比例电磁阀驱动电源软件设计比例电磁阀驱动电源软件设计分类号：TP 2 编号：BY 15 5033 10/11/2 14-0703沈阳化工大学本科毕业论文题目：比例电磁阀驱动电源软件设计院系：信息工程学院专业：电气工程及其自动化班级：0703学生姓名：XXXX指导教师：XXXX论文提交日期：2011年6月27日论文答辩日期：2011年6月28日毕业设计（论文）任务书电气工程及其自动化专业电气0703班学生：XXX摘要本文以国外比例阀电源控制器的功能和技术参数为参考，致力于将外部标准输入信号转换成PWM电压信号,通过控制驱动PWM电压的占空比，实现控制主电路的大信号;通过闭环设计，补偿线圈的温升影响，使比例电磁阀的电流稳定，保持比例阀的开度不变，达到提高流量的控制精度的目的；同时，通过增加频率可调环节，选择适用于比例阀的最优脉动性。
由于控制途径是采用电流闭环控制,保证了电流的稳定性。
经过仿真与实验分析，完成了单片机控制器的设计。
在硬件电路设计方面，根据本设计控制对象的特点，本文采用了STC12C5A60S2为核心控制器件在使用特殊功能寄存器功能下的PWM驱动电路方案，将理论计算和面包板调试相结合的方法,实现了主电路和驱动控制电路的参数研究，完成了控制主电路,PID调节电路和电流反馈控制电路的设计工作。
其中工作主电路部分主要使用单片机直接输出PWM控制信号。
本文设计最后进行了实际测试，实验结果表明本文所设计的电路基本都能满足控制要求，对电磁阀平稳、宽范围内的流量控制有着明显的作用。
关键词：电磁阀；单片机；PWM；PIDAbstractIn this paper, the proportion of foreign power controller valve function as a reference, is committed to an external standard voltage input signal into a PWM signal, PWM voltage by controlling the duty cycle of drive to achieve control of the main circuit of the large-signal; through closed-loop design, the compensation coil The temperature rise, the solenoid valve with a stable current to maintain the same ratio of valve opening, to improve the accuracy of flow control purposes; the same time, by increasing the frequency adjustable links, choose the best for the pulse of proportional valve . As the current control approach is the use of closed-loop control to ensure that the current stability. Through simulation and experimental analysis, completed the micro-controller design.In circuit design, according to the characteristics of the design control object, we use as the core control device STC12C5A60S2 SFR functions using the PWM drive circuit under the program, the theoretical calculations and bread board debugging method of combining to achieve the main circuit and drive control circuit parametric studies, completed the main control circuit, PID regulator circuit and current feedback control circuit design. The major part of the main circuit which work directly with the microcontroller output PWM control signal.Finally, this design was the actual test, experiment results show that the design of the control circuit to meet the basic requirements of the solenoid valves smooth, wide range of flow control has a significant role.Key words: Solenoid valve；SCM；PWM；PID目录第一章国内外发展概况 (1)1.1 国际驱动电源现状 (1)1.2 国内驱动电源现状 (1)1.3 比例电磁阀驱动电源设计的意义 (2)第二章比例电磁阀电流环控制优缺点 (3)1.1与开环控制比较优点 (3)1.2与电流流量双闭环控制缺点 (3)第三章比例电磁驱动电源设计原理 (4)3.1 总体方案 (4)3.2 基本思路 (4)3.2.1 比例电磁阀简介 (5)3.2.2 硬件要求 (5)3.3 比例电磁阀驱动电源的功能 (5)3.3.1 功能简介 (5)3.3.2 技术指标 (6)3.3.3 优点 (7)第四章硬件系统设计分析 (8)4.1 控制电路 (8)4.2主电路 (10)4.3 放大电路 (11)4.4 按键与显示电路 (12)第五章软件系统设计 (14)5.1 软件设计的整体思路 (14)5.2 编程工具Keil uVision4 (14)5.2.1 Keil的概述 (14)5.2.2 Keil uVision4的组成 (15)5.3 初始化 (15)5.3.1 系统的始化 (15)5.4 主程序 (15)5.5 子程序 (17)5.5.1 系统时钟初始化子函数 (17)5.5.2 7279芯片初始化 (18)5.5.3 定时器0初始化子函数 (19)5.5.4 PWM初始化子函数 (20)5.5.5 延时子函数 (22)5.5.6 数码管显示子函数 (22)5.5.7 键处理子函数 (23)5.5.8 PWM处理子函数 (24)5.5.9 AD转换子函数 (24)5.5.10 PID算法子函数 (25)第六章实验结果及数据分析 (28)6.1 Proteus仿真软件简介 (28)6.2 调试中出现的问题及实验结果 (28)6.2.1 调试中的问题 (28)6.2.2 实验结果 (29)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录A 硬件原理图 (34)附录B 显示电路原理图 (36)附录C 硬件实物图 (37)第一章国内外发展概况1.1 国际驱动电源现状根据美国半导体产业协会（SIA）的预测，从2009年到2011年，全球半导体销售额的年复合增长率（CAGR）约为9.7%，到2011年将达3090亿美元。
从地理位置来看，SIA预计亚太地区（日本除外）是增长最迅速的地区，从2009年到2012年将以14.1%的CAGR增长——市场规模从2008年的888亿美元成长到2011年的1504亿美元。
亚洲的市场占有率预计将增加7个百分点，达到48.6%，而其它所有地区的占有率则下降。
SIA主席George Scalise在2009年11月中旬指出，虽然IT产品继续是半导体的最大应用市场，但消费电子将是带动市场成长的最主要力量。
与此相同，市场调查公司Databeans在最后的一份报告中表示，消费电子市场已经从历来的线性成长趋势一跃而为指数成长。
Databeans 估计2008年消费半导体营收427亿美元，占2140亿美元的整个半导体市场的20%左右。
平均每年成长12%，到2012年消费电子产品市场占有率应该达到22%，大约810亿美元。
1.2 国内驱动电源现状我国的电源技术研究，从理论到实验、仿真，与世界水平比较是不低的，在一些方面还常有突破，但是在产品方面，结构和工艺的差距就明显了。
现在看来，我国电源企业据统计大小有几千家。
有条件的企业能实现整机系统集成、全自动的生产，产品体积小，具有明显优势，若价格便宜又能大量供货，自然就会占领市场。
而那些中小企业或者被兼并或者自然淘汰。
现在我国一些大公司生产的开关电源，性能完全可以和进口产品竞争，因而有一定数量的出口。
在国内的研究领域已出现了一些可喜的动向，然而对一些固定产品的驱动电源研究却很少，如对德国Burket电磁阀的驱动，国内的驱动电源很难达到其要求的效果。
1.3 比例电磁阀驱动电源设计的意义随着机械控制和工业，医疗的发展，比例电磁阀以其显著的优越性，已成为现代一些重工业和清工业控制领域的发展趋势之一。
而综观中国市场对电磁阀的需求，犹如一个金字塔结构。
塔尖为进口产片所有，以质精,价高，量小垄断着高端用户。
塔的中部事外商独资，合资企业的地盘，对应要求阀门质量上乘，价格适中的中高端用户。
至于内资企业基本上是在塔底徘徊，以拼数量，拼价格的方式争夺着低端用户。
随着中国用户采购行为的日趋理性化，品牌与质量越来越受到重视，独资，合资企业的产品也越来越受到青睐。
同时，独资合资企业又不断通过用提高质量，降低成本的方式蚕食着进口产品的份额[1]。
用户之所以选择进口产品的最终因素就是质量，质量是品牌决策的关键，价格方面只要在承受的范围之内宁可选择较贵一点但品质有保证的产品。
因为这样不但可以节约维护成本，还可以减少不必要的时间浪费。
为了实现比例电磁阀平稳，宽范围的调节要求，就需要优化比例电磁阀驱动技术来提高流量的稳定性。
我国的电源技术研究，从理论到实验仿真，与世界水平相比是不低的，但是在产品方面，结构和工艺的差距就明显了。
目前我国主要应用国外电磁阀厂商自带的驱动电源，这就加大了成本的投入。
为了能够使电磁阀发挥更好的性能，优质的驱动电源是必不可少的，因此本设计具有实际的工作意义。