基于单片机的小功率直流电机的测速和控制系统(软硬件完整版)

[摘要] 本设计采用两片MCU（AT89S52），完成了小型直流电机转速的采集、计算、显示、键盘设定，并将非均匀采样情况下的增量式积分分离PID控制算法应用于直流电机的PWM调速，实现了对电机转速的测量和控制，解决了通常低采样周期时系统的超调以及PID算法的积分饱和问题。

[关键词] 转速  PID控制 mcu AT89S52  PWM

目录

引言 4

1设计方案论证 4

1.1系统结构方案论证 4

1.2转速测量方案论证 4

1.3电机驱动方案论证 5

1.4键盘显示方案论证 5

1.5 PWM软件实现方案论证 5

2系统原理框图设计 6

3各模块的分析、计算与硬件电路设计 6

3.1速度测量电路的设计 6

3.1.1转速/频率转换电路的设计 6

3.1.2脉冲滤波整形电路的设计 6

3.2 电机驱动电路的设计[3] 7

3.3 LCD显示电路与单片机的接口设计 8

5系统各部分子功能程序设计 10

5.1电机转速测量程序设计 10

5.2键盘程序设计 11

5.3 LCD显示子程序的设计[4] 11

6数字PID及其算法的改进 13

6.1 PID控制基本原理 13

6.2三个基本参数Kp，Ti，Td在实际控制中的作用研究 14

6.3数字PID控制算法[1] 14

6.4 PID算法的改进，“饱和”作用的抑制[2] 15

6.5 PID控制算法的单片机程序实现 17

7 PWM信号的单片机程序实现 17

8 系统的调试过程与测试 17

8.1转速度测量部分调试 17

8.2 PID各项系数赋初值 17

8.3实验调试和确定PID算法各项系数 18

8.3.1赋初值调试分析。 18

8.3.2修改PID各项系数值调试分析 18

8.3.3 PID各项系数值的确定 18

9结束语 19

[注释1] 19

致谢： 19

参考文献 19

附录1：硬件总图 20

附录2：程序清单： 21