小型直流电机闭环调速系统PID控制器设计c资料.doc

绝密* 精品文档 由卡哇伊-紫罗兰整理提供 微机原理课程设计报告 设计题目：小型直流电机闭环调速系统PID控制器设计 学 院：信息科学与工程学院 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 目录 一、实验设计要求--------------------------------------------------------------------2 二、控制系统总体设计方案------------------------------------3 三、系统框图--------------------------------------------------------------------------4 四、程序流程图--------------------------------------------4-5 五、重要单元的介绍----------------------------------------5-9 六、硬件连接图-------------------------------------------9-10 七、系统连接图---------------------------------------------11 八、调试及结果------------------------------------------11-12 九、程序代码----------------------------------------------------------------------13-31 十、心得体会--------------------------------------------------------------------------32 十一、参考文献-----------------------------------------------------------------------33 一、设计要求： 1、设计基于80x86微机接口控制电路； 2、分别用C语言和汇编语言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。 二、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。 编写程序，用ADC0809完成模拟信号到数字信号的转换。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LED灯显示出转速的大小变化。 整个程序设计过程分为基本功能实现阶段，检测程序阶段，功能扩展和功能验证及程序补充四个实验阶段。 基本功能实验阶段，在“轻松编程”软件中完成，主要完成各个子程序的调试；在检测程序阶段，在“轻松编程”软件中通过编译和链接，并反复检查没有逻辑错误；调试结果正确以后在进行相应的连接，将各个子模块联系起来功能扩展及程序的补充，在实验室里完成，使用唐都硬件实验箱，用TDPIT来编程实现；功能验证阶段,在实验室里完成。由于程序中要用到中断，但是在windows下不能使用中断，所以必须在dos环境下才能进行程序的调试。 三、系统框图 四、程序流程图 主程序流程图 中断服务子程序流程图 五、重要单元的介绍 5.1 8255工作原理： 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。 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1-1-1 8255控制字 图1-1-2 8255内部结构图和引脚图 5.2 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