基于虚拟仪器的电机调速系统设计

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1、基于虚拟仪器的电机调速系统设计摘要虚拟仪器技术是计算机测量与控制技术的一个新的发展方向。虚拟仪器是虚拟仪器技术的一个重要组成部分，其中最具代表性的是图形化编程开发平台LabVIEW，它是一个功能强大而又灵活的仪器和分析软件应用的开发工具。本系统的核心控制部件分别是系统上位机LabVIEW开发平台和下位机AT89S52单片机，LabVIEW主要是执行PID算法向单片机发送指令，并利用其便捷直观的界面设计观察转速的实时变化。下位机AT89S52单片机主要是根据上位机的指令产生不同占空比的PWM波来控制电机的转动并接收反馈的电机转速信号，然后发送给上位机分

2、析。这一基于LabVIEW的直流电机调速系统，设计出了电机转速控制的虚拟仪器界面，实现了其速度的在线实时控制，达到了较好的速度控制效果。关键字：LABVIEW；AT89S52；PID调节；PMW波；直流电机；调速AbstractThevirtualinstrumenttechnologyisacomputermeasurementandcontroltechnology,thenewdirectionofthistechnologydevelopment.Thevirtualinstrumentisanimportantcomponentofthev

3、irtualinstrumenttechnology.Themostrepresentativeisagraphicalprogrammingplatform,LabVIEW.Itisapowerfulandflexibleinstrumentationanddevelopmenttoolforthesoftwareanalysisandapplication.ThecoreofthesystemconsistsofthehostcomputerLabVIEWdevelopmentplatformandthelowercomputermicrocon

4、trollerAT89S52.LabVIEWsendscommandsofPIDoperationtothemicrocontroller,anditissoconvenientandintuitivetoobservethespeedofreal-timechanges.MicrocontrollerAT89S52producesandtranmitsPWMwavesindifferentdutyratiobasedontheinstructionsofthehostcomputertocontrolthemotorrotationandrecei

5、vefeedbackmotorspeedsignal,andthensenttothehostcomputer.TheDCmotorspeedcontrolsystembasedonLabVIEWhavedesignedavirtualinstrumentinterfaceforinspectingthespeedofthereal-time,andreceivedgoodresults.目录基于虚拟仪器的电机调速系统设计1摘要21绪论41.1课题背景41.2本课题的国内外研究现状42系统整体设计52.1系统整体设计方案52.2系统部分模块设计方案6

6、2.2.1上位机功能的实现62.2.2下位机功能的实现73虚拟仪器和LabVIEW介绍73.1虚拟仪器的概念73.2LabVIEW概述83.2.1编程语言的介绍83.2.2LabVIEW编程基础94系统硬件设计124.1单片机外围电路设计124.1.1单片机最小系统设计124.1.2单片机外围电路设计134.2驱动电路144.3转速检测电路174.4串口通信电路184.5电源电路205系统软件设计215.1上位机软件设计225.2下位机软件设计225.2.1程序流程设计235.2.2主函数设计235.2.3延时子函数245.2.4串口中断子函数255

7、.2.5外部中断子函数255.2.6定时器T0中断子函数255.2.7电机转动子函数261绪论1.1课题背景虚拟仪器是20世纪80年代兴起的一项新技术，是计算机技术和多种基础学科紧密结合的产物。随着微电子技术、计算机技术、软件技术和网络技术的飞速发展，新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断出现，在许多方面打破了传统仪器的概念，在这样的背景下，1986年美国国家仪器公司（NationalInstruments，NI）提出了虚拟仪器（VirtualInstrument，VI）的概念。经过20多年的技术进步与发展，虚拟仪器逐步改变了全世界工程

8、师和科学家们对于测量和自动化的理解和看法，已成为21世纪测试技术发展的一个重要方向。近些年来，世界各国的虚拟