直流电机微型计算机速度控制系统设计.docVIP

摘要 工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术，它主要研究如何将计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。 本次设计所采用的主体芯片有8086CPU和可编程并行接口芯片8255A，其中，8086CPU曾是使用广泛的16位微处理器，具有40个管脚的双列直插式封装芯片，内外数据线都为16位，地址线为20位，直接寻址为1MB。而8255A是一种通用的可编程并行I/O接口芯片，广泛用于几乎所有系列的微机系统中，它的各端口内具有中断控制逻辑，在外设于CPU之间可以用中断方式进行信息交换，使用条件传输方式时可用“联络”线进行控制。 数字P ID控制系统是时间的离散系统,计算机对生产过程的控制是断续的过程. 即在每一个采样周期内,传感器将所测数据转换成统一的标准信号后输入给调节器,在调节器中与设定值进行比较得出偏差值,经PID运算得出本次的控制量,输出到执行器后才完成了本次的调节任务。 关键字：计算机控制 8086CPU 8255A 数字PID 目录 摘要 1 1 直流电机及主要芯片介绍 3 1.1 直流电机的工作原理 3 1.2 直流电机的调速方法 3 1.3 8086CPU介绍 4 1.4 8255A芯片 6 1.5 74LS48芯片 7 1.6 74LS373芯片 8 1.7 L298芯片介绍 8 2 系统硬件设计 9 2.1 各部分电路详细原理图 10 2.1.1 显示驱动电路 10 2.1.2 电机驱动电路 11 2.1.3 8086控制电路 12 2.1.4 8255控制电路 13 3 系统的软件设计 14 3.1 总体设计思路 14 3.2 按键检测子程序流程图 16 4 运行结果与分析 18 课程设计感想及体会 21 参考文献 22 附录：源程序 23 直流电机微型计算机速度控制系统的设计 1 直流电机及主要芯片介绍 1.1 直流电机的工作原理 直流励磁的磁路在电工设备中的应用，除了直流电磁铁（直流继电器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流旋转电机中。在发电厂里，同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等，都是直流发电机；锅炉给粉机的原动机是直流电动机。此外，在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。 直流电动机的工作原理很直观，给两个电刷加上直流电源，有直流电流从电刷A流入，经过线圈abcd，从电刷B流出，根据电磁力定律，载流导体ab和cd收到电磁力的作用，其方向可由左手定则判定，两段导体受到的力形成了一个转矩，使得转子逆时针转动；如果转子转到一定位置，电刷A和换向片2接触，电刷B和换向片1接触，直流电流从电刷A流入，在线圈中的流动方向是dcba，从电刷B流出。此时载流导体ab和cd受到电磁力的作用方向同样可由左手定则判定，它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由线圈边ab和cd流入，使线圈边只要处于N极下，其中通过电流的方向总是由电刷A流入的方向，而在S极下时，总是从电刷B流出的方向，这就保证了每个磁极下线圈边中的电流始终是一个方向，这样的结构，就可使电动机连续旋转。 1.2 直流电机的调速方法 根据直流电机的基本原理，由感应电势、电磁转矩以及机械特性方程式可知，直流电动机的调速方法有三种：（1）调节电枢供电电压U。改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流电源。（2）改变电动机主磁通。改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通进行调速（简称弱磁调速），从电机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。变化时间遇到的时间常数同变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。（3）改变电枢回路电阻。在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方便。但是只能进行有级调速，调速平滑性差，机械特性较软；空载时几乎没什么调速作用；还会在调速电阻上消耗大量电能。改变电阻调速缺点很多，目前很少采用，仅在有些起重机、卷扬机及电车等调速性能要求不高或低速运转时间不长的传动系统中采用。弱磁调速范围不大，往往是和调压调速配合使用，在额定转速以上作小范围的升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主，必要时把调压调速和弱磁调速两种方法配合起来使用。 Intel 8086是一个由Intel于1978年所设计的16位微处理器芯片，是x86架构的鼻祖。不久，Intel 8088就推出了，拥有一个