數(shù)字式直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書-wenkub
2022-09-07 12:06:03 本頁面
【正文】 使部分器件處于常通或者常斷狀態(tài)，以減少開關(guān)次數(shù)和開關(guān)損耗以及提高可靠性，但是系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能也會受到降低。 L298N 是專用驅(qū)動集成電路，屬于 H橋集成電路，與 L293D 的差別是其輸出電流增大，功率增強(qiáng)。 在實(shí)際電路中，由于可逆 PWM 變換器的特殊性，要求四個(gè)三極管的性能基本一致，在實(shí)際中很難實(shí)現(xiàn)，而且用分離元件構(gòu)建橋式可 逆 PWM變換器比較復(fù)雜。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就顯示黑色，這樣即可顯示出圖形。 (4) 功率消耗?。阂壕э@示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC上，因此耗電量比其它顯示器要小得多。只要按下編碼鍵盤的某一個(gè)鍵，它就能產(chǎn)生這個(gè)鍵的代碼，并稱為鍵碼，與此同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，以通知 CPU接收鍵碼，編碼鍵盤的優(yōu)點(diǎn)是使用比較方便，亦不需要編寫太復(fù)雜的程序。非編碼鍵盤幾乎不需要什么附加的硬件電路，目前，在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中獲得較普遍的采用。所以本設(shè)計(jì)選用非編碼鍵盤中的獨(dú)立式按鍵。另外，其體積小，對于強(qiáng)磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。 、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。 80C51 單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個(gè)尺寸有限的集成電路芯片上 [2]。 （二） 方案二：選擇 STC12C5A60S2 作為本系統(tǒng)的控制芯片。 由于 STC12C5A60S2 具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 無法解密，采用宏晶 最新第六代加密技術(shù) 2. 超強(qiáng)抗干擾，整機(jī)輕松通過 2萬伏經(jīng)典測試 3. 速度快、 1 個(gè)時(shí)鐘 /機(jī)器周期，可用低頻晶振，大幅降低 EMI 4. 超低功耗 5. 輸入 /輸出口多，做多有 44 個(gè) I/O口， A/D 做按鍵掃描還可以節(jié)省很多I/O 6. 在系統(tǒng)可編程，無需編程器，無需仿真器，可遠(yuǎn)程升級 7. 內(nèi)部集成高可靠復(fù)位電路，外部復(fù)位電路可徹底省掉，當(dāng)然也可以繼續(xù)用外部復(fù)位電路。根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法主要有 :M 法 (測頻法 ) 、 T 法 (測周期法 ) 和 MPT 法 (頻率 P周期法 ) 。當(dāng)被測轉(zhuǎn)速較高或電機(jī)轉(zhuǎn)動一圈發(fā)出的轉(zhuǎn)速脈沖信號的個(gè)數(shù)較大時(shí) ,才有較高的測量精度 ,因此 M 法適合于高速測量。在極端情況下 ,時(shí)間的測量會產(chǎn)生士 1 個(gè)高頻脈沖周期 ,因此 T 法在被測轉(zhuǎn)速較低 (相鄰兩個(gè)轉(zhuǎn)速脈沖信號時(shí)間較大 ) 時(shí) ,才有較高的測量精度 ,所以 T 法適合于低速測量。 由于本系統(tǒng)對測速精度要求較高，且 M/T發(fā)測速在高速和低速都具有較高的測速精度。如圖 。電動機(jī)的當(dāng)前速度與設(shè)定速度通過液晶屏顯示出來。 該最小系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)： 1. 有可供用戶使用的大量 I/O 口線。80C51單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種。振蕩晶體可在 到12MHZ 之間選擇。 復(fù)位電路的作用 在上電或復(fù)位過程中，控制 CPU 的復(fù)位狀態(tài)：這段時(shí)間內(nèi)讓 CPU 保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止 CPU 發(fā)出錯(cuò)誤的指令、執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。即是人為的在復(fù)位輸入端 RST 上加入高電平。 P 1 . 0 / A D C 01P 1 . 1 / A D C 12P 1 . 2 / R x D 23P 1 . 3 T x D 24P 1 . 4 / S S5P 1 . 5 / M O S I6P 1 . 6 / M I S O7P 1 . 7 / S C L K8R S T9R x D1 0T x D1 1I N T 01 2I N T 11 3T 01 4T 11 5W R1 6R D1 7X T A L 11 8X T A L 21 9GND20P 2 . 02 1P 2 . 12 2P 2 . 22 3P 2 . 32 4P 2 . 42 5P 2 . 52 6P 2 . 62 7P 2 . 72 8N A2 9A L E3 0E X L V D3 1P 0 . 73 2P 0 . 63 3P 0 . 53 4P 0 . 43 5P 0 . 33 6P 0 . 23 7P 0 . 13 8P 0 . 03 9VCC40I C 1S T C 1 2 C 5 A 6 0 S 2+ 5C R Y 11 2 MC 43 0 PC 53 0 PX T A L 1X T A L 2X T A L 1X T A L 2R 11 0 0A J 1S W _ P BR 21 0 KC 14 7 u F+ 5R S TR S TI N P U T +I N P U T E N a b l eP 3 . 0P 3 . 1D A T A 0D A T A 1D A T A 2D A T A 3D A T A 4D A T A 5D A T A 6D A T A 7W RR DC SR SR E S E TI / O _ S i g a lL E D 1L E D 2 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 電源選用 7805 系列芯片構(gòu)成一個(gè)輸出正 5V 直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。 IC采用集成穩(wěn)壓器 7805， C C8 分別為輸入端和輸出端濾波電容， C7 瓷片電容用于改善紋波特性，抑制輸入的過電壓；由于本系統(tǒng)所需 +5V 電流大，故在 7805 背面加上散熱器，增加散熱性。系統(tǒng)在工作中，數(shù)字器件會在電源和地上引入大量的脈沖干擾。用戶可以根據(jù)液晶顯示屏上的數(shù)字，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，為調(diào)速提供了方便。 該液晶接口為 8位的數(shù) 據(jù)口， 5個(gè)控制端，該液晶控制有多種模塊，通過配置相關(guān)寄存器進(jìn)行操作，比如窗口操作，黑白顯示操作，讀取液晶某一像素點(diǎn)值，常規(guī)操作為在屏上一位置點(diǎn)寫一個(gè)顏色值比如說： 0Xffff,全白， 0X000 全黑。如圖 所示。當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)，相應(yīng)的 P2 口就接地，該 P2口就由高電平變?yōu)?15 低電平。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用 [4]。這樣吸合、 釋放 ，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。如果驅(qū)動電路工作在正常狀態(tài)， LM358 輸出電壓為低電平，三極管 8050 工作在截止?fàn)顟B(tài)，繼電器工作在“常閉狀態(tài)”。 + 1 2C i r c u t c o n t r o l1122334455K 1R E L A Y S P D Ti n +5i n 6O u t p u t 27V+8V4U BL M 3 5 8123I C 2T L 4 3 1R 82 0 0R 92 0 k+ 5r e f+ 5Q 38 0 5 0R 1 01 0 0R 1 12 0 0+ 5 圖 速度檢測電路 脈沖式光電傳感器的作用原理是光電器件的輸出僅有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，也就是“通”與“斷”的開關(guān)狀態(tài)，即光電器件接受光照時(shí)，有電信號輸出；光電器件不接受光照時(shí)，無信號輸出。這樣，電機(jī)每轉(zhuǎn)動一圈，發(fā)射管的光線會照射到接收管兩次，接收管就會產(chǎn)生兩個(gè)電信號脈沖，經(jīng)過比較器整形后接入控制器。 L298 內(nèi)部的每個(gè) H橋的下側(cè)橋臂晶體管發(fā)射極連在一起，其輸出腳（ SENSEA 和 SENSEB）用來連接電阻檢測電流。其中 D D D D4四個(gè)二極管用于保護(hù) L298。 I N P U T +I N P U T E N a b l eI N 15I N 27I N 31 0I N 41 2E N A6E N B1 1S E N S E B1 5o u t 41 4o u t 31 3o u t 23o u t 12Logic vss9GND8Power VSS4S E N S E A1U 1L 2 9 8O u t p u t +O u t p u t + 1 2+ 5R 1 21 RC i r c u t c o n t r o l1122334455K 1R E L A Y S P D TD 11 N 5 8 1 9D 21 N 5 8 1 9D 31 N 5 8 1 9D 41 N 5 8 1 9J 1 0C O N 3J 9C O N 3J 1 1C O N 2在 背 面 之 間 加 濾 波 電 容 圖 驅(qū)動電路 系統(tǒng)總體程序框圖 本系統(tǒng)直接應(yīng)用 STC12C5A60S2 的軟件方法實(shí)現(xiàn) PWM 信號的輸出，這比硬件實(shí)現(xiàn) PWM 信號成本低、限制少、實(shí)現(xiàn) 便捷。當(dāng)需要改變電機(jī)轉(zhuǎn)動方向時(shí)，兩個(gè)引腳的輸出相反。如圖 所示。系統(tǒng)調(diào)試的目的是查出系統(tǒng)中硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)中存在的錯(cuò)誤以及可能出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)問題，以便修改設(shè)計(jì)，最終使系統(tǒng)能正確地工作。 解決方案：模擬和數(shù)字分開供電。 單片機(jī)最小系統(tǒng)調(diào)試
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