【正文】 轉(zhuǎn)換到 5V。 4．1 電源電路Vin3GND2+5V 1200。253。182。203。206。200。209。185。198。247。78L05166。204。F 166。204。FC310166。204。F24V 5V 圖 41124V 直流電源經(jīng)三端穩(wěn)牙器 74L05 輸出即為單片機(jī)所要求的+5V 電源。電路中接入電容 CC 2 是用來實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償?shù)?，可防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩并抑制電路引入的高頻干擾。大容量的 C3 是電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。D 是保護(hù)二極管，當(dāng)輸入端意外短路時(shí)，給輸出電容器 C3 一個(gè)放電通路，防止 C3 兩端電壓作用于調(diào)整管的 be 結(jié)，造成調(diào)整管直流電動(dòng)機(jī) 單片機(jī) 顯示部分轉(zhuǎn)速傳感器控制電路驅(qū)動(dòng)江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文6be 結(jié)擊穿而損壞。4．2 顯示電路顯示部分采用單片機(jī)串口通訊，以節(jié)省單片機(jī)的端口，單片機(jī)通過中斷的方式為顯示服務(wù)。直流電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為 190 轉(zhuǎn)每分大約需要三位數(shù)碼顯示。驅(qū)動(dòng)器采用 74LS164 串接 510 歐的限流電阻。4．3 控制電路IN026 msb21 2122 20IN127 23 1924 18IN228 25 826 15IN31 27 14lsb28 17IN42 EOC 7IN53 ADDA 25IN64 ADDB 24ADDC 23IN75 ALE 22ref()16 ENABLE 9START 6ref(+)12 CLOCK 10ADC080910K12MHZEA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 108051C130PFC130PF+51 23161。221。1A74ALS024 56161。221。1B74LS028910161。221。1C74LS02打開系統(tǒng)電源后由電位器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，IN0IN6 線上那一路模擬電壓被轉(zhuǎn)換成數(shù)字量由 ADDAADDC 線上的地址決定。 ADDC0809 內(nèi)部“地址鎖存與譯碼”電路便能把 IN0線上模擬電壓送入 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器此時(shí)，若單片機(jī)使 STAR 線處于高電平，則 ADC0809便開始 A/D 轉(zhuǎn)換，一旦 A/D 轉(zhuǎn)換完成，ADC0809 一方面把 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量送入它的三態(tài)輸出緩沖器另一方面又使 EOC 線變?yōu)楦唠娖较騿纹瑱C(jī)提出中斷請(qǐng)求。單片機(jī)檢測(cè)和響應(yīng)該中斷請(qǐng)求后就通過使 rd 非變?yōu)榈碗娖蕉?OE 線變高，以便可以從 2128 引線上取走A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。單片機(jī)根據(jù) A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量輸出相應(yīng)的巨型脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)經(jīng) 74LS245 放大后經(jīng)光電藕荷控制繼電器。4．4 驅(qū)動(dòng)電路及原理 下面主要對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行一下介紹：電動(dòng)自行車使用 24V 直流電機(jī)， 對(duì)于這種小功率直流電機(jī)的調(diào)速方法一般有兩種。一種線性型：使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。線性型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，成本低，加速能力強(qiáng)，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運(yùn)行時(shí)，通過電阻 R 的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大。另一種脈寬調(diào)制型：脈寬調(diào)速（PULSE WIDE MODULATION——PWM）較常用的一種調(diào)速方式，這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可以實(shí)現(xiàn)頻繁的無級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的等優(yōu)點(diǎn)。因此決定采用 PWM 方式控制直流電機(jī)。永磁式直流電機(jī)脈寬調(diào)速原理 永磁式直流電動(dòng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速由電樞電壓 UD 決定，電樞電 UD 越高電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，電樞電壓 UD 降為 0V，電機(jī)就停轉(zhuǎn)。直流電機(jī)的具體調(diào)速過程是：先讓它啟動(dòng)一段時(shí)間，然后切斷電源，電動(dòng)機(jī)因慣性而降速轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)速降到一定限度時(shí)使電動(dòng)機(jī)再次接通電動(dòng)機(jī)因此而再次加速。不斷的給電樞兩端送入脈動(dòng)電壓源（即脈動(dòng)信號(hào)） 就可以使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在指定的范圍內(nèi)。如圖 441 所示：江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文8脈沖信號(hào)： tT轉(zhuǎn)速： VMAXVDVMIN 圖 441 VMAX為電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速值。V MIN為電動(dòng)機(jī)的最小轉(zhuǎn)速值。V D為二者的平均值。VD=D * VMAX 式中 D=t/T 稱為占空比 D 越大 VD就越大反之亦然。平均轉(zhuǎn)速和電樞上的脈沖占空比 D 之間的關(guān)系如 442 圖：VD（平均速度）0 1 D（占空比）圖 442由圖可知，平均轉(zhuǎn)速與占空比并非完全的線性關(guān)系，但可以近似的看成是線性關(guān)系。因此電動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速 VD 就可以有占空比 D 加以控制。PWM 調(diào)速分為雙向式和單向式兩種一種雙向式在一個(gè)脈沖周期內(nèi)(T=Ta＋Tb)，T1 和 T3 導(dǎo)通的時(shí)間為 Ta，T2 和 T4 導(dǎo)通的時(shí)間為 Tb，這樣在 Ta 這段時(shí)間內(nèi)，電機(jī)通過的是正向電流，在 Tb 這段時(shí)間內(nèi)為反相電流。當(dāng) Ta=Tb 時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)，TaTb 時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)， Ta Tb 時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)。另一種單向式單向式的電路更雙向式相同。不同的是，在電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，Tb 這段時(shí)間內(nèi)不通過反向電流，電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，Ta 內(nèi)不通過正向電流。其調(diào)速原理基本與雙向式相同。單向式與雙向式相比，三極管的開關(guān)頻率少一半，比較不容易發(fā)生上下三極管導(dǎo)通而造成電源短路的情況,故可靠性有所提高，但控制性能比雙向式稍差。外特性、低速性能也不如雙向式好。 圖 445 電路 如上圖 445 左所示為雙向式調(diào)速方式下速度與占空比關(guān)系曲線，圖 315 右為單向式調(diào)速方式曲線。 綜合以上兩種方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并考慮到電動(dòng)自行車對(duì)調(diào)速精度要求不太高，以及省電，器件損耗等各方面因素，決定采用單向式 PWM?？紤]到編程時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生使 TTTT4 都導(dǎo)通的情況，以至電源短路，燒毀器件。由于采用單片機(jī)控制電機(jī)，如果單片機(jī)的電源采用與電機(jī)同一電源，雖然經(jīng)過穩(wěn)壓、濾江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文10波，但是單片機(jī)仍然容易受到電機(jī)以及繼電器的干擾，為了避免干擾，采用光電隔離，單片機(jī)和電機(jī)采用兩套電源。4N26 光耦一般需要 2mA 以上的驅(qū)動(dòng)電流，由于單片機(jī)的輸出電流只有幾百微安，故需要先接 74LS245 或者接一個(gè)三極管增加驅(qū)動(dòng)能力（74LS245 的高電平驅(qū)動(dòng)能力為 15mA）。光耦的輸出再接給達(dá)林頓管，考慮到電機(jī)的短路電流有 2A，故選用 TIP132 型號(hào)的達(dá)林頓管（允許通過的最大瞬時(shí)電流為 8A）。另外在達(dá)林頓管的 C 極和電源的正極之間接一個(gè)耐流為 2A 的二極管，這樣在關(guān)斷電源后，使繼電器反相，可以讓電機(jī)放電，這樣停車時(shí)車不至于因?yàn)閼T性滑行太遠(yuǎn)而浪費(fèi)能源。因此時(shí)以關(guān)斷了電源，要將電動(dòng)車停下來而采取的無謂制動(dòng)不能將電能回饋給蓄電池?？紤]到電動(dòng)自行車對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速，距離控制的要求不高，為了簡(jiǎn)化程序和外接電路，所以沒有考慮采用閉環(huán) PWM 控制，用開環(huán) PWM 控制就可以實(shí)現(xiàn)自行車的功能。脈沖信號(hào) Ta Tb工作時(shí) Ta 為高電平，通過光耦驅(qū)動(dòng)復(fù)合管 T 導(dǎo)通，此時(shí) Tb 為高電平通過光耦使三極管導(dǎo)通，繼電器各線圈被短路。KK3 為長(zhǎng)閉觸點(diǎn)，所以電動(dòng)機(jī)加正向電壓。當(dāng) Tb 為底電平時(shí)所有繼電器得電，常開觸點(diǎn)閉合常閉觸點(diǎn)打開，KK3 斷開 KK4 導(dǎo)通。電動(dòng)機(jī)加反向電壓。如果保證 TaTb 則電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。通過改變 Ta 、Tb 的占空比即可改變轉(zhuǎn)速。5 主要器件性能及原理5．1 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8051 是 MCS51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明： 中央處理器 中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸