基于单片机的直流电机调速系统设计

开始系统初始化显示初始化 调用按键子程序中断处理定时中断为0外中断为0是否有键按下定时中断为1无有测量计算转速键处理子程序系统时间计时、处理发送测量值到从处理器发送数据至从处理器中断返回

图系统主单片机总程序框图

开始系统初始化PID参数初始化查看中断中断0中断1接受设定值子程序接受测量值子程序PID计算处理计算PWM定时值输出PWM信号

图 系统从单片机（PID控制器）程序框图

当系统被启动后，主从单片机初始化。主单片机检测是否有键按下，再执行

键子程序，将输入的值传送到PID控制器，PID控制器经PID计算处理，再计算出PWM的定时值，PID再送出相应的PWM信号，驱动电机转动，主单片机将传感器输入的信号进行计算，再将得出的值输出到PID控制器，PID控制器经计算输

出相应的PWM信号控制电机转速趋于设定的转速。依次循环使电机趋于稳定值。

电机转速测量程序设计

设计中考虑到电机的工作环境一般比较恶劣，因此除了硬件外，从程序上除了要更高的精确度也需要进行更多的抗干扰设计，从而实现软件的大范围检错、纠错或丢弃错误等。在程序的设计过程中，对严重不符合要求的测量数据（如大于6000转对应的数据）进行了丢弃处理，而对于正常范围内的数据错误采用了采5取3求平均的算法（即采集5个数据，去掉 一个最大值一个最小值，然后将剩余3数据求平均）。实验表明，此方法降低了系统采集转速中出现的错误。对于转速的测量方法，是通过速度脉冲信号下降沿触发单片机的外中断，中断服务子程序在某一个脉冲的下降沿开启定时器记时，然后在下一个下降沿关闭定时器，通过对定时器数据进行运算处理可以得到信号周期进而得到速度值。其程序框图如图。可以看出，此方法下的采样周期是随转速变化的，转速越高采样越快。通过这种非均匀的速度采样方式可以使电机在高速情况下，实现高速度高精度的控制。

为“0”开定时器计时设中断标志位为“1”系统时间初始化中断返回图 进入中断检测中断标志为“1”关闭定时器及总中断判断数据是否否正常是否是否采“5”处理是保存数据完成5组数据采否集是“取3”求平均值计算速度值速度值是否正否常是发送到PID控制器系统时间初始化定时器初值初始化中断返回外中断程序框图