單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)-wenkub
2023-07-11 12:46:45 本頁面
【正文】 但4024是7位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器，而芯片4040是一個12位的二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器，所有計(jì)數(shù)器位為主從觸發(fā)器，計(jì)數(shù)器在時鐘下降沿進(jìn)行計(jì)數(shù)。使用這個方法時，單片機(jī)只需要根據(jù)調(diào)整量輸出X的值，而PWM信號由三片通用數(shù)字電路生成，這樣可以使得軟件大大簡化，同時也有利于單片機(jī)系統(tǒng)的正常工作。只要改變P1端口的輸出值，那么就可以使得PWM信號的占空比發(fā)生變化，從而進(jìn)行調(diào)速控制。 PWM信號發(fā)生電路設(shè)計(jì)圖29PWM信號發(fā)生電路PWM波可以由具有PWM輸出的單片機(jī)通過編程來得以產(chǎn)生，也可以采用PWM專用芯片來實(shí)現(xiàn)。也正因?yàn)槿绱?，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。 PWM信號發(fā)生電路設(shè)計(jì) PWM的基本原理PWM（脈沖寬度調(diào)制）是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，改變負(fù)載兩端的電壓，從而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。/VPP：允許訪問片外存儲器/編程電源線，可以控制8051使用片內(nèi)ROM還是片外ROM。：這組引腳的第一功能為傳送用戶的輸入/輸出數(shù)據(jù)。第一種情況是8051不帶片外存儲器，P0口可以作為通用I/O口使用。使用E2PROM作數(shù)據(jù)存儲器有斷電保護(hù)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)?？紤]到系統(tǒng)功能的可擴(kuò)展性以及程序功能的擴(kuò)展，本系統(tǒng)采用16KB的27128作為程序存儲器擴(kuò)展芯片，在滿足系統(tǒng)要求的前提下還存有一定的擴(kuò)展空間，是本系統(tǒng)最合適的程序存儲器擴(kuò)展芯片。74LS373片內(nèi)是8個輸出帶三態(tài)門的D鎖存器。內(nèi)部程序存儲器：8051芯片內(nèi)部共有4K個單元，用于存儲程序、原始數(shù)據(jù)或表格，簡稱內(nèi)部ROM。主控芯片PWM信號的產(chǎn)生與放大直流電機(jī)測速發(fā)電機(jī)濾波電路A/D轉(zhuǎn)換圖21系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖 8051單片機(jī)簡介1．8051單片機(jī)的基本組成8051單片機(jī)由CPU和8個部件組成，它們都通過片內(nèi)單一總線連接，其基本結(jié)構(gòu)依然是通用CPU加上外圍芯片的結(jié)構(gòu)模式，但在功能單元的控制上采用了特殊功能寄存器的集中控制方法。其基本組成如下圖所示： 圖22 8051基本結(jié)構(gòu)圖2．CPU及部分部件的作用功能介紹如下中央處理器CPU：它是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制功能。定時器：8051片內(nèi)有2個16位的定時器，用來實(shí)現(xiàn)定時或者計(jì)數(shù)功能，并且以其定時或計(jì)數(shù)結(jié)果對計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。當(dāng)使能端呈高電平時，鎖存器中的內(nèi)容可以更新，而在返回低電平的瞬間實(shí)現(xiàn)鎖存。27128的引腳圖如圖25所示： 圖25 27128結(jié)構(gòu)圖3．?dāng)?shù)據(jù)存儲器8051單片機(jī)有128B RAM，當(dāng)數(shù)據(jù)量超過128B也需要把數(shù)據(jù)存儲區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)展。數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展常使用隨機(jī)存儲器芯片，用的較多的是Intel公司的6116容量為2KB和6264容量為8KB。第二種情況是8051帶片外存儲器，然后傳送CPU對片外存儲器的讀寫數(shù)據(jù)。它的第二功能作為控制用，每個引腳不盡相同。如果=1，那么允許使用片內(nèi)ROM；如果=0，那么允許使用片外ROM。PWM可以應(yīng)用在許多方面，比如：電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等等。如圖28所示：圖28 PWM方波設(shè)電機(jī)始終接通電源時，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為Vmax，設(shè)占空比為D= t1 / T，則電機(jī)的平均速度為Va = Vmax * D，其中Va指的是電機(jī)的平均速度；Vmax 是指電機(jī)在全通電時的最大速度；D = t1 / T是指占空比。當(dāng)PWM波的頻率太高時，它對直流電機(jī)驅(qū)動的功率管要求太高，而當(dāng)它的頻率太低時，其產(chǎn)生的電磁噪聲就比較大，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)PWM波的頻率在18KHz左右時，效果最好。12位串行計(jì)數(shù)器4040的計(jì)數(shù)輸入端CLK接到單片機(jī)C51晶振的振蕩輸出XTAL2。由于單片機(jī)上電復(fù)位時P1端口輸出全為“1”，使用數(shù)值比較器4585的B組與P1端口相連，升速時P0端口輸出X按一定規(guī)律減少，而降速時按一定規(guī)律增大。當(dāng)CR為高電平時，它對計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零，由于在時鐘輸入端使用施密特觸發(fā)器，故對脈沖上升和下降時間沒有限制，所有的輸入和輸出均經(jīng)過緩沖。高壓側(cè)驅(qū)動采用外部自舉電容上電，與其他驅(qū)動電路相比，它在設(shè)計(jì)上大大減少了驅(qū)動變壓器和電容的數(shù)目，使得MOSFET和IGBT的驅(qū)動電路設(shè)計(jì)大為簡化，而且它可以實(shí)現(xiàn)對MOSFET和IGBT的最優(yōu)驅(qū)動，還具有快速完整的保護(hù)功能。其結(jié)構(gòu)也比較簡單，芯片引腳圖如下所示：圖212 IR2110引腳圖 主電路設(shè)計(jì) 延時保護(hù)電路利用IR2110芯片的完善設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)延時保護(hù)電路。我們可以采取雙PWM信號來控制直流電
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