直流电动机调速控制器设计报告.doc

直流电动机调速控制器 岑育和 QQ:76480898摘 要：本设计的直流电动机调速控制器硬件电路主要由电源模块、控制模块、PWM功率放大模块、测速模块、按键和显示模块、遥控申报模块六部分组成。电源模块采用变压器加三端稳压器的方法自制；以 AT89S52单片机为控制核心；PWM功率放大模块选择通用的H型功率放大电路；采用两个直射式光电开关MOC707测量直流电机的转速和转向；按键和显示模块主要完成电机转速和方向的控制和显示；遥控申报模块选择常用的发射接收模块PT2262/2272。软件按照模块化的设计思路，采用C51语言设计。主要包括速度检测、PWM波产生、方向检测、人机接口，闭环控制等模块。采用了一种中断计数加软件延时实现PWM信号占空比调节的方法。转速调节采用闭环控制算法自动补偿。设计实现了设计目的，各项设计指标都达到了题目要求。设计模块清晰、结构简单、经济实用，提供了一种直流电机速度控制系统的解决方案。关键字：调速 电机 脉冲宽度调制ABSTRACT：This design is aimed to DC-motor speed modification controller. Its hardware is composed with six modules: power, controller, PWM power amplification, rotation speed measurer, key and display and remote controller. Power module is home-made with transformer and voltage regulator. AT89S52 is chosen to be the controller and H type PWM power amplification is chosen to be the power amplification. Photoelectric switch MOC707 is used to measure motors rotation speed and direction, while key and display is used to control and display motors rotation speed and direction. PT2262/2272 is chosen to be the remote controller.According to the module block design, software is compiled with C51 language. Software is made up of rotation speed measuring, PWM generating, rotation direction detection, man-machine interface and close-loop control program. This design provided a method for PWM signal duty cycle modification by taking count of data and software time delay. Rotation speed is compensated automatic by close-loop controller.This design satisfied the index of the subject and reached the demanding. This design offered a kind of efficient method for DC-motor speed modification, in addition, this design have the characteristic of clear module division, simple construction, economic and practical. 目录一、设计任务及要求4二、总体设计方案4三、硬件方案51.电源52.控制模块53.PWM功率放大电路64.测速模块75.按键和显示模块96.遥控申报模块9四、软件方案101、速度检测102、PWM波产生103、方向检测114、显示，键盘115、流程图11五、直流电机PWM闭环调速系统控制方案15六、系统调试过程15参考文献16附录16附录一（电路图）16附录二（源程序）18直流电动机调速控制器设计报告一、 设计任务及要求1、 任务：设计并实现一个直流电机调速控制器。2、设计要求：a.基本要求：（1） 直流电机可以采用玩具电机或者小型风扇等，电源电压不限。要求采用脉宽调制调节速度。（2） 在电机的1/3最大转速最大转速之间速度连续可调，调整给定方法不限。b发挥部分：（1） 控制器可以控制电机的正反转，系统能够检测并显示转动方向；（2） 能够显示速度，刷新频率不低于2秒/次；（3） 系统电源自制；（4） 其他创新。二、 总体设计方案方案一：本设计可以用模拟电子电路和数字电路结合实现直流电机的控制、驱动和测速，控制电路主要是用集成运算放大器OP07实现脉宽调制信号，然后送由三极管设计的H桥路，以驱动直流电机，直流电机上的转盘受鼠标的工作原理的启发，采用断续式光电开关。由于该开关是沟槽结构，可以将其固定在轴旁，再在车轴上均匀的固定多个避光条，然后通过槽形光电开关让其恰好通过沟槽，产生一个个脉冲，再经过整形电路、频率计计数，对速度进行测量，然后转换成模拟信号反馈到脉宽调制电路，进行速度的微调，使测的速度接近设定的速度，同时对频率计计数处理以显示当前的转速，正反转向可以通过逻辑门和PWM信号结合来实现调控，然后通过多个传感器来检测正反转向，经过以上的方案大体可以实现设计要求。方案二：本方案还可以用软件方式来实现，即通过单片机来设计一个控制系统，在设计的控制系统中，我们可以通过编程来产生PWM信号、设定转速、进行测速、然后通过设计的四个触发开关来实现正反转、加减转速；其次对测定的转速可以通过单片机送段码和位码来动态显示速度，驱动电路也是采用H桥电路，测速电路是由反射式光电开关来计脉冲，然后经过施密特触发器来整形，然后送单片机进行处理，正反向的测定也是通过两个光电开关来先后采集到相位不同的矩形脉冲，由它们的相位关系决定正反向。通过两个方案的比较，虽然都可以实现设计任务，但是前者使用器件比较多，闭环控制的实现比较烦琐。而后者相对来说比较简洁，控制比较方便，软件编程是主要设计的任务，经过综合比较我们应该选择后者，系统框图如图1。图 1三、 硬件方案1. 电源单片机控制系统的干扰一般都是以脉冲的形式进入系统的，干扰窜入单片机系统的渠道主要有三条，空间干扰、供电系统干扰、过程通道干扰，这三种干扰以来自供电系统的干扰最甚，特别是大感性负载设备的启动会使得系统电压的波动。本设计中的电机是感性负载，为防止电机干扰单片机系统电源的稳定性，我们可以分别对单片机和电机进行整流稳压供电。电源沿用了传统设计，通过集成稳压电源7805和二极管振流桥路按来实现，用大电容进行滤波，并且在每一个芯片附近接上0.1uF和10uF的电容。2. 控制模块我们控制模块主要使用单片机控制，在这里我们使用51系列单片机，因为不能用精简I/O口和程序存储器的小体积单片机，D/A、A/D功能也不必选用，根据这些分析我们选定了89S52单片机作为本设计的主控装置，51系列单片机具有功能强大的位操作指令，I/O口均可按位寻址，程序空间多达8K对于本设计也绰绰有余，更可贵的是51系列单片机价格非常低廉。在控制系统中，主要的任务有扫描键盘，LED扫描显示，输出PWM波或者PWM波控制系数。PWM波的发生，可以用软件实现，也可以用外部硬件实现。波形发生硬件电路如图2所示，其中，U1，U2为两片4位比较器，U3为10位的计数器，计数器的时钟输入端接晶振的XTAL2端。本系统晶振为12MHz，经过1024分频后为11.7KHz,即PWM波的波形频率为11.7KHz。图中，U1，U2的，A0A3分别接P1口，B0B3分别接Q2Q9，AB端接一个过零比较器，其输出即为PWM波。PWM波的脉宽可以通过P1口给定的数值来变化。对于用软件实现，系统要对电机测速，用了定时器 T0和外部中断0，系统还有两个定时器T1，T2，同时，在下面的章节（软件方案）中，我们还知道，其实用一个定时器就可以产生PWM波了，单片机的硬件资源完全可以实现PWM波的输出。由于PWM波可以交给定时器产生，占用CPU的时间很少，所以我们选择了用软件实现PWM波的输出。图 23. PWM功率放大电路 方案一：采用电阻网络或数字电位器调节电动机的分压，从而达到分压的目的。但电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般的电动机电阻很小，但电流很大，分压不仅回降低效率，而且实现很困难。 方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调节。这个方案的优点是电路较为简单，但缺点是继电器的响应时间慢、机器结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。 方案三：采用由三极管8050和8550组成的H型PWM电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态下，精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；H型保证了简单的实现转速和方向的控制；电子管的开关速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM调速技术，电路如图3所示：图 3 图3中为PWM功率放大电路，其中Q1Q4做为开关用，工作在截止和饱和状态，Q1、Q4和Q2、Q3轮流导通与截止。D1D4为续流二极管。假设开始时，Q1、Q4处于导通状态，Q2、Q3处于截止状态。当Q1、Q4由导通转向截止，Q2、Q3由截止转向导通时，流过电枢的电流迅速下降，电枢电感L产生很大的自感电动势，阻止电流下降。当自感电动势增大到一定程度后，D2，D4导通续流，而且可以保证Q1、Q4受到的电压不太大，如果没有续流二极管，Q1、Q4就有可能被击穿，同样，D1，D3用来保护Q2、Q3。另外，PWM波不能直接加到功放级，这是因为晶体管从导通到饱和，从饱和到导通都需要一定的时间，所以加在一对晶体管的上升沿和另外一对晶体管的下降沿必须错开一定的时间，以防止4只管子同时导通，所以，PWM波必须先经过逻辑延时环节。为了防止外部电场干扰或者误操作，即外加电平使Q1Q4全导通，还必须加联锁保护。用几块门电路就可以实现逻辑延时、联锁保护。 4. 测速模块可以有多种方式来获得脉冲信号，这些方法有各自的应用场合方法一：霍尔传感器是对磁敏感的传感件，用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路(OC)门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。使用霍尔传感器获得脉冲信 图 4号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号。如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。方法二：光电传感器是应用非常广泛的一种器件，有各种各样的形式，如透射式、反射式等，基本的原理就是当发射 管发出的光照照射到接收管时，接收管导通，反之关断。以透射式为例，如图4所示，当不透光的物体挡住发射与接收之 间 的间隙时，开关管关断，否则打开。为此，可以制作一个遮光叶片如图5所示，安装在转轴上，当扇叶经过时，产生脉冲 信号。当叶片数较多时旋转一周可以获得多个脉冲信号两种传感器都可以获得脉冲信号，这里我们采用光电传感器。 图5直射式光电开关MOC707为防外界光干扰型单光束直射取样式光电传感器，它由高输出的红外光电二极管与高灵敏度光电晶体管组成，其特点：能有效减小外界光的干扰，性能可靠，可用于安装在户外仪器易受外界光干扰的场合，不接触被测物体，不影响被测物体的运动态，广泛应用于多费率电度表，IC卡电度表，IC卡水表,电机转速测量等各种需测量计数的场合，当两只并排使用还可以判别被测物体的运动方向主要使用直射式光电开关MOC707来实现两部分功能：光电开关作为测速器件，经过光电开关扫描转盘（在转盘的四分之一的弧度内刻一条缝），每转过一圈，光电开关就断开依次，形成一个脉冲，这个脉冲经过整形后送单片机，使电路的测速更加准确，其电路如下图6： 图 6光电开关在此还做为检测正反转的主要器件，如下图7所示，两个光电开关相互配合，采集信号，其经过整形滤波后产生两个相位不同步的矩形波，通过它们之间的超前滞后关系，然后再经过逻辑门电路来得到正反转信号，选用逻辑门CD4013和前边使用的CD40106，来判断正反转，其MULTISIM软件的仿真波形如下图8： 图7图9 其中，方向判别也可以由软件实现，A，B为两个光电传感器，圆盘上刻有4条缝，把 圆盘平均分为4份。A、B传感器输出的信号分别接到单片机的外部中断0和1，当A点的中断到来时，开启定时器计时，并开启B的中断，当B点的中断到来时（既1点或2点转到B），记录下当前的时间t1，当A点的第二个中断到来时，记录下定时器的时间 图 10 t2，如果t22t1,则为顺时针转，如果t22t1，则为逆时针转，只要传感器B不放在1和2的中间点，就不会出现t2=2t1的情况。本系统采用软件判断方向。5. 按键和显示模块 对于扫描键盘和LED扫描显示，可以采用8279或者单片机的P口直接扫描，如果采用8279，可以减轻单片机的负担，降低编程的难度，但增加8279会使系统硬件成本增加，一片8279的价格是89S52的几倍。根据我们的制作经验，用软件实现是完全可以的，所以放弃了使用8279，或者8155，8255之类的器件。P0口的灌电流是4个口中最大的，因此采用P0口输出段码，驱动共阳数码管，P2口用来输出显示器动态显示的位码，先经过驱动芯片或者三极管扩流。根据系统对电机的控制，设计了四个按键，第一个为电机的速度增加键，当处于粗调的情况下，可以按一下速度加一圈，当处于精调模式下，按一下PWM波的脉宽增加，本设计采用的最PWM分辨率为1/1092。第二个为电机的速度减少键，功能和增加键相反，第三个按键为粗调、精调模式选者键，按一下改变一次。第四个键分别实现电机的正转，停止和反转。6. 遥控申报模块如果不方便近距离控制电机，我们设计了一个遥控方案，可以远距离操纵电机， 控制电机的停止，运行，速度的变化，这在实际的工业应用中很有开发价值。遥控模块我们选用台湾普城公司生产的PT2262/PT2272，它是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/PT2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。 编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100的调幅。 在通常使用中，我们一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路PT2262和解码PT2272的第18脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3的8次方为6561，所以地址编码不重复度为6561组，只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将PT2262和PT2272的18脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262的第1脚接地第5脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272只要也第1脚接地第5脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1D4端输出约4V互锁高电平控制信号，同时VT端也输出解码有效高电平信号。输出的信号可以送给电片机，实现对电机的控制。四、 软件方案1、 速度检测 在闭环伺服系统中，提高测速的精度和实时性至关重要。根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)，T法(测周期法)和同步M/T法。在使用频率法时，由于控制计数起止信号的开启时间和停止时间与转速脉冲信号的关系是不相关的，故其在时间轴上的位置完全是随机的，因此在时间相同的定时时间内计数器计得的结果可能不同，会有1的误差；周期法是通过测量光电编码盘发出脉冲的周期，在测量时会引起时基脉冲计数的1误差，周期较长时，相对误差就比较小，反之，相对误差就比较大。因此频率法通常运用于转速较高场合的测量，周期法通常运用于转速较低的场合。从测量分辨率上看，T法测低速时较高，但随着转速的增大，分辨率变坏；M法则相反，高速时分辨率较高，而低速时分辨率变低：同步MT法结合了前两者的优点，在整个转速范围内有较高的分辨率。从测量精度上看，T法测速的测量精度随着转速的增加而减小：M法的测速精度在高速时较高，而在低速时变低：同步M/T法的测速精度介于二者之间。从理论上讲，同步MT法是一种比较好的方法，但在实时测速时发现如下问题：1、实时性差。因为需要同步，所以实际定时时间滞后于设定时间，具有迟滞性；2、测速精度具有非线性。在宽转速范围内，测速误差逐渐递增，不均匀，这不利于在整个转速范围内实现高精度转速控制。3、同步MT法和T法一样，计数时钟都利用单片机内部定时器的时钟很难做到与转速脉冲同步，即使做到与转速脉冲同步，测量的计数误差也会给测量精度带来影响。在同步MT法中，测量精度本质上并没有显著提高。本系统要求1/3最大转速最大转速之间连续可调，采用M法，产生的误差相对小。 软件实现测量速度有两个方案，第一个方案为T0定时1秒，T1对外部脉冲计数，T0定时1秒到后读T1的计数，即可算出当前速度。第二个方案为外部中断0对外部脉冲计数，采用跳变沿触发中断，T0定时1秒，1秒到后读出中断次数即可。这两种方案，都是1秒测量出一次当前转速，都可以达到2秒刷新一次显示的要求，方法二中，可以在第一个脉冲到来进入中断后开启定时器，使计数和定时比较好的同步起来，同时方法二可以省掉T1，这样可以释放T1，使用T1来产生PWM波的定时。经比较，采用方案二。2、 PWM波产生脉冲宽度调制（PWM，Pluse Width Modulation），因为需用的大功率可控器件少、线路简单、调速范围宽、电流波形系数好、附加损耗小、功率因数高，从而得到广泛应用。在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。如图9所示，在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。只要按一定规律，改变通、断电的时间，即可让电机转速得到控制。PWM波的产生，首先要确定PWM波的频率，通过实验测定，在50Hz到100Hz，PWM波占空比改变，速度变换比较匀称。为了编程简单，采用PWM波的周期为65.536ms。产生PWM有两个方案，第一个方案，采用T1定时65.536ms,即采用T1产生PWM的固定频率，PWM波的高电平用T2定时产生（T0已经用来定时1S）。第二个方案，PWM波高电平阶段时间t1用T1定时，PWM波低电平阶段时间t2也用T1定时，而且t2=66.536mst1，这样，PWM波的周期还是66.536ms。方案一采用了两个定时器，会产生两个中断，而方案二只采用了一个定时器，避免了中断过多引起的系统误差，因此，采用方案二。3、 方向检测在硬件方案测速一节，已经叙述了用软件测方向的方法。用到的硬件资源有T0和外部中断0，外部中断1。本来T0是用来产生测速用的定时时间的，这里用来对测方向的定时，并不会产生冲突，程序运行时，首先对方向进行测试，这时候T0用来对测方向的定时，当测试出方向以后，T0改为定时1秒，进行测速，速度测试完毕后，T0再改变为测方向的定时，依次循环。在测试方向的时候，一共有3个中断信号，分别是外部中断0，外部中断1，T1（用于PWM产生波），这时T0并不会产生中断，因为我们使用的电机，最慢的速度是15转每秒，这样每16.6ms外部中断1就会来一个中断，T0最大可以计数65多ms，并不会溢出。外部中断0，外部中断1，T1置为同一优先级，并不会产生冲突，假设当T1中断时，外部中断1和外部中断0也到来，并不会因此而丢失掉外部中断，因为外部中断都采用了跳变沿触发，单片机在不能响应外部中断时，会锁存住这个中断信号。假设外部中断1或者0进入中断时，可以关闭T1的运行，在中断服务返回时再打开T1，这样就不会产生中断的冲突。在中断中关闭了T1，虽然会影响PWM波的精度，但这个影响是很小的，外部中断服务程序，任务很轻，只须读出T0的值就可以了，因此只须消耗10us左右的时间。而对于PWM波，占空比为14%的时候，速度已经达到最慢，这时的高电平时间为9个多毫秒，产生的误差只有千分之一，并且这是误差的最坏情况，也只是瞬间产生而已，如果产生了这个误差，因为这是一个闭环的系统，系统可以自动调节过来。外部中断1和0就更不会产生冲突了，两者都采用跳变沿触发。4、 显示，键盘 显示采用动态扫描方式，键盘直接接到P1口，采用查询方式，延迟消抖。 5、 流程图综合上述软件任务，画出软件流程图如下图 11 图 12 图 13 图 14图 15五、 直流电机PWM闭环调速系统控制方案闭环控制具有自动修正被控制量出现偏离的能力，当电机由于某种因素发生速度变化时，可以通过闭环自动调整速度，使速度稳定下来。图 16如上图16，T保持不变，当我们改变占空比D=t1T时，就可以得到不同的电机平均速度 ，从而达到调速的目的。严格地讲，平均速度与占空比D并不是严格的线性关系，从实验中我们测试到，当占空比在30%左右的时候，占空比小的变化会使速度发生比较大的变化，当占空比达到60%以上后，占空比改变后，速度变化很小。用单片机建立一个闭环控制系统，如下图 图 17当电机因某些原因改变速度的时候，传感器测量出当前的速度，与设定的速度进行对比，取出一个调整系数，单片机可以根据占空比在不同的段和设定的速度与测量速度的差值的大小而采用不同的调整系数来调节电机的速度，比如说，测量出来的速度比设定的速度大3转的时候，增加TH1和TL1高电平的初值，使PWM波占空比减少，直到测出的速度和当前速度相等。当测量出的速度比设定的速度小的时候，可以减小TH1和TL1高电平的初值。闭环程序中，根据两个速度相差的大小，会分别对TH1，TL1加上和减去不同的值，使电机快速进入预定的转速。本系统有粗调速度和细调速度两种功能，粗调速度，可以通过键盘输入相对大的步进的调整占空比，由于电机的速度和PWM占空比是非线性的关系，PWM波每次都增加一个固定的值，并不能使转数每次都增加1转。可以通过建立占空比和速度的函数关系，来设定我们所需要的转速。本设计采用查表的方法，通过实验预先测量出每个转速相应的占空比，在单片机ROM区建立一个表格，表格的每一个值对应着产生PWM波的系数，每一个系数又对应着一个电机的转速，要设定速度，只要在表格中取出对应的PWM波系数就可以了。当然，由于外界干扰的存在，占空比和速度的函数关系不是固定的，但是，通过闭环的调整功能，可以让速度稳定下来。当要实现步进1转时，可以查表装进相应的占空比，然后再由闭环控制速度，使速度能够快速到达和稳定下来。对于细调速度，由于PWM波是由定时器产生，定时器最大计数值65535，所以PWM波的最小分辨率可以达到1/65535，本设计采用的最PWM分辨率为1/1092，即计数器步进值为60。六、 系统调试过程 测量工具: 万用表:FLUKZ79III，示波器:INSTEK osilloscp COS-620输入值(转/秒)实测(转/秒)万用表读数(HZ)实际电机频率（HZ）输入值(转/秒)实测(转/秒)万用表读数(HZ)实际电机频率（HZ）6160/61120.76035393876.303816059/60118.85943837/3875.123755958/59117.25863736/0072.01365858116.25813635/3671223565757113.6568353569.923495655110.6553343469.363465555109.6548333366.203315453/54107.4537323264.203215352/53105.7528313060.983045252104.052303060.08305151102.5513292856.282865050100.050282754.98275494998.5493272754.382714847/4895.1475262550.882544747/4893.6468252550.10254645/4691.0455242448.562424544/4589.4447232244.11224443/4487.2436222142.36211434283.9419212040.6203424283.40417202039.82189414081.30406191838.11195404079.92399说明:以上输入值为要控制的电机转速,实测值为我们的测速系统上显示的实际值,万用表读数为电机上光电开关测到的脉冲频率(由于转盘上打有两条对称的缝,实际电机转动频率为读数的一半).分析以上数据,可得,系统测试所的数据实际值相差在一转/秒内,通过频率和示波器的观察也看到了我们闭环控制的控制过程,即:在速度小于设定值时,电机按照PWM波的占空比速度增加,也就是光电开关上的脉冲频率增加,在速度大于设定,电机按照PWM波的占空比速度减小,也就是光电开关上的脉冲频率减小,(以上PWM波的显示用示波器上观察到).参考文献1柯节成.简明电子元件器件手册.高等教育出版社，19912赵继文.传感器与应用电路设计.科学出版社，20023李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京航空航天大学，19934孙涵芳.MCS-51196系列单片机原理及应用.北京航空航天大学出版社，19885何希才.传感器及其应用电路.电子工业出版社，2001 附录附录一（电路图） 附录二（源程序）#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#include #define data0 P0#define data1 P1#define data2 P2uchar dis4=0x00,0x00,0x00,0x00 ;uchar code dp11=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff;uchar code dw4=0xf7,0xfb,0xfd,0xfe;uchar code d_h43=0x16,0x17,0x17,0x17,0x17,0x18,0x18,0x18,0x18,0x19,0x19, / 19 ,20 ,21 ,22 ,23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 0x1a,0x1a,0x1a,0x1a,0x1c,0x1c,0x1c,0x1c,0x1d,0x1e, /30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 0x1f,0x1f,0x20,0x21,0x23,0x25,0x27,0x2a,0x2c,0x30, /40 , 41, 42 ,43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 0x33,0x37,0x3a,0x3e,0x43,0x4b,0x51,0x60,0x70,0x75,0x84,0x9b; /50 ,51 ,52 ,53, 54, 55, 56, 57, 58, 59; 60, 61uchar code d_l43= 0xd0,0x20,0x43,0x73,0xb0,0x40,0x90,0xc0,0xf0,0x20,0x50, /1 9, 20 ,21 ,22 ,23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 0x0a,0x00,0x80,0xc0,0x00,0x50,0xa0,0xf0,0x80,0x80, /30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 0x00,0x80,0x80,0xf0,0xf0,0xf0,0xf0,0xf0,0xf0,0x00, /40 , 41, 42 ,43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x80,0x00,0x80,0xb0,0x00; /50 ,51 ,52 ,53, 54, 55, 56, 57, 58, 59; 60, 61bit direction_time=0 ; /判断T0为测方向,还是定时1S,1为定时,0为方向bit one_second=1 ;uchar flag3;bit flag4=1;bit flag=1; / PWM波高低电平标志位uchar t1_h,t1_l,t2_h,t2_l ; /判断方向所采集的时间,t1为INT0的时间,t2为INT1的时间uint counts=0; /1S的脉冲数uint rate=0; /存储脉冲数,用来显示 uchar two_plus=0 ; /记录测试方向时INT0来的两次脉冲uchar count_1s; /定时1S计数器uchar load_low_l,load_low_h,load_high_h,load_high_l; /定时器T1重装的初值uchar times;uchar sudu;sbit p1_0=P10 ;sbit p1_1=P11 ;sbit p1_2=P12 ;sbit p1_3=P13 ;sbit p1_4=P14 ; sbit p3_3=P33;sbit p3_4=P34;void timeszh(void);void zh(void);void led(void);void delay1ms(void);void key(void);void direction(void);void pwmtiao();void main(void) TMOD=0x11;TH1=0;TL1=0;PT1=0;PX0=0; TR1=1; IT0=1; IT1=1; EA=1;EX1=0; times=45; timeszh(); flag=0;ET1=1; load_low_h=d_htimes-19;load_low_l=d_ltimes-19; while(1) TH0=0;TL0=0;PT0=0;EX0=1; /判断方向,T0计时 while(!direction_time) key();zh();led(); /等待方向测试完毕 EX0=0;TR0=0; /T0停止 if(flag4) 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