度控制系统各个组成部分的设计，再把这些部分组装起来，形成完整的总体设计，命名 为，仿真出顶层设计图，其外部端口如图所示。 对外的端口引脚名称如下 输入 输出 其中，为时钟信号，为外部检测直流电机的速度， 为设定电流电机预定达到目标的速度值为 设定直流电机进入弱加速度的临界速度差值，为控制直流电机转动信号。 设计流程 速度设定流程图 直流电机速度控制系统程序设计 模块 系统输入信号 系统内部自复位信号 由内部提供的的时钟信号 加载编码器检测的速度 设定电机预定达到目标的速度值。 设定电机进入弱加速的临界速度差值 系统输出信号 脉冲调制的输出，负责控制电机转动的信号。 在模块中引进个新的，并用了名为 的模块即，此模块的功能是自行设定的状态，而不 需要依靠计算机设定。 表列出模块的程序代码 表模块 模块 此外，定义些进程间整体共享的电路内部传递信号，以整合所有的 功能。诸如 计数个时钟的计数器 计数个时钟的计数器 计数个时钟的计数器 设定电机进入弱加速的临界值 负责产生脉宽调制的信号，提供正确的输出 负责产生正转与反转两种状态信号，用来控制电机的加速与减速 负责产生加速弱加速减速与定速种状态信号，以控制电机的 转速。 对于有两种状态的定义 状态语句所描述的多 路选择器因此在模块中要定义三个计数器。 直流电机速度设定电路的程序代码段见表。 此程序段设计说明 当重置信号触发时即的控制规则 设定为状态，即。 清零。 当为上升沿触发时的控制规则 计算机进入弱加速时的临界值即。 加速操作模式下的控制规则 当为上升沿触发时，假如等于，则将 设定为定速状态即。 当为上升沿触发时，假如大于，则将 设定为减速状态即。 当为上升沿触发时，假如小于，则将设定为 加速状态即。 当为上升沿触发时，假如大于等于且小于 ，则将设定为弱加速状态即。 弱加速操作模式下的控制规则 当为上升沿触发时，假如等于，则将 设定为定速状态即。 当为上升沿触发时，假如小于，则将设定为 加速状态即。 当为上升沿触发时，假如大于等于且小于 ，则将设定为弱加速状态即。 当为上升沿触发时，假如大于，则将 设定为减速状态即。 减速操作模式下的控制规则 当为上升沿触发时，假如等于，则将 设定为定速状态即。 当为上升沿触发时，假如小于，则将设定为 加速状态即。 当为上升沿触发时，假如大于，则将 设定为减速状态即。 当为上升沿触发时，假如大于等于且小于 ，则将设定为弱加速状态即。 定速操作模式下的控制规则 当为上升沿触发时，假如大于，则将 设定为减速状态即。 当为上升沿触发时，假如大于等于且小于 ，则将设定为弱加速状态即。 当为上升沿触发时，假如等于，则将 设定为定速状态即。 当为上升沿触发时，假如小于，则将设定为 加速状态即。 表列出直流电机速度设定电路的程序代码 表直流电机速度设定模块 , 直流电机速度控制系统设计 电机又称为马达，在结构上或驱动方式上可以分为数十种，然而其控制的理论大同小异。常 见的电机控制有两个目的，第个是速度控制，第二个是位置控制。其应 用也非常广泛，小型的例子如磁盘驱动器，大型的例子如太空的人造卫星，都必须达 到速度和定位置的目标。 就像开汽车，如果速度太慢，就要加大油门加速，速度太快，就会踩刹车减速 速度达到要求，只要适当踩着油门，加速的力量和摩擦力相抵消，则汽车维持匀 速状态。在这里只要知道电机如何加速和减速，就可以对它进行定速控制。 电机加速 欲使电机朝个方向不断加速，只要电流不断朝个方向流动，就可以达到目的。 图所示，若晶体管和保持导通，通过电机的电流就不断从左流向右 边两端所承受的是正电位差。如果没有其他阻力转矩负载，理论上电机 的转速将会加速到它的额定值。因此只要在和的基极上产生电压使其 导通，便可以达到加速的目的。 图 电机减速 其实减速对对于电机而言，只是在电机原来的转向上产生个反向的力，因此可以利用 与图相同的方式来产生反向的转矩，即让电流反向流过电机。如图所示，晶体管 和导通，让电流反向流经电机，使电机反转两端点所承受的是 负电位差。 图 电机定速 想要使电机定速运转，就需要将图和图所示的电路进行整合。在 中必须产生相对应的信号，让，以及，轮流导通，使电流的方向 随意改变。如果要让电机定速旋转，正向和反向电流维持的时间就必须相同，并且不 断快速变换，基于这个理由，不能仅仅将图和图所示的电路组合在起，还 必须加上二极管，以形成必要的回路，并且可以避免电流突然反向时，产生的突变损 坏电路。这样的驱动电路又称为桥式驱动或是型驱动电路，如图所示。而在此 介绍的控制方法称为脉冲宽度调制就是利用晶体 管导通不导通进行控制的方法。 图定速 使用纯数字式的控制时，假设电机速度从静止开始加速，如图所示， 首先，必须维持导通段时间，此时电机所承受的电压约为供电电压，称之 为强加速。待速度接近目标速度时，加速可以减缓，此时，和，轮流导 通，只是，在个周期内所导通的时间比，导通的时间长些，在 此称为弱加速。任何时刻，电机所承受的平均电压，表示为 。如果速度已经达到目标，便可以调整和的时间比例使之相等，此时平均 电压为，是定速控制。由此可知，平均电压若为正值时，是加速控制负值时是减 速控制为零时即达到匀速。 图 直流电机速度控制系统电路安排 在进行无论或编程之前，需要熟悉整个硬件系统，设计 其结构图。接下来，就可以编写与绘制的模块图。图所示为直流电机 速度控制系统的结构图，对用进行编程，任务是接收编码器的输入， 比较目标速度之后，产生及方向信号输出。 直流电机速度控制系统的总体模块图 要想控制直流电机就必须产生正确的输出输入端口信号。通过完成直流电机速 度控制系统各个组成部分的设计，再把这些部分组装起来，形成完整的总体设计，命名 为，仿真出顶层设计图，其外部端口如图所示。 对外的端口引脚名称如下 输入 输出 其中，为时钟信号，为外部检测直流电机的速度， 为设定电流电机预定达到目标的速度值为 设定直流电机进入弱加速度的临界速度差值，为控制直流电机转动信号。 设计流程 速度设定流程图 直流电机速度控制系统程序设计 模块 系统输入信号 系统内部自复位信号 由内部提供的的时钟信号 加载编码器检测的速度