小型直流电机闭环调速系统pid控制设计_课程设计报告

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1、目录一、课程设计目的------------------------------3二、课题简介----------------------------------3三、控制系统总体设计方案----------------------4四、系统框以及程序框图------------------------5五、重要单元的介绍-------------------------7六、实验代码部分-----------------------------------------15七、调试----------------------------

2、------------------------20八、心得体会----------------------------------------------22九、参考文献----------------------------------------------2333一、课程设计目的《微机应用系统设计与综合实验（实践）》课程设计是自动化、智能专业本科生的必修课。通过本课程设计，让学生对微机系统有一个较全面的理解，对典型数字接口电路的应用技术有一个较深入地掌握，综合了对应用系统的硬件原理和软件编程的分析、设计和调试，达到基本掌握简单微

3、型计算机应用系统软硬件的设计方法，提高项目开发能力的目的。要求同学独立完成课题，写出课程设计说明书，画出电路原理图，说明工作原理，画出电路印制板图，编写设计程序及程序流程图。希望同学们认真阅读课程设计任务书，认真查阅资料，完成好上机调试，圆满完成本次课程设计。二、课题简介：课题名称：小型直流电机闭环调速系统PID控制设计设计要求：（1）、设计基于80x86微机接口控制电路；（2）、分别用33C语言或汇编语言或VC++编程完成硬件接口功能设计；（3）、程序功能要求：电机速度由按键分段给定或电位器连续给定，计算机屏幕和数码管同步跟踪显示当前

4、给定速度和电机实际运行速度，实现PID参数在线显示和修改。（4）、具备本地及远程（串行方式）监控功能。三、控制系统总体设计方案本设计是利用PC微机一台、TD-PIT实验系统一套实现对直流电机转速调节的应用。33由以上的课程设计要求,此次的课程设计是由学校提供的实验手册上的四个部分组成的，分别是直流电机闭环调速实验，键盘扫描及数码管显示实验，A/D转换实验，8251串行接口实验。将这四部分的功能进行合理的组合，就能实现整个功能。实验过程分两个阶段：基本功能阶段以及功能扩展阶段。一、基本功能实现过程：用ADC0809完成模拟信号到数字信号的

5、转换。输入模拟信号有A/D转换单元可调电位器提供的0~5V，将其转换后的数字信号读入累加器，做为控制电机的给定转速。用8255的B口PB0作为直流电机的控制信号输出口，通过对电机转速反馈量的运算，调节控制信号，达到控制电机匀速转动的的作用。并将累加器中给定的转速和当前测量转速显示在屏幕上。再通过数码管显示出转速的大小变化。二、功能扩展部分即本地（串行方式）监控功能，在后续过程中会有详细介绍。33四、系统框图以及程序流程图33主程序流程图33中断服务子程序流程图33五、重要单元的介绍（1）直流电机部分直流电机闭环调速实验原理图如下图所示：

6、如上图所示，由电位器及A/D转换给定相应的直流电机转速，与霍尔测速得到的直流电机转速（反馈量）进行比较，其差值经过PID运算，将得到控制量并产生PWM脉冲，通过驱动电路控制直流电机的转动，构成直流电机闭环调速系统。实验系统中的直流电机电路原理图如下图所示33实验代码直流电机pid调速中要用的一些变量（2）8255单元原理本设计利用8255的A口作为输出口，控制8个单色LED灯，来实现电机转速的大小调节。33并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息，CPU和接口之间的数据传递总是并行的，即可以同时进行传递8位，16

7、位，32位等。8255可编程外围接口芯片是具有A、B、C三个并行接口，+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0—基本输入/出方式、方式1—选通输入/出方式、方式2—双向选通工作方式。其控制字、内部结构图和引脚图见图1-1-1、图1-1-2.图1-1-18255控制字33图1-1-28255内部结构图和引脚图（3）转速调节原理：PWM的占空比决定输出到直流电机的平均电压.PWM不是调节电流的.PWM的意思是脉宽调节,也就是调节方波高电平和低电平的时间比,一个20%占空比波形,会有20%的高电平时间和80%的低电平时间，而一个60%

8、占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间,占空比越大,高电平时间越长,则输出的脉冲幅度越高,即电压越高.如果占空比为0%,那么高电平时间为0,则没有电压输出.如果占空比为100%,那么输出全