基于C8051F040单片机的伺服系统设计

随着微处理器的出现和控制算法的改进,控制系统的数字化已经成为其发展的主要方向之一。给出了一种基于C8051F040单片机的伺服系统设计方法,分析了数字校正环路的结构以及软件操作流程,着重介绍了数字PI调节器以及数字脉宽调制信号(PWM)的设计原理。该设计硬件电路简单,调试方便。试验证明,其性能稳定可靠,在工程实践中具较高的推广和应用价值。

天线与伺服技术

基于 C 0 100片机的伺服系统设计 85 F4单 蔡文莉 (中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄 0 0 8 ) 50 1 摘要：随着微处理器的出现和控制算法的改进，制系统的数字化已经成为其发展的主要方向之一。给出了一控

种基于 C 0 1 0 0单片机的伺服系统设计方法，析了数字校正环路的结构以及软件操作流程，重介绍了数字 P 85 F4分着 I

调节器以及数字脉宽调制信号( WM) P的设计原理。该设计硬件电路简单，试方便。试验证明，性能稳定可靠，调其在 工程实践中具较高的推广和应用价值。 关键词：数字 H调节器；编程计数阵列；宽调制可脉 中图分类号：T 2 3 P7文献标识码：A 文章编号：1 0—3 1 ( 0 8 0—2 3 0 3 14 2 0 ) 6 9—

De i n o e v y t m s d o 0 1 4 sg fS r o S se Ba e n C8 5 F0 0 CAIW e .i n1

( h 4h R s r stt o C T, h i h a gH b i 5 0 1 C ia T e t ee c I t e f E C S i zu n e e 0 0 8, h ) 5 a h ni u j a n Ab ta t W i h d e to h co rc so n e i rv me to ec n rle lo i m,h ii lc nt ls se i b c migo e sr c: t te a v n ft emir p o e s ra d t mp e n ft o t lrag rt h h o h o h te dgt o r y tm s e o n n a o

o temoti ot tdrcin n te f l I i pp r a me o fd s n bsd o 8 5 F s o ee T e dg a c nrllo fh s mp r i t s i h ed.n t s ae, t d o ei ae n C 0 1 I i f rd. itl o t o p n a e o i h h g MO h i o

cn g r i d t o c at f i t ot l r p r i r nl e . u m h s nit d c g e ei r c l o e i t I o f ua o a ef w h r o dg a cnr l ea o a a a zd I p t e

p ai o r u i s pi i e fh g a P i tnn h l i l oeo tn e y t s s n o n t d g h n np t d l i cn o e n e WM s a .h i u m l a dt e u e o o vne tT et t eu s rv a t e e o a ih o t l r dt r l a h P i 1 T ec c ii s pe n ed b gm t di cn e i, s rsl o et th n w m t dh s g n g r ts i h h s n h e tp h e h h sa l r r n c d wie a piain i n i e n tbe p f ma e a d p l t n e gne r g. e o n c o i Ke wo d d gtlP o tolr; y r s: ii Ic nrle PCA; W M a P

O引言 随着微处理器的出现和运算速度的提高，服伺控制系统也由原来的以模拟量反馈、拟控制器为模

成框图如图 1示。所 接收机单元监控单元

n f t

n 』 l I

核心的连续控制系统过渡到以数字量处理为主、以高速信号处理器为核心的数字控制系统。与前者相比，者具有系统集成度高、件电路简单、靠性后硬可 和适应能力强等特点。

F单。片 I轴码旋 4机 (角 I变。:编==={ f I

测 lw功}4机 r减机 j速 lM放_电 h1速卜1 P _ _ . . _ 图 1伺服系统组成框图

为此，出并设计了一种基于 C 0 1 0 0单片提 8 5 F4 机的伺服控制系统。该系统采用数字 P校正，出 I输

数字 P WM信号，可用于地面站天线的伺服跟踪。

l系统原理及组成 本系统是以 C 0 10 0单片机为核心。与外部 85 F4

2设计实现 该系统采用数字 P校正， I校正输出送 P A以产 C

监控单元和接收机单元均采用串行口通信；片机单采集轴角信息和测速反馈信号；环路校正采用数字 P校正，软件编程实现；正输出的信号送至 I用校 F4 0 0内部的 P A产生数字脉宽调制信号 (WM)通 C P,过P WM功放驱动电机以带动天线转动。系统的组 收稿日期：08—0—2 20 1 2

生P WM信号。这些都是基于对

C 0 1 00编程来 85F4 实现的。

2 1位置环校正 . 对于数字校正来说，路的控制是按照一定的环采样周期进行的。由于位置环和速度环所需要的响应时间不同，以需要设定不同的采样周期。本系所统中位置环采样周期选为 2 s 0m。 2 9

作者简介：文莉(99~)女，蔡 17,工程师。主要研究方向：天线伺服。

2 0年第 3卷第 6期 0 8 4

无线电通 r-术 g技

第1页