微机直流伺服控制系统设计 二

直流伺服控制系统设计

摘要：随着电力电子技术的发展及其应用技术的进步，单片机的高速发展，使得直流伺服控制控制技术有了显著的进步。文中介绍了以 MCS—51单片机为控制核心的直流伺服系统的工作原理及硬件设计方案。并着重介绍了直流伺服控制系统的软件设计的思想及设计方法，它包括了主程序的设计、给定程序的设计、修改程序的设计、启动程序的设计和T0中断程序的设计，通过给定量和反馈量的比较及PID控制程序，输出一定的电压，来实现系统对角度的准确跟踪。

关键词： MCS—51单片机    PID   给定量   反馈量

目    录

摘要 ……………………………………………………………………………………………

abstract ………………………………………………………………………………………

第1章 系统概述…………………………………………………………………………1

1.1 直流伺服系统的发展………………………………………………………… 1

1.2  数字控制直流伺服控制系统的优点 ……………………………………… 2

1.3  高性能伺服系统的发展现状和展望 ……………………………………… 2

1.4  直流伺服系统控制器件的发展 …………………………………………… 3

1.4.1  晶闸管的发展 ……………………………………………………… 4

1.4.2  功率场效应管（MOSFET）……………………………………………4

1.4.3  绝缘栅双极型晶体管（IGBT）………………………………………4

1.5  PWM系统的发展……………………………………………………………… 5

第2章  直流伺服控制系统方案论证……………………………………………………… 6

2.1  系统总体控制方案的确定 ……………………………………………………… 6

2.1.1  确定控制任务 …………………………………………………………… 6

2.1.2  硬件软件功能分配和协调 ……………………………………………… 7

2.1.3  接口选择 ………………………………………………………………… 8

2.1.4  通道选择方式 …………………………………………………………… 8

2.1.5  操作员控制台的设计 …………………………………………………… 9

2.2  微型计算机的选择 ……………………………………………………………… 9

2.2.1  微型计算机系统构成方案选择 ………………………………………… 9

2.2.2  微型计算机系统性能指标选择………………………………………… 10

2.3  控制算法设计…………………………………………………………………… 11

第3章   直流伺服控制系统硬件方案…………………………………………………… 15

3.1  MCS-51系列单片机系统…………………………………………………… 15

3.1.1  MCS-51最小应用系统……………………………………………… 15

3.1.2  8253可编程计数器………………………………………………… 16

3.1.3  8279键盘显示系统……………………………………… 16

3.1.4  D/A转换模块 ……………………………………………………… 16

3.2  PWM调制电路 ……………………………………………………………… 17

3.3  基极驱动电路……………………………………………………………… 17

3.4  保护电路的设计…………………………………………………………… 18

3.5  脉冲变换电路……………………………………………………………… 18

3.6  电源设计…………………………………………………………………… 19

第4章  软件设计………………………………………………………………………20

4.1  软件的分类………………………………………………………………… 20

4.1.1 系统软件 …………………………………………………………… 21

4.1.2  应用软件…………………………………………………………… 21

4.2  程序设计的步骤…………………………………………………………… 21

4.3 主程序设计………………………………………………………22

4.4  给定程序的设计…………………………………………………………………23

4.5  参数修改程序的设计……………………………………………………………24

4.6  启动子程序的设计………………………………………………………… 25

4.7  TO中断程序的设计…………………………………………………………26

4.8  键盘显示控制程序的设计………………………………………………… 27

4.8.1  键功能子程序的设计……………………………………………… 29

4.8.2  显示子程序的设计………………………………………………… 30

4.9  数据计算及转换子程序设计 ………………………………………………… 30

4.9.1  二进制数转BCD码的设计  ………………………………………30

4.9.2  十进制转换为二进制数………………………………… 30

4.9.3  16位除8位子程序………………………………………………… 31

4.10  PID控制算法程序………………………………………………………… 32

第5章  系统调试………………………………………………………………………33

    5.1  显示程序的调试………………………………………………………………… 33

    5.2  启动程序的调试………………………………………………………………… 33

    5.3  T0中断服务程序的调试…………………………………………………………33

第6章   技术说明书……………………………………………………………………… 34

6.1  系统资源分配表………………………………………………………………… 34

6.2  键盘操作说明…………………………………………………………………… 34

6.2.1  功能键 ………………………………………………………………… 34

6.2.2  数字键 ………………………………………………………………… 35

总结与致谢 ………………………………………………………………………………… 36

参考文献