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基于uC/COS的直流电机PID转速闭环调速控制系统Proteus仿真实现

在工业自动控制系统和各种智能产品中常常会用用电动机进行驱动、传动和控制，而现

代智能控制系统中，对电机的控制要求越来越精确和迅速，对环境的适应要求越来越高。随

着科技的发展，通过对电机的改造，出现了一些针对各种应用要求的电机，如伺服电机、步

进电机、开关磁阻电机等非传统电机。但是在一些对位置控制要求不高的电机控制系统如传

动控制系统中，传统电机如直流电机乃有很大的优势，而要对其进行精确而又迅速的控制，

就需要复杂的控制系统。随着微电子和计算机的发展，数字控制系统应用越来越广泛，数字

控制系统有控制精确，硬件实现简单，受环境影响小，功能复杂，系统修改简单，有很好的

人机交换界面等特点。

在电机控制系统开发中，常常需要消耗各种硬件资源，系统构建时间长，而在调试时很

难对硬件系统进行修改，从而延长开发周期。随着计算机仿真技术的出现和发展，可用计算

机对电机控制系统进行仿真，从而减小系统开发开支和周期。计算机仿真可分为整体仿真

和实时仿真。整体仿真是对系统各个时间段对各个对象进行计算和分析，从而对各个对象的

变化情况有直观的整体的了解，即能对系统进行精确的预测，如Matlab就是一个典型的实

时仿真软件。实时仿真是对时间点的动态仿真，即随着时间的推移它能动态仿真出当时系统

的状态。Proteus是一个实时仿真软件，用来仿真各种嵌入式系统。它能对各种微控制器进

行仿真，本系统即用Proteus对直流电机控制系统进行仿真。

在系统软件开发中开发中可用操作系统，也可不用操作系统。如用操作系统，程序可

实现模块化，并能对系统资源进行统筹管理，最主要的是可实现多任务运行。如果需要多任

务并行运行，并且需要一定的时间间隔，某些任务对时间的要求不高时，如不用操作系统则

要占用定时器资源，并且对栈空间和硬件资源很难进行管理，所以在这种情况下需要操作系

统。本系统用操作系统uC/COS.

uC/COS是一个完整的、可移植、可固化、可剪裁的占先式实时多任务内核.uC/COS

已经有很多产品成功使用的案例且得到美国军方的认证，说明了该系统的可靠性。uC/COS

源代码公开，代码短，源代码大部分是使用ＡNSIC编写的，移植性和裁减性好，功能强大，

能可靠应用于各种控制系统中。

系统构成

输入转矩

液晶显示

移植了

51单片

转速控制输入的

测速接口机仿真

（0832采样）LPC2106

的电机

ARM微控

制器

电机驱

ＰＷＭ波

动电路

硬件全图

各子系统

１.转速控制输入

如用按键输入则需要复杂的软件实现，并且需要足够的引脚资源，本系统用ADC0832

采样电位器上的电压信号来实现转速信号输入。

2.LPC2106微控制器

LPC2106是Phlip公司推出的核心为ARM的控制器。LPC2106包含一个支持仿真的

ARM7TDMI-SCPU、与片内存储器控制器接口的ARM7局部总线、与中断控制器接口的

AMBA高性能总线（AHB）和连