浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文
第4章 软件设计
4.1 显示驱动软件设计
我们对LCD1602液晶显示器的控制其实就是对LCD控制器的操作，LCD控制器内有多个寄存器，我们通过对RS(数据命令选择端)和R/W（读/写命令选择端）的控制来具体选择哪一个寄存器，选择情况见表4.1。
表4.1 LCD内部寄存器选择
RS 0 0 1 1 下面是LCD的主要指令：
（1）清屏指令；RS=0，R/W=0；输入命令0x01;功能：将显示缓冲区的DDRAM的内容全部写入空格。光标复位，地址计数器AC清零。
（2）输入方式设置命令；RS=0，R/W=0；其输入命令为： 0 0 0 0 0 1 I/D S R/W 0 1 0 1 寄存器及操作 指令寄存器写入 忙标志和地址计数器读出 数据寄存器写入 数据寄存器读出 当I/D=1时，光标从左到右移动；I/D=0，光标从右到左移动。当S=1时，内容移动，S=0时内容不动。
（3）功能设置命令；RS=0，R/W=0；其输入命令为： 0 0 1 DL N F * * 功能：设置数据位数，当DL=0时数据位为8位，DL=0时数据位4位。 设置显示行数，当N=1时双行显示，N=0时单行显示。 设置字形大小，当F=1时5*10点阵，F=0时为5*7点阵。
（4）显示缓冲区DDRAM地址设置命令；RS=0，R/W=0；其输入命令为就是要访问的DDRAM的地址，地址范畴为0~127。
（5）读忙标志及地址计数器AC命令；RS=0，R/W=1；其读出数据为：
BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 当BF=1时表示忙，这时不能接收命令和数据；BF=0时表示不忙。低7位为读出AC的地址。
（6）写入DDRAM命令；RS=1，R/W=0；直接输入要显示的数据就可以了，它将会储存到显示缓冲器DDRAM中。
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（7）读DDRAM命令；RS=1，R/W=1；功能就是从DDRAM当前位置中读出数据。 LCD1602液晶显示器在使用之前我们必需对其进行初始化，初始化可通过复位完成，也可以在复位后完成，初始化过程如下：①清屏；②功能设置；③开/关显示控制设置；④输入方式设置。LCD显示程序流程图如图4.1所示。
开始LCD初始化有显示输入？NLCD显示
图4.1 LCD显示程序流程图
4.2控制软件设计
PID控制器由比例单元P，积分单元I，微分单元D组成，通过Kp,Ki和Kd三个参数的设定。它是根据PID控制原理进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与要求的预定值一致，可以使系统更加准确，更加稳定。
PID控制有连续PID控制和数字PID控制两种，前者以模拟电子线路构成，不含智能元件（单片机），后者以微计算机为核心构成。闭环反馈控制系统的组成如图4.2框图所示。
设定值r 偏差e y 被控对象 执行机构 PID算法 ∑ - 采样 采样值 - （检测）
图4.2 闭环反馈控制系统
数字PID控制常常采用增量PID算法，表达式如下：
y(k)=y(k-1)+Δy(k) (式4-1)
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其中y(k) ------第k次输出的控制（信号）值 y(k-1)------前一次输出的控制（信号）值 Δy(k)------输出增量（可为正﹑负数）
Δy(k)=kp[e(k)-e(k-1)]+kie(k)+kD[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)] 其中：kp---比例系数
ki---积分系数 kD---微分系数
e(k): 第k次采样时的偏差值（采样值与设定值之差） e(k-1): 第k-1次采样时的偏差值（采样值与设定值之差） e(k-2): 第k-2次采样时的偏差值（采样值与设定值之差）
上式中有kp ki kD3个系数需要确定，在实际应用中具有难度，根据前人的研究，可采用如下的简化了的经验公式：
Δy(k)=kp[2.45e(k)-3.5e(k-1)+1.25e(k-2)] (式4-2) 这样就只有一个系数kp，容易在实验中调整确定。 程序总流程图
图4.3程序总流程图 PWM输出 脉宽*25% 是 判断脉宽是否大于1024 N PID算法 定时器定时1s 1s定时到关中断 电机转速脉冲计数加1 外部中断计数 初始化 计算当前电机转速 25
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第5章 电路的焊接与调试
5.1硬件电路的焊接与分布
该设计所涉及的各部分硬件电路，总体的特点是：
（1）本设计电路原理简单，所用器件大部分为常用器件，由于经济条件有限，在实际中使用的是1602液晶显示器，效果也还可以。
（2）本设计实用性较强，电路板外观精美。 （3）因电路线路较多，所以采用PCB板。
5.2电路的调试
经过测试，电路基本完成了系统的设计要求，经过测试，电机在运行时的转速控制在90~1700r／min。经过测试，反复调试，系统的误差基本可以达到与设定值1%误差。
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小 结
本文从理论设计与实际制作出发，通过对转速系统的分析和研究，根据实际应用需求，完整地设计了转速测控系统。本设计方案基本达到了任务书的要求，本系统在低转速范围具有较高的测控精度，充分利用了单片机的内部资源，有很高的性价比，而且硬件电路简单，程序编程简单和运算速度快，可用于各行业转速测控。总的来说在这次毕业设计的过程中我学习到了很多的东西，也是我第一次完成那么大的系统。从软件到硬件甚至还涉及到很多其他门类的知识。我更好地认识到细心和耐心对工作的重要性。
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