PIC16F874單片機(jī)在直流電機(jī)無級調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用
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3.3 測速電路設(shè)計(jì)
測速電路由附著在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的光碼盤及電脈沖放大整形電路組成。電脈沖的頻率與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成固定的比例關(guān)系，光碼盤輸出的電脈沖信號經(jīng)放大整形為標(biāo)堆TTL電平從PIC16F874單片機(jī)引腳RC0/T1CKI輸入，通過TMR1計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而算出轉(zhuǎn)速，將這個(gè)轉(zhuǎn)速與預(yù)置轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，得出差值，PIC16F874通過對這個(gè)差值進(jìn)行PI運(yùn)算，得出控制增量，在CCP2送出晶閘管控制角的大小，從而改變加在電機(jī)兩端的有效電壓，最終達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的目的。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
將速度閉環(huán)控制設(shè)計(jì)成為典型I系統(tǒng)，即PI調(diào)節(jié)器，用來調(diào)節(jié)晶閘管控制角時(shí)間Td，其控制算法為：
其中a1=Kp，Kp-控制器的比例系數(shù)，T1-積分時(shí)間常數(shù)，Ti-采樣周期。
本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)模塊主要包括CCP1上升沿捕捉模塊，CCP1下升沿捕捉模塊，控制角設(shè)定值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換模塊，測速電路脈沖定時(shí)計(jì)數(shù)模塊，PI調(diào)節(jié)器模塊，CCP2比較輸出模塊等，各模塊程序流程圖的關(guān)系如圖3所示。
圖3 CCP1，CCP2模塊中斷程序流程圖
假設(shè)我們得到過零點(diǎn)時(shí)間為Tσ，晶閘管控制角時(shí)間為Td，那么送入CCP2寄存器CCPR2H:L比較值Tf=Tσ+Td，比較一致后，將在CCP2引腳上輸出高電平，使晶閘管導(dǎo)通，然后根據(jù)所需的觸發(fā)脈寬值，再次修改CCPR2H：L值，使輸出高電平觸發(fā)脈沖維持一定的時(shí)間后再回到低電平，這樣就完成一個(gè)雙向晶閘管觸發(fā)脈沖輸出。
5 結(jié)束語
本系統(tǒng)軟件、硬件設(shè)計(jì)充分利用了PIC16F874單片機(jī)捕捉、比較、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的特點(diǎn)，以及單片機(jī)振蕩頻率高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的觸發(fā)電路，使得PIC16F874單片機(jī)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊能迅速、準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換速度設(shè)定值；CCP1模塊能精確捕捉交流電的過零點(diǎn)；測速電路的定時(shí)計(jì)數(shù)模塊能準(zhǔn)確地計(jì)數(shù)，算出反饋轉(zhuǎn)速；CCP2模塊能及時(shí)地比較Tf值輸出觸發(fā)脈沖，在中小型直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用中，具有結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，調(diào)節(jié)范圍寬，電流連續(xù)性好，響應(yīng)快等特點(diǎn)。
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