基于单片机的多功能速度调节器的设计-单片机电动窗帘调节器.docx

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1、基于单片机的多功能速度调节器的设计|单片机电动窗帘调节器 摘要：本文介绍一种基于51系列单片机的速度限制系统。可以进行速度自动调整、限位报警、手动调整、状态显示等功能，能对纸张、薄带钢、布匹等物料卷取速度跟踪，以保证卷取匀称、整齐、该系统可用于纺织、印染、印刷、轧钢等行业。关键词：速度调整器单片机中图分类号：TP216 文献标识码：A 文章编号：1017-9416(2022)06-0173-01各个生产线及包装线都离不开速度调整器，速度调整装置是对带料在卷取过程中的恒速度进行限制的装置，通过对卷筒速度的调整，不会使带料出现卷的太紧以至于拉断带料，也不会使带料卷的太松使带料缠绕，它对产品的质量、

2、生产效率及生产过程的稳定性都有很大的影响，但现有的基于变频技术的速度限制器的市场价位普遍较高，设计出一种低成本的，能满意限制精度要求的速度调整系统成为目前的迫切须要。本文介绍了一种以单片机为限制核心的速度限制系统。1、系统总体设计系统主要包括以下几个部分：AT89C52单片机主限制器模块、信号的输入模块、状态显示模块、键盘输入模块、驱动模块。本系统中由信号输入模块中的传感器检测来自主电机的速度和从电机的速度，以获得偏差信号。在将速度偏差信号送给单片机主控模块中进行逻辑运算，产生限制信号，用来限制从电机的速度。从而修正从电机的速度，使之和主电机保持同步或者依据须要保持肯定的比例，主电机和从电机的

3、速度严格意义上讲是必需相等的。但考虑到工程工序上的须要，一般主电机和从电机之间保持肯定的比例系数就可以满意工程工序上的须要，即V主=mV从(m取值为1.675).假如V从的值在不停的上升（下降）则会引起限位开关的报警，那么系统将会自动（或手动）来调整V从，使之保持和V主同速。1.1 信号输入模块信号输入模块有传感器输入和键盘输入。传感器输入光电编码器、限位开关。光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，是目前应用最多的传感器。一般的光电编码器主要由光栅盘和光电检测装置组成，具有精度高、响应快、性能稳定牢靠等显著的优点。当编码器轴带动光栅回旋转时，经发光二

4、极管或者发光元件发出的光被光栅盘、狭缝切割成断续光线并被接收元件接收，产生初始信号。该信号经后续电路处理，变成脉冲或者代码输出。光电编码的输出信号经过调理之后能够输入到单片机中进行处理。将编码器的一项经过光隔离之后输入到单片机，这样简洁的检测单片机相应引脚的跳变就可以对编码器输出的脉冲个数进行计数。本系统利用限位开关SW1、SW2作为平安开关，当带料超出所定的界限时，执行中断程序，发出报警信号，键盘输入包括5个按键，第一个是手动与自动模式的转换按键；其次个是“+”，按下此键就可以调整速度使之增大；第三个是“”，按下此键就可以调整速度使之减小；第四个是启动/停止按键；第五个紧急停车按键。5个按键

5、分别与单片机输入口相连，按下按键时会向单片机发出一个低电平，当程序运行检测到该信号时，就会执行相应的键盘程序。1.2 主限制器模块本系统采纳AT89C52单片机作为限制器件，它有32个I/O口，其中P1、P2、P3口作为通用I/O运用。P1口作为信号的输入口运用，P1.7口和P1.6与光电编码器的两个输出端相连，用来接受来自光电编码器的速度信号。在自动运行模式下，单片机接收到这两个信号时，对这两个信号进行求偏差。并依据算法来输出PWM波，变更定子绕组电流通电时间，从而达到调速的目的。P1.0口和P1.1口分别接上限位开关和下限位开关。P3口为实现报警模块所用，P3.0、P3.1、P3.3、P3

6、.4和P3.7输出口分别和4个LED指示灯和蜂鸣器相连，P3.2口作为外部中断，当工作现场遇到不行抗拒因素时紧急停车，发出报警。1.3 显示模块显示模块包括4个LED指示灯和1个蜂鸣器。4个LED指示灯与单片机输出端口P3.0、P3.1、P3.3、P3.4相连，分别表示电机加速、减速、自动、手动状态。蜂鸣器和单片机输出口P3.7相连，当带料偏移到限位开关时，执行中断程序，蜂鸣器发出报警。1.4 键盘输入模块P1.5口是自动/手动按键；P1.4口为在手动模式下电机加速键盘；P1.3口为在手动模式下电机减速键盘；P1.2为系统的启动/停止按键；P3.2口为紧急停车按键。1.5 驱动模块驱动执行模块

7、包括直流电机驱动器、直流电机。在本设计中选用了TLP250芯片作为驱动器。电绝缘栅极双极型晶体管IGBT的栅极驱动电压一般为15V。而关断负偏置电压为56V。因此选用TLP250驱动IGBT。TLP250内部是光电耦合的，实现了将限制电路与主电路的隔离。当3脚接收到一个低电平常，VGE输出近似为15V可以驱动IGBT使其导通。相反，当3脚接收到一个高电平常，VGE输出近似为-5V，使IGBT的截止。三只TLP250随着输入电平改变，可以很好地限制IGBT的开端，从而实现调速。单片机的P2口和TLP250芯片的3引脚相连。此外还有逻辑爱护电路，过电流爱护电路。2、软件设计部分该系统软件设计主要有

8、初始化程序、自动执行程序、自动中断程序、手动执行程序、手动中断程序、电机加速和减速程序等组成。因为实时限制系统必需考虑时间的精确度，所以采纳汇编语言编写。上电后首先执行初始化程序，包括给I/O口清零，设置中断程序等，初始化完毕后，首先进入自动运行程序，若检测到材料超出上边限定位置，执行电机减速程序，使带料往下边移动。若检测到材料超下边限定位置，执行电机加速程序，把材料往上边拖移到平安生产位置。系统在执行加速程序时若扫描到有手动按钮按下，进入手动运行程序，此时限位开关不再起作用，按下加速按钮执行电机加速，按下减速按钮执行电机减速。若检测到自动按钮按下，又返回自动运行状态。3、结语本文设计的速度调

9、整器能对布匹、纸张、薄带钢等物料卷取速度进行跟踪和调整，确保了卷取匀称、整齐。该系统可用于纺织、印染、印刷、轧钢等行业。参考文献1陈杨.一种转速测量电路设计J.天津商学院学报,2003,(06).2毛用锐.基于单片机监控系统的设计J.魅力中国,2022,(13).3周维,杨凤清.基于单片机的智能转速仪的探讨J.网络与信息,2022,(02).4邓锦炽,李绣峰,余运昌.基于单片机的刮水电机测试系统的探讨J.机电产品开发与创新,2022,(01). 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页