【正文】 包括人對應用系統(tǒng)的狀態(tài)干預與數(shù)據(jù)輸入，以及應用系統(tǒng)向人們顯示運行結果等。顯示器、鍵盤電路就是用來完成人機對話的人—機通道。本次設計中要求作到4組LED顯示，LED顯示器的控制方式為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種，因此在選擇LED驅(qū)動時，一定要先確定顯示方式。若選擇靜態(tài)顯示，則LED驅(qū)動器的選擇較為簡單，只要驅(qū)動器的驅(qū)動能力與顯示器電流相匹配即可。而且只須要考慮段的驅(qū)動因為共陽極接+5V，而共陰接地，所以位的驅(qū)動不要考慮。動態(tài)顯示則不同，由于一位數(shù)據(jù)的顯示是由段選和位選信號共同配合完成的，因此，要同時考慮段和位的驅(qū)動能力，而且段的驅(qū)動能力決定位的驅(qū)動能力。如圖37所示。圖37 顯示模塊電路 電機控制設計壓力傳感器將壓力信號經(jīng)過A/D轉換后輸入到單片機，如果壓力和設定壓力有偏差，單片機將控制變頻器調(diào)頻使壓力值穩(wěn)定，當變頻主電機由變頻器拖動運行至最大頻率，壓力如還不能達到設定的壓力值，則MCU自動啟動定頻副電機，以期保持供水壓力恒定。這樣不但減小了電動機的無功功率，而且提高了水泵的工作效率，節(jié)約了能源。圖38 電機控制電路 穩(wěn)壓電源模塊大部分的電子電路與電子設備都需要有一個穩(wěn)定的直流電源提供能量，而且對于我們通常所接觸的控制器而言，一般都是利用電網(wǎng)提供的交流電源，經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓后，濾去其不穩(wěn)定的脈動、干擾成分，提供一個穩(wěn)定的直流電壓，來使電子電路與電子設備保持正常的工作。并且，我們目前絕大部分電子電路與電子設備都是使用線性電源，即通過降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后提供穩(wěn)定的直流電壓給電子電路及芯片工作的。固定式三端穩(wěn)壓電源(7805)是由輸出腳Vo,輸入腳Vi和接地腳GND組成,它的穩(wěn)壓值為+5V,它屬于CW78xx系列的穩(wěn)壓器,輸入端接電容可以進一步的濾波,輸出端也要接電容可以改善負載的瞬間影響,此電路的穩(wěn)定性也比較好。由于固定式三端穩(wěn)壓電源（7805），而本次設計電路電流在1A到2A之間，考慮到電路的一般余量在2倍到3倍左右。故本次設計電源電路需要采用擴流電路，如圖39。圖39 穩(wěn)壓電源電路采用外接PNP型大功率管的方法，這是一種最基本的擴展電流電路，擴展的輸出電流取決于外接功率管的電流負載量，電路中的R1是VT的偏置電阻，為VT1提壓導通時的基極偏壓，VT與集成穩(wěn)壓器內(nèi)電路中的NPN型調(diào)整管組成復合管，設Ir為流過電阻R1中的電流，Ic為流過外接調(diào)整管的集電極電流，Td為7805的靜態(tài)工作電流，這時7805的輸出電流為Ioxx，可表示式中為VT的電流放大系數(shù)，穩(wěn)壓擴展后的輸出電流Io可表示為。，則穩(wěn)壓器的擴展后的輸出電流為3A，加一只二極管VD與R1并聯(lián)，當輸出電流超過額定植時，保護電阻R2上的壓降增大，必然會使VT1的Vbe減小，從而使VT1的輸出電流減小，以至不導通，這樣便達到了保護外接管的目的。電路中的VT1可選用3CD6等PNP型硅低頻大功率管。 特殊器件的介紹本系統(tǒng)中主要使用了如下一些功能器件：DAC0832,ADC0809, 變頻器。下面就這些器件的功能特點、主要參數(shù)和使用方法作相應說明。 變頻器介紹通用變頻器的選擇包括變頻器的型式選擇和容量選擇兩個方面。其總的原則是首先保證可靠地實現(xiàn)工藝要求，再盡可能節(jié)省資金。表31 三菱FR500系列標準規(guī)格型號FRA540 KCH適用電機容量（KW）（注1）輸出額定容量（KVA）（注2）3額定電流（A）46912過載能力（注2）150% 60s 200% （反時限特性）電壓（注4）三相 380V至480V 50Hz/60Hz再生制動轉矩最大值允許使用率100%轉矩2%ED電源額定輸入交流電壓、頻率三相 380V至480V 50Hz/60Hz交流電壓允許波動范圍323至528V 50Hz/60Hz允許頻率波動范圍177。5%電源容量（KVA）（注5）912保護結構（JEM 1030）封閉型（IP20 NEMA1）（注6）冷卻方式自冷強制風冷大約重量（㎏） 連同 DU根據(jù)控制功能可將通用變頻器分為三種類型：普通功能型V/F控制變頻器、具有轉矩控制功能的高性能型V/F控制變頻器（也稱無跳閘變頻器）和矢量控制高性能型變頻器。變頻器類型的選擇要根據(jù)負載的要求進行。對于風機、泵類等平方轉矩，低速下負載轉矩較小，通常可選擇普通功能型的變頻器。對于恒轉矩類負載或有較高靜態(tài)轉速精度要求的機械采用具有轉矩控制功能的高功能型變頻器則是比較理想的。因為這種變頻器低速轉矩大，靜態(tài)機械特性硬度大，不怕負載沖擊，具有挖土機特性。為了實現(xiàn)大調(diào)速比的恒轉矩調(diào)速，常采用加大變頻器容量的辦法。對于要求精度高、動態(tài)性能好、響應快的生產(chǎn)機械（如造紙機械、軋鋼機等），應采用矢量控制高功能型通用變頻器。大多數(shù)變頻器容量可從三個角度表述：額定電流、可用電動機功率和額定容量。其中后兩項，變頻器生產(chǎn)廠家由本國或本公司生產(chǎn)的標準電動機給出，或隨變頻器輸出電壓而降低，都很難確切表達變頻器的能力。選擇變頻器時，只有變頻器的額定電流是一個反映半導體變頻裝置負載能力的關鍵量。負載電流不超過變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本原則。在調(diào)速范圍不大的情況下，選擇較為簡易的V/F控制方式的變頻器。當調(diào)速范圍很大時，應考慮采用有反饋的矢量控制方式。，但對于負荷變化時其轉距仍然隨負荷變化。當轉矩變動范圍不大時，可選擇較為簡易的V/F控制方式的變頻器，但對于轉矩變動范圍較大的負載，應考慮采用無反饋的矢量控制方式。，可考慮選擇較為簡易的V/F控制方式的變頻器，而在要求較高的場合，則必須采用有反饋的矢量控制方式。在眾多變頻器中基于運行可靠性、價格適中我們選定三菱公司出品的FR500系列。由式（31）和所要求的調(diào)速范圍90～1500r/min我們可以計算出變頻的范圍： （31） （32）即頻率的調(diào)節(jié)范圍為～之間，另外，考慮到此前我們選用的YVP100L14 型變頻電機其標稱功率P=，額定電流IN=，對于三菱公司的FR500系列變頻器標準規(guī)格型號的查看，如上表31所示， DAC0832介紹下面我就把DAC0832芯片各引腳功能介紹一下，圖39為其管腳圖：ILE：允許輸入鎖存。CS：片選信號。它與ILE結合起來用以控制WR1是否作用。WR1：寫信號1。在CS和ILE有效下，用它將數(shù)字輸入并鎖存于輸入寄存器中。WR2：寫信號2。在XFER有效下，用它將輸入寄存器中的數(shù)字傳送到8位DAC寄存器中。XFER：傳送控制信號，用它來控制了WR2是否起作用。在控制多個DAC0832同時輸出時特別有用。D0～D7：8位數(shù)字輸入，D0為最低位。Iout1：DAC電流輸出1。它是邏輯電平為1的各位輸出電流之和。Iout2；DAC電流輸出2。它是邏輯電平為0的各位輸出電流之和。Rfb：反饋電阻，該電阻被制作在芯片內(nèi)，用作運算放大器的反饋電阻。VREf：基準電壓輸入，可以超出177。10V范圍，芯片用于四象限乘時，為模擬電壓輸入。Vcc：邏輯電源。+5V～+15V，最佳用+15V。圖39 DAC0832引腳圖AGND：模擬地。芯片模擬信號接地點。 DGND：數(shù)字地，芯片數(shù)字信號接地點。LE是寄存器鎖存命令，當LE=“1”時，寄存器的輸出隨輸入變化；當LE=“0”時，數(shù)據(jù)鎖存在寄存器中，而不再隨數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)變化而變化。若ILE=“1”、CS=“0”與WR1=“0”時，使輸入寄存器的LE=“1”，當WR1變?yōu)椤?”時，輸入寄存器便將數(shù)據(jù)鎖存。同樣。若XFER=“0”且WR2=“0”時，使得DAC寄存器的LE=“1”，DAC寄存器的輸出隨輸入變化，當WR2上升沿時，將輸入寄存器中的信息鎖存在DAC寄存器中。圖中的RFB是片內(nèi)電阻，為外部運放提供反饋電阻，用以輸出適當電壓。VREF端是外電路提供的+10V至10V的參考電源，Iout1與 Iout2是兩個電流輸出端。欲將輸入數(shù)字量轉換為模擬量，只要使WR2=“0”、XFER=“0”，DAC寄存器為不鎖存狀態(tài)；當ILE=“1”，CS和WR1端接負脈沖信號，即可完成一次轉換?；蛘呤筗R1=“0”，CS=“0”，ILE=“l(fā)”，即輸入寄存器為不鎖存狀態(tài)，當WR2和XFER端接負脈沖信號，也可達到同樣目的。 ADC0809介紹1．主要特性　　1）8路8位A／D轉換器，即分辨率8位。 　　2）具有轉換起?？刂贫?。 　　3）轉換時間為100μs　　4）單個＋5V電源供電 　　5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點和滿刻度校準。 　　6）工作溫度范圍為40～＋85攝氏度 　　7）低功耗，約15mW。 2．外部特性（引腳功能）圖310 ADC0809引腳圖ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖310所示。下面說明各引腳功能。 IN0～IN7：8路模擬量輸入端?！　?1～28：8位數(shù)字量輸出端?！? ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 　　START： A／D轉換啟動信號，輸入，高電平有效。 　　EOC： A／D轉換結束信號，輸出，當A／D轉換結束時，此端輸出一個高電平（轉換期間一直為低電平）。 　　OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當A／D轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量?！　LK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。 　　REF（+）、REF（）：基準電壓。 　　Vcc：電源，單一＋5V。 　　GND：地。 ADC0809的工作過程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復位。下降沿啟動 A／D轉換，之后EOC輸出信號變低，指示轉換正在進行。直到A／D轉換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D轉換結束，結果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉換結果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。3．內(nèi)部結構表32 ADC0809通道選擇 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7ADC0809由一個8路模擬開關、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入,共用A/D轉換器進行轉換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉換完的數(shù)據(jù)。A／D 轉換器的主要技術指標是轉換誤差、分辨率、轉換速度。ST為轉換啟動信號。當ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉換；在轉換期間，ST應保持低電平。EOC為轉換結束信號。當EOC為高電平時，表明轉換結束；否則，表明正在進行A/D轉換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數(shù)據(jù)。OE＝1，輸出轉換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7－D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。ADC0809通道選擇表如表32所示。8位A/D轉換器IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN78路A/D轉換器ABCALE地址鎖存與譯碼D0D1D2D3D4D5D6D7VCCGND三態(tài)輸出鎖存器EOCOE VREF(+) VREF()圖311 ADC0809芯片的內(nèi)部邏輯結構 74LS245介紹圖312 74LS245引腳圖74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動led或者其他的設備,用法很簡單如上圖,這里簡單的給出一些資料，他是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當片選端/CE低電平有效時，DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸；DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；當/CE為高電平時，A、B均為高阻態(tài)。 單片機AT89C51AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4Kbytes的可反復察寫的只讀程序存儲器和128bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲器技術生產(chǎn)，兼容MCS51的指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大。AT89C51引腳圖如圖313所示：圖313 單片機引腳圖主要性能參數(shù)：與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容、4K字節(jié)可重察寫Flash閃速存儲器、全靜態(tài)操作0HZ—24MHZ