代码收藏家技术教程 2023-07-07

【Proteus仿真】【51单片机】直流电机PID调速系统设计

文章目录

一、功能简介

本项目使用Proteus8仿真51单片机控制器，使用L298N电机模块、数码管模块、按键模块、LED指示灯模块等。

主要功能：
系统运行后，可通过按键K4启动系统，数码管显示实际速度和目标速度，再次按下K4键停止系统；按键K1加速、按键K2减速，按键K3换向；速度范围为0-150；通过PID将实际速度调节到目标速度。
最终可实现：
1、具有加速/减速/正转/反转/启动和停止
2、数码管显示速度
3、LED指示电机正转、反转
4、霍尔传感器实现电机测速
5、目标速度设定

二、软件设计

/*
作者：嗨小易（QQ：3443792007）
*/





//系统参数设定
void sys_parm_set(void)
{
	u8 key=0;
	
	key=key_scan(0);
	//开启/停止
	if(key==KEY4_PRESS)	
	{
		sys_ctrl.run=!sys_ctrl.run;
		if(sys_ctrl.run)
		{
			TR1=1;EX0=1;
			if(sys_ctrl.dir==0){ZZ_LED=0;FZ_LED=1;}
			else {ZZ_LED=1;FZ_LED=0;}	
		}
		else 
		{	
			TR1=0;EX0=0;
			ZZ_LED=1;FZ_LED=1;	
		}
		dc_motor_dir_ctrl(sys_ctrl.dir);
		dc_motor_sta(sys_ctrl.run);
	}
	//当处于运行状态时才能调速、切换方向
	if(sys_ctrl.run==1)
	{
		//加速
		if(key==KEY1_PRESS)
		{
			pid.target_val+=10;
			if(pid.target_val>150)pid.target_val=150;				
		}
		//减速
		else if(key==KEY2_PRESS)
		{
			pid.target_val-=10;
			if(pid.target_val<10)pid.target_val=0;				
		}
		//换向
		else if(key==KEY3_PRESS)
		{
			sys_ctrl.dir=!sys_ctrl.dir;
			if(sys_ctrl.dir==0){ZZ_LED=0;FZ_LED=1;}
			else {ZZ_LED=1;FZ_LED=0;}
			dc_motor_dir_ctrl(sys_ctrl.dir);
		}	
	}
}

//采集数据显示
void sys_data_show(void)
{
	u8 buf[8];
	u8 tag_val=pid.target_val;

	while(sys_ctrl.run==1)
	{
		//测速完成
		if(sys_ctrl.sta==1)
		{
			sys_ctrl.sta=0;
			sys_ctrl.cnt=0;
			EX0=1;//打开计数	
		}
		//实际速度
		buf[0]=0;
		buf[1]=gsmg_code[sys_ctrl.speed/100];
		buf[2]=gsmg_code[sys_ctrl.speed%100/10];
		buf[3]=gsmg_code[sys_ctrl.speed%100%10];
		//目标速度
		buf[4]=0;
		buf[5]=gsmg_code[tag_val/100];
		buf[6]=gsmg_code[tag_val%100/10];
		buf[7]=gsmg_code[tag_val%100%10];
		smg_display(buf,1);

		break;				
	}
}

//系统功能控制
void sys_fun_ctrl(void)
{
	static u8 i=0;

	while(sys_ctrl.run==1)
	{
		i++;
		if(i%1==0)
		{
			//PID调节
			sys_ctrl.rate=pid_realize(sys_ctrl.speed);
			if(sys_ctrl.rate>100)sys_ctrl.rate=100;
			else if(sys_ctrl.rate<0)sys_ctrl.rate=-sys_ctrl.rate;
			pwm_set_duty_cycle(sys_ctrl.rate);//占空比	
		}

		break;	
	}
} 


//应用控制系统
void appdemo_show(void)
{
	ENA=0;
	SMG_A_DP_PORT=0;
	sys_parm_init();//系统参数初始化
	exti0_init();
	time1_init();
	pwm_init(0XFF,0XD1,100,0);//初始时，PWM占空比为0
	dc_motor_dir_ctrl(sys_ctrl.dir);//默认正转
	pwm_set_duty_cycle(sys_ctrl.rate);//占空比

	pid_parm_init();//PID参数初始化

	while(1)
	{
		sys_parm_set();//系统参数设定
		sys_data_show();//采集数据显示
		sys_fun_ctrl();//系统功能控制		
	}
}