。第9章 總結(jié)與體會(huì)

22、課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.隨著科學(xué)技術(shù)開(kāi)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活潑的領(lǐng)域， 在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。 回憶起此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，確實(shí)，從開(kāi)始設(shè)計(jì)方案到最終確定方案，從器件的選用到最后確實(shí)定，從理論到實(shí)踐，在兩個(gè)多星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以穩(wěn)固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理

23、論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)效勞，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的缺乏之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比方說(shuō)三極管NPN管腳不懂怎么放置，不懂分得二極管的正負(fù)極，對(duì)單片機(jī)匯編語(yǔ)言掌握得不好通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。這次的課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問(wèn)題，最后在同學(xué)的幫助下，終于迎刃而解。同事，在其他同學(xué)

24、身上我學(xué)到了很多東西，學(xué)會(huì)了怎樣編程、怎樣調(diào)試以及怎樣用Multisim和Proteus畫硬件電路圖。雖然學(xué)習(xí)的還不是很深入，Keil、Multisim和Proteus軟件還沒(méi)有掌握，只是懂得了一些，在以后的學(xué)習(xí)應(yīng)用當(dāng)中我一定會(huì)更加積極、主動(dòng)、深入的學(xué)習(xí)這幾款軟件。在此對(duì)幫助過(guò)我的同學(xué)們表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn) 1、曹立軍.?單片機(jī)原理與應(yīng)用?.西安電子科技大學(xué)出版社，20212 、張迎新.?單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)?.國(guó)防工業(yè)出版社，19933、房小翠.?編單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)?.國(guó)防工業(yè)出版社，19994、何立民.?編單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)?.北航出版社，20055、雷伏容.?51

25、單片機(jī)常用模塊設(shè)計(jì)查詢手冊(cè)?.清華大學(xué)出版社，20216、劉國(guó)榮.?單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)?.機(jī)械工業(yè)出版社，19967、吳炳勝.?8051單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)?.冶金工業(yè)出版社，2003附錄附錄一 單片機(jī)程序清單/*/程序功能為電機(jī)控制信號(hào)輸出端口P0.0初始輸出低電平，將測(cè)得的電機(jī)轉(zhuǎn)速值與設(shè)定的值比擬，當(dāng)測(cè)速大于設(shè)定的最高速度時(shí)，減小P0.0脈沖的高電平寬度，減小電機(jī)速度；當(dāng)測(cè)速小于設(shè)定的最小值即最大值的70%時(shí)，增大P0.0脈沖的高電平寬度，增大電機(jī)速度；當(dāng)測(cè)速在設(shè)定的最大值與最小值之間時(shí)候，正確顯示速度。*/#include<reg51.h>#include<math.h

26、>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int /數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)單元uchar bit100;uchar bit10;uchar bit1;uchar dig1;uchar dig2;uchar dig3;uchar cout; /1s定時(shí)控制參數(shù)uchar cnt1;uchar cnt2; /延時(shí)參數(shù)單元uchar rvalue; /電機(jī)轉(zhuǎn)速單元uchar Hvalue; /電機(jī)最高允許轉(zhuǎn)速uchar Lvalue; /電機(jī)最低允許轉(zhuǎn)速sbit P00=P00;sbit DIN=P10; /串行數(shù)據(jù)輸入端sbit CLK=P1

27、1; /串行時(shí)鐘sbit LOAD=P12; /數(shù)據(jù)加載控制sbit GREEN=P26; /轉(zhuǎn)速正常指示燈sbit RED=P22; /轉(zhuǎn)速超出設(shè)定范圍報(bào)void sendcode0(uchar code0);void sendword(uchar addr,uchar num);void delay(uchar cnt) for(cnt;cnt>0;cnt-); /while(cnt-);/發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)到MAX7219void sendcode0(uchar code0)uchar i,temp;_nop_();for (i=0;i<8;i+) temp=code0&am

28、p;0x80;code0=code0<<1;if (code0) /發(fā)送1DIN=1;CLK=0;CLK=1;elseDIN=0;CLK=0;CLK=1;void sendword(uchar addr,uchar num) LOAD=0; /MAX7219準(zhǔn)備接受16位數(shù)據(jù) _nop_(); sendcode0(addr); /MAX7219接收8位存放器地址 _nop_(); sendcode0(num); /MAX7219接收8位存放器數(shù)據(jù) _nop_(); LOAD=1; /MAX7219鎖存進(jìn)相應(yīng)存放器 /數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)MAX7219初始化程序void start(void)

29、sendword(0x0b,0x02); /設(shè)置掃描界限 sendword(0x09,0xff); /設(shè)置譯碼模式sendword(0x0a,0x0a); /設(shè)置亮度sendword(0x0c,0x01); /設(shè)置為正常工作模式/轉(zhuǎn)速顯示程序void display(void)sendword(dig3,bit100); /發(fā)送數(shù)碼管百位顯示碼到MAX7219;sendword(dig2,bit10); /發(fā)送數(shù)碼管十位顯示碼到MAX7219;sendword(dig1,bit1); /發(fā)送數(shù)碼管個(gè)位顯示碼到MAX7219;/主函數(shù)void main() SP=0x70;cout=0x14;c

30、nt1=0x00;cnt2=0x00;Hvalue=0xc8; /最大轉(zhuǎn)速設(shè)置為200r/sLvalue=0x8c; /最小轉(zhuǎn)速設(shè)置為140r/sTH1=0x00;TL1=0x00;TH0=0x3c; /50ms定時(shí)參數(shù)設(shè)定TL0=0xbb;TMOD=0x51;/ MAX7219初始化start();dig1=0x01;dig2=0x02;dig3=0x03;display();EA=1; /中斷設(shè)置ET0=1;ET1=1;TR0=1; /啟動(dòng)T0計(jì)時(shí)，T1計(jì)數(shù)TR1=1;while (1)if (rvalue<Lvalue) /轉(zhuǎn)速低于140RED=0; /紅色指示燈報(bào)警GREEN=1

31、; / 綠燈滅P00=1;cnt1+; /驅(qū)動(dòng)信號(hào)高電平維持時(shí)間增大，是轉(zhuǎn)速變大delay(cnt1);cnt2=0xff-cnt1; /低電平維持時(shí)間減少P00=0;delay(cnt2);return;else if (rvalue>Hvalue) / 轉(zhuǎn)速大于200RED=0; /紅色指示燈報(bào)警GREEN=1; / 綠燈滅P00=1;cnt1-; /驅(qū)動(dòng)信號(hào)高電平維持時(shí)間減少，是轉(zhuǎn)速變小delay(cnt1);cnt2=0xff-cnt1; /低電平維持時(shí)間增加P00=0;delay(cnt2);return;else /轉(zhuǎn)速大于等于140且小于等200RED=1; /紅色指示燈滅

32、GREEN=0; / 正常顯示綠燈亮P00=1;delay(cnt1); /驅(qū)動(dòng)信號(hào)維持不變P00=0;delay(cnt2); return;/定時(shí)器0中斷效勞函數(shù) void time0_int(void)interrupt 1uchar temp;ET0=0; /關(guān)閉T0中斷TR0=0;cout=cout-1; /1s定時(shí)控制參數(shù)if (cout<=0) /1s定時(shí)到cout=0x14;rvalue=TL1;TH1=0x00; /重新設(shè)置電機(jī)測(cè)速參數(shù)TL1=0x00;TH0=0x3c;TL0=0xbb;bit1=rvalue%0x0a; /轉(zhuǎn)速數(shù)值轉(zhuǎn)換temp=rvalue/0x0a

33、;bit10=temp%0x0a;bit100=temp/0x0a; TR1=1; / 翻開(kāi)T0定時(shí)器，T1計(jì)數(shù) ET0=0;elseTH0=0x3c; /1s定時(shí)未到，T0重裝50ms定時(shí)參數(shù)TL0=0xbb;TR1=1;ET0=1;return;附錄二 控制算法程序清單清單一 對(duì)應(yīng)圖8-9 x1=0:0.1:0.9; x2=1:0.1:10; x=0:0.1:10; y1=0,10,20,40,70,100,140,180,195,205; subplot(3,1,1); plot(x1,y1,'r'); y2=140+rand(1,91)*60; subplot(3,1,

34、2); plot(x2,y2,'b'); y=y1,y2; subplot(3,1,3); plot(x,y,'g'); 清單二對(duì)應(yīng)圖8-10 x1=0:0.1:0.9; %時(shí)間步長(zhǎng) x2=1:0.1:10; %時(shí)間步長(zhǎng) x=0:0.1:10; %時(shí)間步長(zhǎng) y1=0,10,20,40,70,100,140,180,195,210;%初始啟動(dòng)轉(zhuǎn)速 subplot(3,1,1); plot(x1,y1,'r'); y2=136+rand(1,91)*68;%電機(jī)穩(wěn)定時(shí)轉(zhuǎn)速 subplot(3,1,2); plot(x2,y2,'b')

35、; y=y1,y2; subplot(3,1,3); plot(x,y,'g');%整體轉(zhuǎn)速;附錄三 元件清單元件名稱數(shù)量類型說(shuō)明 單片機(jī)180-51用于控制電機(jī)測(cè)速調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)124V,200W,200r/s轉(zhuǎn)速傳感器1KMI15-1直流電動(dòng)機(jī)相連，用于測(cè)轉(zhuǎn)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片1ULN2003用于驅(qū)動(dòng)控制直流電機(jī)數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片1MAX7219用于驅(qū)動(dòng)共陰極8位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示數(shù)碼管3共陰極8位數(shù)碼管用于顯示測(cè)量速度晶振112MHZ為單片機(jī)提供時(shí)鐘電容230pF與晶振相連發(fā)光二極管2紅色、綠色 報(bào)警和正常顯示電容2220F基于KMI15的前端過(guò)壓保護(hù)電路二極管2電阻1115基于K

36、MI15前端電路的負(fù)載電阻，電容1F濾波電容1構(gòu)成基于KMI15的前端低通濾波電路電阻1比擬器1LM393共同組成KMI15前端電路的比擬器電阻110K電阻143K電阻115K電阻1電阻1470K電阻247K電阻1連在51單片機(jī)與ULN20003之間，用于驅(qū)動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)三極管1NPN二極管1電阻1MAX7219與電源之間的濾波電阻，使其能夠穩(wěn)定地顯示數(shù)據(jù)電容1F排阻18端口連接MAX7219與數(shù)碼管附錄：外文翻譯In Wang Zuoliangs translation practices, he translated many poems, especially the poems writ

37、ten by Robert Burns. His translation of Burns “A Red, Red Rose brought him fame as a verse translator. At the same time, he published about ten papers on the translation of poems. Some argue that poems cannot be translated. Frost stresses that poetry might get lost in translation. According to Wang,

38、 verse translation is possible and necessary, for “The poet-translator brings over some exciting work from another culture and in doing so is also writing his own best work, thereby adding something to his culture. In this transmission and exchange, a richer, more colorful world emerges. (Wang, 1991

39、:112). Then how can we translate poems? According to Wangs understanding, the translation of poems is related to three aspects: A poems meaning, poetic art and language. 1A poems meaning “Socio-cultural differences are formidable enough, but the matter is made much more complex when one realizes tha

40、t meaning does not consist in the meaning of words only, but also in syntactical structures, speech rhythms, levels of style. (Wang, 1991:93).2Poetic art According to Wang, “Blys point about the marvelous translation being made possible in the United States only after Whitman, Pound and Williams Carlos Williams composed poetry in speech rhythms shows what