設(shè)計(jì)中采用了專(zhuān)門(mén)的芯片組成了PWM信號(hào)的發(fā)生系統(tǒng)并且對(duì)PWM信號(hào)的原理、產(chǎn)生方法以及如何通過(guò)軟件編程對(duì)PWM信號(hào)占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)從而控制其輸入信號(hào)波形等均作了詳細(xì)的闡述。另外本系統(tǒng)中使用了紅外對(duì)管對(duì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過(guò)整形電路后將測(cè)量值送到單片機(jī)，并且最終作為反饋值輸入到單片機(jī)進(jìn)行PID運(yùn)算從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)直流電機(jī)速度的控制。在軟件方面，文章中詳細(xì)介紹了PID運(yùn)算程序初始化程序等的編寫(xiě)思路和具體的程序?qū)崿F(xiàn)。 1 單片機(jī)最小系統(tǒng):單片機(jī)最小系統(tǒng)由51單片機(jī)，晶振電路，復(fù)位電路，電源組成。大家都比較熟悉，這里不再贅述。 2 四位數(shù)碼管顯示:在應(yīng)用系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)要求不同，使用的LED顯示器的位數(shù)也不同，因此就生產(chǎn)了位數(shù)，尺寸，型號(hào)不同的LED顯示器供選擇，在本設(shè)計(jì)中，選擇4位一體的數(shù)碼型LED顯示器，簡(jiǎn)稱(chēng)“4-LED”。本系統(tǒng)中前三位顯示電壓的整數(shù)位，最后一位顯示轉(zhuǎn)速的小數(shù)位。4-LED顯示器引腳如圖2所示，是一個(gè)共陰極接法的4位LED數(shù)碼顯示管，其中a，b，c，e，f，g為4位LED各段的公共輸出端，1、2、3、4分別是每一位的位數(shù)選端，dp是小數(shù)點(diǎn)引出端，4位一體LED數(shù)碼顯示管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由4個(gè)單獨(dú)的LED組成，每個(gè)LED的段輸出引腳在內(nèi)部都并聯(lián)后，引出到器件的外部。 3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路:電機(jī)驅(qū)動(dòng)電中是采用ULN2003來(lái)驅(qū)動(dòng)。ULN2003是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個(gè)硅NPN達(dá)林頓管組成。該電路的特點(diǎn)：ULN2003的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè)2.7K的基極電阻，在5V的工作電壓下它能與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)，輸入5VTTL電平，輸出可達(dá)500mA/50V。ULN2003的引腳圖，其中IN1~IN7為輸入控制端；OUT1~OUT7為輸出端；8腳為芯片的接地端；9腳為公共端，該腳是內(nèi)部7個(gè)續(xù)流二極管負(fù)極的公共端，各二極管的正極分別接各達(dá)林頓管的集電極。用于感性負(fù)載時(shí)，該腳接負(fù)載電源正極，實(shí)現(xiàn)續(xù)流作用。如果該腳接地,實(shí)際上就是達(dá)林頓管的集電極對(duì)地接通。 當(dāng)P1.0中為高電平時(shí)，其內(nèi)部三極管導(dǎo)通，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)P1.0為低電平時(shí)，內(nèi)部三極管截止，電路斷開(kāi)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。所以在程序中可以利用P1.0口輸出PWM波來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 4 紅外測(cè)速電路:發(fā)射管工作時(shí)發(fā)出紅外線，當(dāng)接收管收到紅外信號(hào)時(shí)，其電阻變小（本設(shè)計(jì)相當(dāng)于從無(wú)窮大變到1k左右）。利用其電阻變化，改變接收管分壓情況。擋片是利用圓盤(pán)上剪四個(gè)孔，當(dāng)擋片隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，接收管兩端電平發(fā)生變化，產(chǎn)生脈沖。 5 整形電路:本設(shè)計(jì)的整形電路是用555定時(shí)器接成的施密特觸發(fā)器。 6 源程序: #include "reg52.h" #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code table[10]={0x3f,0x06,0x5b, 0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //共陰數(shù)碼管顯示碼(0-9) sbit xiaoshudian=P0^7; sbit wei1=P2^4; //數(shù)碼管位選定義 sbit wei2=P2^5; sbit wei3=P2^6; sbit wei4=P2^7; sbit beep=P2^3; //蜂鳴器控制端 sbit motor = P1^0; //電機(jī)控制 sbit s1_jiasu = P1^4; //加速按鍵 sbit s2_jiansu= P1^5; //減速按鍵 sbit s3_jiting=P1^6; //停止/開(kāi)始按鍵 uint pulse_count; //INT0接收到的脈沖數(shù) uint num=0; //num相當(dāng)于占空比調(diào)節(jié)的精度 uchar speed[3]; //四位速度值存儲(chǔ) float bianhuasudu; //當(dāng)前速度（理論計(jì)算值） float reallyspeed; //實(shí)際測(cè)得的速度 float vv_min=0.0;vv_max=250.0; float vi_Ref=60.0; //給定值 float vi_PreError,vi_PreDerror; uint pwm=100; //相當(dāng)于占空比標(biāo)志變量 int sample_time=0; //采樣標(biāo)志 float v_kp=1.2,v_ki=0.6,v_kd=0.2; //比例，積分，微分常數(shù) void delay (uint z) { uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for (y=20;y>0;y--); } void time_init() { ET1=1; //允許定時(shí)器T1中斷 ET0=1; //允許定時(shí)器T0中斷