本帖最后由 hzz156077851 于 2013-5-20 13:26 编辑
以下是我编好的调试好的可用的测速及显示模块,需要在此基础上加上PID调速模块。
要求如下:直流电机增量式PID的速度闭环控制。通过光电传感器回馈的脉冲(电机没转得到2脉冲)测得当前的电机转速,通过PID调节得到当前的输出PWM占空比。4位的7段码LCD显示当前速度。PID参数可我自己根据电机特性调整。(目前测速和显示程序已经编写好)
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程序编写要求:
测速和显示程序已经编好了,需要在此基础上实现直流电机的PID闭环调速。是基于STC89C52单片机的程序。
不需要仿真和电路图。
直流电机使用L298实现PWM调速的。由于单片机上没有按键,要用循环语句让电机以一个速度恒定的运行8秒,8秒后通过软件让电机转速增加一次并通过PID调速让其稳定在设定的转速值(即软件里面已经事先通过循环语句(或table语句)写好的转速设定值)附近,然后再运行个8秒之后电机速度再增加一次,如此直到增加9次后电机停止运行。整个过程直流电机通过软件实现PWM调速的。电机设定的转速分别为40,50,60,70,80,90,100,110,120r/s,每个速度各运行8秒。
至于P I D的参数KP(比例系数) KI(积分系数) KD(微分系数)参数的设定我自己通过实验调试,说是PID调速,其实我们老师要求我们只要用PI调速就可以了。所以微分环节可以不用。
电机的转速范围在40-130r/s之间把,别太高,也别低于40,不然电机转不动;
L298N:
en1:表示直流电机的 使能端 当值为1(高电平)时有效,接在了单片机的P1.2引脚;
zhen1:表示直流电机的 正转信号输出端,当值为1(高电平)时有效,接在了单片机的P1.0引脚;
fan1:表示直流电机的 反转信号输出端,当值为1(高电平)时有效,接在了单片机的P1.1引脚;
光电测速传感器的 脉冲信号输出端 接的是P3.5引脚;
PWM一个周期是20ms;
下面是已经编好的测试通过的可以测速和显示速度的程序:
#include <REG52.H>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
uchar a,b,c,d;
#define LED_DAT P0
sbit pin_SpeedSenser = P3^5; //速度传感器脉冲信号输出端接在T1上
#define TIME_CYLC 100 //12M晶振,定时器10ms 中断一次 我们1秒计算一次转速,1000ms/10ms = 100
#define PLUS_PER 2 //码盘的齿数 ,这里假定码盘上有2个齿,即传感器检测到2个脉冲,认为1圈
#define K 1.0 //校准系数
sbit zhen1=P1^0;
sbit fan1=P1^1;
sbit en1=P1^2;
uchar code loops[] = {0x7f,0xbf,0xdf,0xef}; //定义显示位控制驱动码
uchar code table[]={0x14,0xd7,0x4c,0x45,0x87,0x25,0x24,0x57,0x04,0x05}; // 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 7段码表,这个单片机开发板上的LED数码管的接法和一般的有点不一样,这个表是正确的,已经测试过了
uint Tcounter = 0; //时间计数器
bit Flag_Fresh = 0; // 刷新标志
bit Flag_clac = 0; //计算转速标志
bit Flag_Err = 0; //超量程标志
//在数码管上显示一个四位数
void DisplayFresh();
//计算转速,并把结果放入数码管缓冲区
void ClacSpeed();
//初始化定时器
void init_timer();
//延时函数
void Delay(uint ms);
void it_timer0() interrupt 1 //定时器0中断的响应函数
{
TF0 = 0; //定时器 T0用于数码管的动态刷新
TH0 = 0xD8; //初始化
TL0 = 0xF0;
Flag_Fresh = 1;
Tcounter++;
if(Tcounter>TIME_CYLC)
{
Flag_clac = 1;//周期到,该重新计算转速了
}
}
void it_timer1() interrupt 3 //中断地址是0x001b
{
TF1 = 0; //定时器T1用于单位时间内收到的脉冲数,要速度不是很快,T1永远不会益处
Flag_Err = 1; //如果速度很高,我们应考虑另外一种测速方法:脉冲宽度算转速
}
void main(void)
{
init_timer();
while(1)
{
zhen1=1;
fan1=0;
en1=1;
Delay(30);
en1=0;
Delay(170);
if(Flag_Fresh)
{
Flag_Fresh = 0;
DisplayFresh(); // 定时刷新数码管显示
}
if(Flag_clac)
{
Flag_clac = 0;
ClacSpeed(); //计算转速,并把结果放入数码管缓冲区
Tcounter = 0;//周期定时清零
TH1=TL1 = 0x00;//脉冲计数清零
}
if(Flag_Err) //超量程处理
{
//数码管显示字母'EEEE',开机时初始化为0000
a = 0x2c;
b = 0x2c;
c = 0x2c;
d = 0x2c;
while(1)
{
DisplayFresh();//等待复位,不再测速
}
}
}
}
//在数码管上显示一个四位数
void DisplayFresh()
{
P2 =loops[0] ;
LED_DAT = table[a];
Delay(20);
P2 =loops[1] ;
LED_DAT = table;
Delay(20);
P2 =loops[2] ;
LED_DAT = table[c];
Delay(20);
P2 =loops[3] ;
LED_DAT = table[d];
Delay(20);
}
//计算转速,并把结果放入数码管缓冲区
void ClacSpeed()
{
uint speed ;
ulong PlusCounter;
PlusCounter = TH1*256 + TL1;
speed = K*(PlusCounter/PLUS_PER);//K是校准系数,如速度不准,调节K的大小
a = (speed/1000)%10;
b = (speed/100)%10;
c = (speed/10)%10;
d = speed%10;
}
void init_timer() //初始化
{
TMOD = 0x51; //定时10毫秒,TOT1选择软件门方式1,T0定时,T1计数,96页可查
TH0 = 0xD8; //T0初始化
TL0 = 0xF0;
ET0=1; //T0中断允许
EA=1; //T0中断
TR0=1; //TO运行
TH1 = 0x00; //T1初始化
TL1 = 0x00;
ET1=1; //T1中断允许
TR1=1; //T1运行
zhen1=1;
fan1=0;
}
void Delay(uint ms) //0.1ms延时函数
{
uchar x,y;
for(x=ms;x>0;x--)
for(y=11;y>0;y--);
}
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