【正文】 大,使電機(jī)相電流隨頻率(或轉(zhuǎn)速)的升高而減小,從而導(dǎo)致力矩減小。的微步步進(jìn)每一分步指針旋轉(zhuǎn)(1/12)176。, 經(jīng)過180∶1的齒輪減速, 指針旋轉(zhuǎn)(1/3)176。, 這就是步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動的基本理論依據(jù)。, 每一步 (即每一拍) 移動30176。如C相通電,A、B相不通電, 齒3與C對齊, 轉(zhuǎn)子又旋轉(zhuǎn)30176。如圖22所示, 對于三相步進(jìn)電機(jī)來說, 定子的每相磁極在空間相差120176。圖21 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)167。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由軟磁材料制成, 定子上有多相勵磁繞組, 利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 步進(jìn)電機(jī)介紹本系統(tǒng)主要是對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，為了達(dá)到良好的控制效果，首先要了解步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)及其工作原理，下面對此進(jìn)行簡要描述。167。 國外現(xiàn)有技術(shù)在國外，隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和普遍應(yīng)用，許多國家都采用了基于單片機(jī)系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的表芯，更好地提高了拖拉機(jī)儀表的可靠性、測量精度和使用壽命,并且更容易實(shí)現(xiàn)一些相關(guān)的操作和控制。其I/ O 引腳能夠吸收20mA 電流,可以直接驅(qū)動LED 或者繼電器線圈,為輸出指示、報警或者控制信號提供了極大的便利。例如中國第一拖拉機(jī)股份公司東方紅80290 輪式拖拉機(jī)儀表利用ATMEL公司生產(chǎn)的單片機(jī)AT90S2313 實(shí)現(xiàn)了拖拉機(jī)儀表的顯示功能,效果良好。而我國拖拉機(jī)生產(chǎn)始于建國初期，起步相對較晚，在車用儀表顯示系統(tǒng)方面與國外先進(jìn)水平也存在著一定差距。目前，國內(nèi)大部分中、高檔轎車均配套使用步進(jìn)電機(jī)汽車儀表。早期沒有小時計，人們難以準(zhǔn)確判斷機(jī)器的工作時間，所以很難對機(jī)器進(jìn)行及時而恰當(dāng)?shù)木S護(hù)。拖拉機(jī)的很多部件在工作當(dāng)中會磨損，機(jī)油會消耗，從看小時計的讀數(shù)我們大致上可以知道哪些部件在什么時候需要更壞或調(diào)校和什么時候要更換機(jī)油，以保證拖拉機(jī)工作良好的狀態(tài)下。 維護(hù)機(jī)器方面 拖拉機(jī)的柴油機(jī)有一個正常工作的轉(zhuǎn)速范圍，駕駛員在駕駛拖拉機(jī)時實(shí)時關(guān)注拖拉機(jī)轉(zhuǎn)速表不至于過度加油門損壞機(jī)器，從而讓柴油機(jī)在工作在安全的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。由于拖拉機(jī)的油耗比較大，當(dāng)拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)的時候，如果此時發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速很高無疑是造成了油料的浪費(fèi)，所以我們有必有設(shè)計一個可以準(zhǔn)確反應(yīng)拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速表（怠速表）以便我們可以準(zhǔn)確的調(diào)教發(fā)動機(jī)的油泵使其工作在最經(jīng)濟(jì)省油的狀態(tài)。還可以隨時觀測到油面的高度，冷卻水的溫度和高度，以及車輛總的工作時間等。拖拉機(jī)儀表顯示系統(tǒng)的設(shè)計方案 緒論167。具體來說通過這些指標(biāo)，來全面掌握車輛的情況，對某些機(jī)械故障有提前的預(yù)測，以便及時維修和保養(yǎng)，保證車輛有效工作。在拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)在正常工作時轉(zhuǎn)速應(yīng)該和發(fā)動機(jī)的其他參數(shù)（如水溫，油壓）應(yīng)該成一定的比例關(guān)系。拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)速表參數(shù)與其他參數(shù)(水溫，油壓，氣壓等)不匹配時，說明拖拉機(jī)已經(jīng)出了問題要及時的維修與調(diào)校，否則就會出現(xiàn)大問題。167。由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子器件的成本下降，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，精確度高的拖拉機(jī)儀表顯示系統(tǒng)才得以實(shí)現(xiàn)并很好的應(yīng)用在拖拉機(jī)上，進(jìn)而開發(fā)應(yīng)用到其他的機(jī)械儀器上。其它汽車也正在配套該類型的儀表。在早期的拖拉機(jī)上使用的都是老式的機(jī)械表或者是十字機(jī)芯類儀表顯示系統(tǒng)。AT90S2313 屬于AVR90系列單片機(jī)，該系列單片機(jī)有多種引腳數(shù)目和存儲器容量的器件可供選擇。AT90S2313 支持在線編程(ISP) ,對芯片的編程可以放在整機(jī)裝配完成后進(jìn)行,這樣方便了針對不同的車型為儀表設(shè)置傳動比等常數(shù)以及以后的軟件升級。例如紐荷蘭Winner系列的CheckPanel電子系統(tǒng)、迪爾Intellitrak電子儀表系統(tǒng)、道依茲AgrotronicI電子駕駛操縱系統(tǒng)、福格森Autotronic系統(tǒng)和Datatronic系統(tǒng)等。 拖拉機(jī)儀表顯示系統(tǒng)設(shè)計要求采集拖拉機(jī)的油量、水溫、發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)，通過A/D轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)，由單片機(jī)STC12C5608AD控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動角度，最后將這些數(shù)據(jù)顯示在儀表盤上。167。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)它有兩相、三相、多相之分。 步進(jìn)電機(jī)原理反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)[10]是由相控繞組通電使對應(yīng)的磁極產(chǎn)生磁場, 并與轉(zhuǎn)子形成磁路, 由于轉(zhuǎn)子齒槽磁導(dǎo)的差異, 當(dāng)定子齒軸線與轉(zhuǎn)子齒軸線不一致時,磁極將對轉(zhuǎn)子齒產(chǎn)生吸力, 進(jìn)而形成電磁轉(zhuǎn)矩。, 而相鄰磁極相差60176。如A相通電,B、C相不通電,齒4與A對齊,轉(zhuǎn)子又旋轉(zhuǎn)30176。, 這種轉(zhuǎn)動一個齒距角所需的換相次數(shù)為3次, 稱為三拍工作方式。由此可見, 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和速度由導(dǎo)電次數(shù) (脈沖數(shù)) 和頻率所決定, 而旋轉(zhuǎn)方向由導(dǎo)電順序決定。如果要求步進(jìn)電機(jī)有更小的步距角, 更高的分辨率(即脈沖當(dāng)量), 或者為減小電機(jī)振動、噪聲等原因, 可以在每次輸入脈沖切換時, 只改變相應(yīng)繞組中額定的一部分, 則電機(jī)的合成磁勢只有旋轉(zhuǎn)步距角的一部分, 轉(zhuǎn)子的每步運(yùn)行也只有步距角的一部分, 繞組電流分成數(shù)個臺階, 則轉(zhuǎn)子就以同樣的次數(shù)轉(zhuǎn)過一個步距角, 這種將一個步距角細(xì)分成若干步的驅(qū)動方法, 稱為細(xì)分驅(qū)動。圖24 細(xì)分驅(qū)動167。所以步進(jìn)電機(jī)啟動時,為保證有足夠的啟動力矩,先使用不高于啟動頻率的頻率來驅(qū)動,啟動后再提高驅(qū)動頻率直至最高頻率,頻率不能超過最高頻率,否則會出現(xiàn)失步。使指針反向旋轉(zhuǎn)(逆時鐘)300176。第2章 硬件設(shè)計方案本設(shè)計要求實(shí)現(xiàn)對拖拉機(jī)當(dāng)前工作狀態(tài)下水溫、油量、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及工作時長等參數(shù)的記錄和顯示，顯示結(jié)果要相對精確，同時要求系統(tǒng)穩(wěn)定，指針正確歸零，在掉電的時候能夠?qū)?dāng)時的數(shù)據(jù)儲存下來，在下次開機(jī)時先讀出數(shù)據(jù)再進(jìn)行其他工作。 芯片選擇根據(jù)各功能實(shí)現(xiàn)的要求，此模塊中需要單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、傳感器、電阻、電容、開關(guān)以及晶振等。所以選擇STC系列12C5608AD型單片機(jī)作為設(shè)計控制芯片用于數(shù)據(jù)采集、掉電檢測、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片的控制。 STC12C5608AD概述超強(qiáng)抗干擾高抗靜電（ESD保護(hù)）輕松過4KV快速脈沖干擾(EFT測試）寬電壓，不怕電源抖動寬溫度范圍, 4 0℃～8 5℃掉電模式：典型功耗 空閑模式：典型功耗 正常工作模式：典型功耗 7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于電池供電系統(tǒng)，如水表、氣表、便攜設(shè)備等。 實(shí)現(xiàn)方法簡介由STC12C5608AD單片機(jī)和外圍的晶振、復(fù)位電路構(gòu)成。首先由12MHZ晶振和單片機(jī)復(fù)位電路構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的基本功能，STC12C5608AD自身帶有A/D轉(zhuǎn)換功能，其P1端口八個輸出端均可作A/D轉(zhuǎn)換端口使用。 電機(jī)驅(qū)動模塊設(shè)計方案167。而VID29系列步進(jìn)電機(jī)由VID6606驅(qū)動，其微步模式可以讓指針顯示更加精確。在驅(qū)動芯片的頻率控制端F輸入脈沖序列，可以控制步進(jìn)電機(jī)的輸出軸以微步轉(zhuǎn)動，每個微步電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)動1/12度，最大角速度可達(dá)每秒600度。CCW/CW為高電平時步進(jìn)電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)，為低電平時步進(jìn)電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊電路原理圖如圖34所示。本設(shè)計掉電檢測模塊采用電壓比較的方法來監(jiān)測系統(tǒng)掉電，通過系統(tǒng)電源電壓的分壓與預(yù)設(shè)電壓的比較從而判斷系統(tǒng)是否掉電。它專為獲得寬電壓范圍、單電源供電設(shè)計（也可以雙電源供電）。 LM2903引腳圖引腳圖如圖35所示：圖35 LM2903引腳圖167。 小時計模塊設(shè)計方案167。所以，傳統(tǒng)的液晶顯示模塊占用了大量的硬件資源并增加了程序的復(fù)雜度。斷電有儲存計時功能，存儲精確度小于36秒，斷電存儲功能是指記錄計時器的最新數(shù)據(jù)，時間是3分6秒斷電。液晶上最前端的沙漏狀光標(biāo)，以用來表明小時計式否正常工作。 電源模塊設(shè)計方案167。24V電源加上二極管和分壓電路作為掉電檢測的檢測電源使用。其 應(yīng)用時比較簡單且外圍元件較少，內(nèi)置頻率補(bǔ)償電路和固定頻率振蕩器。在控制端加2V及以上的高電平時，電源導(dǎo)通，加低于+，電源關(guān)閉。4％；振蕩器的振蕩頻率誤差范圍為177。KA78R05同普通的LM7805一樣簡單易用、價格低廉，很多電路中都有使用。KA78R05的原理圖如圖310所示：圖310 KA78R05原理圖167。因此，在設(shè)計印制電路板的時候，應(yīng)注意采用正確的方法。再放置線路上的特殊元件和大的元器件，如發(fā)熱元件、變壓器、IC等，最后放置小器件。在這一過程中，需要自己慢慢去體會，一步一步去積累經(jīng)驗(yàn)。電源線、地線、無反饋組件的基極走線、發(fā)射極引線等均屬低阻抗走線，射極跟隨器的基極走線、收錄機(jī)兩個聲道的地線必須分開，各自成一路，一直到功效末端再合起來，如兩路地線連來連去，極易產(chǎn)生串音，使分離度下降。在保證電路性能要求的前提下，設(shè)計時應(yīng)力求走線合理，少用外接跨線，并按一定順充要求走線，力求直觀，便于安裝，高度和檢修。56第3章 軟件設(shè)計小時計程序流程圖由設(shè)計要求畫出主程序流程圖，如圖41所示。圖41 主程序流程圖圖42 掉電流程圖如果在程序執(zhí)行過程中發(fā)生掉電中斷[17]，則立即進(jìn)入掉電回零狀態(tài)，執(zhí)行存儲數(shù)據(jù)程序后進(jìn)行低電壓檢測，若電壓恢復(fù)則系統(tǒng)軟復(fù)位，否則結(jié)束。 //用戶自定義CS對應(yīng)引sbit CLKPIN = P3^1。_nop_()。 CLKPIN = 0。}void lcdwc(unsigned char cmdcode) //送入控制字，每個控制字有八位，采用{ unsigned char i。 lcdwbit(0)。0x80)==0x80) lcdwbit(1)。 DIPIN=1。 //關(guān)閉 lcdwc(CMDON)。 //不顯第1小數(shù)點(diǎn)}void lcdwd(unsigned char address,unsigned char data1) //送6位地址+8位數(shù)據(jù){ unsigned char i。 lcdwbit(0)。i6。 address=1。0x01)==0x01) lcdwbit(1)。 CSPIN=1。 //第6數(shù)碼管 不帶小數(shù)點(diǎn) tmp = min/10。 //第4數(shù)碼管 顯第4小數(shù)點(diǎn) tmp = hourl/10。 //第2數(shù)碼管 不顯第3小數(shù)點(diǎn) tmp = hourh%10。 Timer0_Interrupt_Times++。 //閃動Z1 if(flag_Z1) lcdwd(12,0x04)。 if(min == 60) { min=0。 if(hourh == 100) hourh = 0。 }}掉電中斷子程序void Power_Down_Interrupt() interrupt 0{ EA = 0。 write_eeprom(hourl,0x0200)。 試驗(yàn)環(huán)境和步驟為了驗(yàn)證拖拉機(jī)儀表顯示系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用拖拉機(jī)儀表測試平臺對本顯示系統(tǒng)進(jìn)行了一些測試，此實(shí)驗(yàn)臺測試內(nèi)容包括上電自檢、水溫指示、速度指示、油量指示、燈檢測、小時計顯示及掉電歸零等檢測。 試驗(yàn)結(jié)果及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果由下面記錄表及現(xiàn)象描述中所示，從表中數(shù)據(jù)可以看出，儀表顯示結(jié)果滿足測試標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)測量穩(wěn)定，滿足設(shè)計要求。然后逆時針旋轉(zhuǎn)60176。在老師辛苦的指導(dǎo)下，經(jīng)反復(fù)調(diào)試，最終完成了本次畢業(yè)設(shè)計的要求，同時在此設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，有待于進(jìn)一步研究的問題如下：硬件掉電檢測采用了大電容，對電容充電需一定時間，造成開機(jī)一定時間內(nèi)再次掉電時，電容電量不足無法完成掉電回零工作；電機(jī)的回零效果不是很完善，目前回零采用了提高驅(qū)動頻率的方該方案設(shè)置不恰當(dāng)時會在一定程度上對電機(jī)壽命造成損害；案， 同時本系統(tǒng)還可以做出以下完善工作：增加CAN總線，將系統(tǒng)檢測到得數(shù)據(jù)實(shí)時得分享給車內(nèi)的微型電腦等，實(shí)現(xiàn)智能化的故障檢測等功能；使用高分辨率的彩色顯示屏或觸摸屏，完善顯示效果，使設(shè)計更加人性化。特別感謝！我也感謝在畢業(yè)設(shè)計中陳國濤、馬群等同學(xué)在技術(shù)上給予的極大支持，每當(dāng)我被問題所困擾時，都有他們的鼎力支持，讓我少走了不少彎路，在此特別感謝他們！另外還要感謝電信學(xué)院電工電子實(shí)驗(yàn)中心在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上的支持，實(shí)驗(yàn)中心為我們提供了設(shè)計中必須的所有芯片、電路板及液晶顯示器等實(shí)驗(yàn)器材。 data sheet for details.If a Boot Loader is implemented, it can be called either directly from the Application code using calls or jumps, or by programming the BOOTRST Fuse. When the BOOTRST Fuse is programmed, the CPU will start execution in the Boot Loader section on Reset, instead of starting at address 0. The BOOTRST Fuse can be changed using Serial or Parallel Programming.ReadWhileWrite CapabilitiesIn addition to the selectable division between the application and Boot Loader sections,the Flash is also divided into two fixedsize sections. The first section is the ReadWhile Write (RWW) section. The second is the NoReadWhileWrite (NRWW) section. The NRWW section size always equals the largest selectable B