液晶显示和矩阵键盘电路设计个功能完整的控制器，除了性能优良的控制算法之外，还必须有友好的人机接口电路。人机接口包括两部分，显示界面和操作控制，显示界面以往的技术是使用来实现简单的数字显示，随着控制器智能化和低功耗技术的发展，液晶显示技术得到越来越多的应用控制操作主要是指键盘接口电路，键盘可分为编码式键盘和非编码式键盘，编码键盘能够由硬件自动提供与被按键对应的码或其它编码，但是它要求采用较多的硬件，价格昂贵，非编码键盘仅提供行列矩阵，由程序来确定对应关系。本文中选用的分辨率为点阵，液晶内置控制器为，它是款既能进行图形显示和汉字显示控制的液晶控制器，内部集成了西文字符，显示的点阵为，可以根据用户需求自建汉字字库，显示点阵为，简洁实用的软件控制命令来设置显示模式，位并行的数据传输方式，工作电压为。它的接口电路如图所示。由于工作电压为，当它与进行数据传输的时候需要进行电平转换，所以电路中加入了两片芯片，分别用于控制总线和数据总线的电平转换图接口电路图键盘电路采用矩阵键盘电路设计，接线示意图为图。将的口定义为口，行线定义为输出口，定义为输入口。硬件延时消抖电路采用阻容滤波电路，具体电路参见附录。的按键数为个，设置为功能键，分别为光标上光标下光标左光标右确定取消，具体的按键编码对照图中的标号列成表格。键盘编码的规则为先行线全扫描，确定按键的键码，然后输出低电平扫描确定按键的键码值。表键盘编码表图键盘电路示意图键盘电路采用矩阵键盘电路设计，接线示意图为图。将的口定义为口，行线定义为输出口，定义为输入口。硬件延时消抖电路采用阻容滤波电路，具体电路参见附录。的按键数为个，设置为功能键，分别为光标上光标下光标左光标右确定取消，具体的按键编码对照图中的标号列成表格。键盘编码的规则为先行线全扫描，确定按键的键码，然后输出低电平扫描确定按键的键码值。三快速闪存由于整个系统在调试开发阶段，程序不能靠写次烧次来进行调试，因此在外面还必须加上快速闪存，这样就可以解决调试的问题，闪存需要快速的原因是的指令周期为。快速闪存由片位快速构成的程序存储器，芯片型号是，因为的指令时间是，因此本系统采用存储时间为的快速作为调试时用的程序存储器，在调试结束后这四片存储器可以从系统中剔除，并把程序固化到内部的中。小结本章主要阐述了变压变频控制变频调速系统的硬件设计，包括主电路和控制电路。详细介绍了各个电路的设计和实现。因为主电路工作在高压下，而控制电路工作在低压下，所以要做好隔离工作，以免电网的高次谐波干扰对电子器件的损坏。另外，工作频率很高，所以布线的时候必须考虑高频千扰。总之，硬件设计好坏是本系统成功的关键因素，在考虑性能价格比的同时，更应该考虑电路工作的可靠。系统软件的设计和实现波形生成原理与控制算法技术目前已经在实际中得到非常普遍的应用。经过长期的发展，大致可分为电压电流和磁通也称电压空间矢量。其中电压和电流是从电源角度出发的，而电压空间矢量是从电动机角度出发的。本文主要介绍电压技术，它是电压信号的生成技术，产生电压信号的方法分为硬件法和软件法两类。硬件法中最实用的是采用专用集成电路，如以及等。软件法是使电路成本最低的方法，它通过实时计算来产生波形。但是实时计算对控制器的运算速度要求非常高，无疑是能满足这要求的性价比最理想的控制器。电压信号实时计算需要数学模型。建立数学模型的方法有多种，例如谐波消去法等面积法采样型以及由它们派生出来的各种算法。本文采用的是对称规则采样法和异步调制方式。生成波的数学模型对称规则采样法是以每个三角波的对称轴底点对称轴所对应的时间作为采样时刻。过三角波的对称轴与正弦波的交点作平行轴的平行线，该平行线与三角波的两个腰的交点作为波开和关的时刻，如下图所示。因为这两个交点是对称的，所以称为对称规则采样法。图对称规则采样法下面推导其数学模型。设三角载波幅值为，正弦调制信号为，其中调制度。从图可以看出，∽，故有由式可得取样时刻脉冲的频宽脉冲两边的间隙宽度为生成脉冲中各参数的计算由于本设计采用异步调制方式，而且设载波频率为已知，根据输入的调制波频率可得载波比调制度由式可知脉冲的脉宽与调制度成正比，而脉宽又决定了脉冲序列的基波电压的幅值，即决定了变频器正弦电压的幅值。因此在恒调频调压时有式中为常数。各取样时刻的正弦函数如图所示，异步调制使正弦调制波上升段的过零点与三角载波下降段过零点重合，并把该时刻作为零时刻。本设计对称规则采样法的采样时刻是在每个三角波的负峰值处，所以各采样时刻,这里对应第个采样时刻，各采样时刻的正弦函数为图各取样时刻的正弦函数对于正弦函数，可以预先计算出幅值为的正弦函数对应于各点的值，把计算结果制成表格，作为基准正弦函数表，存于中，以备查用。异步调制方式本设计采用的是异步调制方式，使载波频率固定不变，调整调制波频率就可进行调速。它不存在同步控制方式所产生的低频谐波分量大的缺点。生成波形控制寄存器设置控制寄存器是指为产生波而需要设置的事件管理器中的特殊功能寄存器。为了得到期望中的理想波形输出，不但要求有正确的算法，正确地设置控制寄存器同样也是极其关键的。控制寄存器的设置顺序为设置定时周期寄存器。设置动作控制寄存器。设置死区时间控制寄存器。初始化。设置比较控制寄存器。设置定时器控制寄存器。在每个采样周期重写。当有键按下时立即进入判断是否按键抖动，防止因抖动而造成误触发。在经过延时消抖之后若按键仍然处于被按下状态，则立即识别按下的是哪个键并进入相应的子程序执行相应功能。按键按下时程序将相应数值经过组合后送到子程序中的频率设定变量中作为电机旋转的指保护现场定时器计数器减计数操作恢复现场返回中断入口保护现场置路输出口为高阻态，封锁输出恢复现场返回中断入口令值，从而完成对电机的操作。键盘上还有未用到的键可以根据情况进行功能扩展，只要在键按下时进入子程序调用相应功能模块即可。具体流程图如下图所示图系统频率输入子程序流程图小节本章主要讲述了整个控制系统软件的设计和实现。首先介绍了整个系统的软件设计流程，然后按功能模块来划分，分别详细的介绍了各个模块的实现过程。至此，整个系统己经全部介绍完毕。查询按键按键识别进入相应程序返回开始有键按下是否抖动结论与展望结论本课题主要开发了套以公司的电机控制专用芯片型为核心构成通用的具有良好人机界面的矢量控制变频调速系统。该控制系统已经应用于电脑绣花机电控系统上面，经实践证明，基于芯片的矢量控制变频调速系统性能优良，运行稳定，抗干扰能力强，电机运行噪音小，不失为套具有先进型新颖性实用性的控制系统。通过对系统的硬件电路的设计以及控制软件的编制，可以得出以下结论是种专为电机控制而优化设计的，其片内外设事件管理器内含三个全比较单元，具有六个比较输出口，可以直接作为逆变器个功率开关器件的开关信号，这使电机控制更为方便。的事件管理器内含生成单元，它不仅能自动确定相邻电压空间矢量，而且可以在波的中间自动插入零电压矢量，因此它特别适合电压空间矢量控制。从实验结果的电流波形图可以看出，运用矢量控制法以后，电机运行是噪音明显变小输出电流谐波特性好谐波少电压的利用率更高系统的调速范围宽。展望在本课题中，整个控制系统中的电流模型和磁链模型是很关键的个环节，想要设定精确的电流模型和磁链模型，有待于进步的探讨和研究。变频调速技术作为高新技术基础技术和节能技术，己经渗透到经济领域的所有技术部门中，因此高性能低能耗的变频调速系统对国民经济的发展起到相当大的作用，它也是整个电力传动研究的发展方向。矢量控制作为先进控制策略之，以其高控制性能，正在逐渐的被人们所接受采用，相信在不久的将来，有越来越多的人会使用。随着电力电子器件以及微电子器件特别是微型计算机和大规模集成电路的发展，再加上现代控制理论的向电气传动领域的渗透，各种新型控制策略正不断涌现，交流电机控制技术展现出更为广阔的前景。对于些更为先进的控制策略如专家控制模糊控制神经网络控制和滑差变结构控制等，也是本课题延续研究方向同时在如何不使用选择编码器而能用精确的模型估算速度，实现速度的闭环控制的研究也是非常积极有效，它不但可以把系统结构变为更加简单，而且适用场合也可以更加广泛。致谢值此论文完成之际，首先要衷心地感谢我的导师郎宝华。在我的毕业设计中给予我帮助鼓励支持。本科生生涯里，无论是在学习生活，还是实验等方面，老师和同学都给了我极大的帮助关心和指导。郎老师渊博的知识勇于创新的科学精神孜孜不倦的钻研精神，将使我终身受益。衷心感谢曹仲凯周晓雷周天成范哓芸艾保林等人在生活和学习中给我的鼓励和帮助。衷心感谢其他所有关心我帮助我的师长同学和朋友们。最后忠心的感谢我的父母，是他们养育我鼓励我，给我无私的奉献，让我上小学念初中上高中念大学，是他们让我时时刻刻体会到世界最伟大的母爱和父爱，我要用我的生来报答他们。参考文献陈伯时交流调速系统北京机械工业出版社，陈伯时电力拖动自动控制系统北京机械工业出版社，冯垛生，曾岳南无速度传感器矢量控制原理与实践北京机械工业出版社杨兴瑶电动机调速的原理及系统北京水利电力出版社，徐邦荃，李浚源，詹琼华直流调速系统与交流调速系统武汉华中理工大学出版社，。黄俊，王兆安电力电子变流技术北京机械工业出版社，王晓明王玲，电动机的控制子公司的应用北京航天航空大学出版社程佩青数字信号处理教程北京清华大学出版社，张雄伟芯片的原理与开发应用北京电子工业出版社，彭启踪与实时数