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实验六、直流电机调速

时间:2023-11-29 00:07:52 来源:博亿堂byt98网址登陆 点击:1次

  掌握脉宽调制调速的原理与方法,学习频率/周期测量的方法,了解闭环控制的原理。

  一.液晶显示屏数据送到LED显示屏:芯片开始转换工作时,由处理器向芯片时钟输入端CLK 输入时钟脉冲,DO/DI 端则使用DI 端输入通道功能选择的数据信号。片选信号CS1,CS2控制左右两屏,当为高电平禁用,低电平开启;(在第1 个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平.形成两次下降沿,确定取值,形成第三次下降沿)

  8位寄存器屏页列。 1.本实验平台使用一个集成的液晶显示屏驱动芯片 YM12864C。它主要是采用动态驱动原理由行驱动控制器和列驱动器两部分所组成了 128(列)×64(行)的全点阵液晶显示。YM12864C 是全屏幕点阵,点阵数为 128(列)×64(行),可显示 8(每行)×4(行)个(16×16 点阵)汉字, 也可完成图形,字符的显示。与 CPU 接口采用 5 条位控制总线 位并行数据总线系列时序。内部有显示数据锁存器,自带上电复位电路。YM12864C 的液晶分为左边和右边两个 64×64 的子屏,分别通过 CS1 和 CS2选通,每个子屏相应的内部寄存器是相互独立的。在一个时刻只能选择一个子屏操作。 2.命令: 1)读状态字: 状态字是单片机了解 LCM(液晶显示模块)当前状态,或 LCM 向单片机提供其内部状态的唯一的信息渠道。BUSY 表示当前 LCM 接口控制电路运作时的状态。BUSY=1 表示 LCM 正在处理单片机发过来的指令或数据。BUSY=0 表示 LCM接口控制电路已外于“准备好”状态,等待单片机的访问。 ON/OFF 表示当前的显示状态。RESET 表示当前 LCM 的工作状态, 即反映/RES 端的电平状态。 2)显示开关设置 :该指令设置显示开/关触发器的状态,由此控制显示数据锁存器的工作方式,从而控制显示屏上的显示状态。D 位为显示开/关的控制位。 3)显示起始行设置:该指令设置了显示起始行寄存器的内容。LCM 通过/CS 的选择分别具有 64 行显示的管理能力,该指令中 L5~L0 为显示起始行的地址,取值在 0~3FH(1~64 行)范围内,它规定了显示屏上最顶一行所对应的显示存储器的行地址。 4)页面地址设置 :该指令设置了页面地址—X 地址寄存器的内容。LCM 将显示存储器分成 8 页, 指令代码中 P2~P0 就是要确定当前所要选择的页面地址,取值范围为 0~7H ,代表 1~8 页。该指令规定了以后的读/写操作将在哪一个页面上进行。 5)列地址设置 : 该指令设置了 Y 地址数计数器的内容, LCM 通过/CS 的选择分别具有 64 列显示的管理能力,C5~C0=0~3FH(1~64)代表某一页面上的某一单元地址,随后的一次读或写数据将在这个单元上进行。Y 地址计数器具有自动加一功能。 6)写显示数据 :该操作将 8 位数据写入先前已确定的显示存储器的单元内。操作完成后列地址计数器自动加一。 7)读显示数据 :该操作将 LCM 接口部的输出寄存器内容读出,然后列地址计数器自动加一。

  二.直流电机1.脉宽调制调速的原理与方法: 1)原理:PWM的基础原理是通过输出一个很高频率的0/1信号,其中1的比例为δ(也叫做占空比),在外围积分元件的作用下,使得总的效果相当于输出δ×A(A为高电平电压)的电压。通过改变占空比就能调整输出电压,进而达到模拟输出并控制电机转速的效果。 2)PWM的应用:在本实验中主要使用在脉宽调制调速控制电压调制,从而控制直流电机转速;此外,还能应用在频率调制等,如应用在蜂鸣器等。 2.中断原理 1)外部中断:采用边沿触发方式(当管脚INTO有由高电平变为低电平的过程,便认为有中断请求,EX0向置高电平,向CPU发出中断请求)电机转速就是一秒钟之内INT0的中断个数,电机每转动一次,与之相连的偏心轮将遮挡光电对管一次,因此会产生一个脉冲,送到INT0。 2)定时器中断0:采用累加进位法(采用比例控制算法),在程序中,每0.1ms都会记录当前速度,当转速S大于预定值时,将输出0的个数减少;当转速小于预定值时,将输出0的个数增加。大多数都用在脉宽调制调速:将高频率的0/1输出,在外围积分元件作用下,输出δ×A(A为高电平电压)的电压,通过改变占空比来调节电压. 3)定时器中断1:每50ms读取两个开关的状态,如果S1按下,动态调整输出,使得电机转速能够稳定到低转速目标值附近,如果S2按下,动态调整输出,使得电机转速能够稳定到高转速目标值附近。交替显示目标值和当前转速值。 3.反馈控制的基础原理 就是根据实际结果与预期结果之间的差值,来调节控制变量的值。当实际转速高于预期转速时,我们应该减少控制变量,以降低速度;反之则需要调高控制变量。

  固定向P1.1输出0,然后测量每秒钟电机转动的转数,将其显示在数码管,每秒刷新一次即可。

  使用脉宽调制的方法,动态调整向P1.1输出的内容,使得电机转速能够稳定在一个预定值附近,同时实时显示当前转速。

  每隔一秒钟读取两个开关的状态,如果S1按下,动态调整输出,使得电机转速能够稳定到低转速目标值附近,如果S2按下,动态调整输出,使得电机转速能够稳定到高转速目标值附近。交替显示目标值和当前转速值。

  开关闭合的时间越久,电动机转的就越快,这个原理很好理解吧,开关闭合就加速

  (其实不是,直流电机速度有上限),开关断开就是靠惯性转动,那转的最快就是一直闭合,

  // char code 声明的意思是将数据放在ROM(程序存储区中)不能更改

  讨论脉宽调速和电压调速的区别、优缺点和应用场景范围。 答:脉宽,实际上的意思就是指脉冲的宽度。开和关的时间比值就可以认为是脉冲的占空比,开的时间长,相应的关的时间就会缩短(每秒一定得完成一次开和关,相当于脉冲的频率)。脉宽调速,实质上也是电压调速,因脉宽调制的输出,经滤波,续流,供给电机的也是连续的(可调)直流电压,所以也叫脉宽调压,对电机没什么机械损伤,但要加滤波和续流电路。脉宽调速不需要在计算机接口中使用D/A转换器,基础原理是使用具有一定占空比的方波来模拟对应的电压值。电压调速工作时不能超过特定电压,优点是机械特性较硬并且电压降低后硬度不变,稳定性高,适用于对稳定性要求比较高的环境。脉宽调速可非常大地节省电量,有着非常强的抗噪性,且节约空间、比较经济,适用于低频大功率控制。

  说明程序原理中累加进位法的正确性。 答:累加进位法相当于每输出M/N-1次1,就输出一个0,相当于输出的0:1为N:(M-N),与占空比一致,所以累加进位法是正确的,并且实现了将总的周期内的 0 和 1 均匀分散开。

  实验中要求每一秒钟判断一次开关是不是断开,可用定时器中断设置50ms一次,循环 20次后进行判断,更加准确。 通过本次实验,对直我流电机的脉冲调制有了基础的了解,同时巩固了中断方面的知识,收获很多。