《基于STC12C5A60S2单片机及PC机的交流电机闭环调速系统（完整版）》.doc

基于STC12C5A60S2单片机及PC机的交流电机闭环调速系统全文版 李振东 （东南大学成贤学院，南京 210032） 摘要：为实现自动化专业单片机与电机控制综合教学的目的，采用宏晶STC12C5A60S2 1T高速单片机和PC机设计了三相异步电动机闭环变频调速系统。系统分为下位单片机和上位PC机两部分：下位机以STC12C5A60S2为核心，采用片上A/D实现转速给定和反馈；采用D/A芯片输出模拟电压控制西门子工业变频器实现调速；发挥STC12C5A60S2的高速特点，在单片机中实现了分离积分的浮点PID闭环控制算法；并用通信方式将电动机转速实时向上位PC机发送；PC机采用VisualBASIC配合MSComm控件编程，实现转速的实时采集与曲线显示。 关键词：1T单片机，STC12C5A60S2，TLC5615；开环，闭环，PID，分离积分浮点PID；交流电动机，变频调速系统，西门子G110工业变频器；VisualBASIC，MSComm。 AC Motor Closed-loop Speed Regulation System Based on STC12C5A60S2 MCU and PC Li Zhendong (Chengxian College of Southeast University，Nanjing，210032，China) Abstract：For the purpose of MCU and motor control comprehensive teaching for automation speciality，designed a three-phase asynchronous motor closed-loop variable frequency speed regulation system with STC12C5A60S2 1T high-speed MCU and PC．The System is divided into two parts of MCU and PC：lower computer takes STC12C5A60S2 as a core，uses on-chip A/D to realize speed set and feedback，exports analog voltage by D/A chip，controls SIEMENS industrial converter to carry out speed regulation；The high-speed characteristic of STC12C5A60S2 carries out the integration separation floating-point PID closed-loop control algorithm；the real-time motor speed is sent to upper computer PC by communication；programed PC by VisualBASIC and MSComm control to realize the speed real-time data acquisition and curve display． Keywords：1T MCU，STC12C5A60S2，TLC5615；open-loop，closed-loop，PID，integration separation floating-point PID；AC motor，variable frequency speed regulation system，SIEMENS G110 industrial frequency converter；VisualBASIC，MSComm． 引言 工业自动化控制系统中，交流异步电动机闭环变频系统有广泛用途，闭环系统的控制核心是PID控制规律通常可以在控制计算机中用软件实现，有利于融入各种改进控制算法，拥有很好的控制灵活性。工业交流闭环变频调速系统通常采用可编程控制器（PLC）和变频器配合实现，其PID控制可由软件实现，各大厂商的PLC中均有PID运算指令或系统功能块（如西门子S7-300的SFB41等）可供使用。 但各大厂商PLC中的PID运算指令或系统功能块的源代码无法获得，且PLC成本过高，在低成本领域不宜广泛采用，作为高校自动化专业的教学，还需学生掌握微机原理知识，所以以单片机为核心实现PID闭环控制有着独特的重要性，以单片机实现PID控制不但可以掌握单片机系统的综合技术知识，还可以使学生更加具体深入地了解数字PID及改进算法的实现细节，其本身在低成本领域也有着很大的实用价值。 51核单片机架构