【正文】 吸收保護(hù)電路。1. 門控驅(qū)動(dòng)電路門控驅(qū)動(dòng)電路主要受控制電路控制，用來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)電梯模型上有按鍵被按下時(shí)，呼叫系統(tǒng)隨即產(chǎn)生相應(yīng)信號(hào)傳送給 PLC，經(jīng) PLC 的 I/O 口送到 CPU 中處理，CPU 處理后產(chǎn)生相應(yīng)指令，執(zhí)行相應(yīng)程序。例如，轎廂在一樓，這時(shí)，三樓有按鍵被按下，隨即產(chǎn)生三樓按鍵的信號(hào)代碼。 80C196KC 收到信號(hào)后，經(jīng)其內(nèi)部 CPU 處理后，控制其輸出端向轎廂的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路送出雙極性 PWM 控制信號(hào)，使電機(jī)正轉(zhuǎn)，轎廂開(kāi)始上升。按鍵分內(nèi)呼按鍵和外呼按鍵兩部分。各鍵按下時(shí)的代碼如表 所示。當(dāng)有輸入信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的端口變?yōu)榈碗娖剑?4LS148 輸出相應(yīng)代碼。紅外開(kāi)關(guān)的紅外發(fā)射管和接收管位于同一側(cè)，光敏三極管只能接收反射回的紅外光。這一信號(hào)被送入 74LS148，并產(chǎn)生相應(yīng)代碼。檢測(cè)各樓層所用的代碼如表 所示。顯示信號(hào)來(lái)自檢測(cè)電路中的 74LS32 輸出信號(hào)。1. 八位鎖存器（74LS373）圖 36 74LS373 的引腳圖八位鎖存器（74LS373）的引腳排列如圖 36 所示。 為工作電源， 為接1D81Q8CVGND地端。當(dāng)它為高電平時(shí)，1～ 呈高阻態(tài)，既不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響 [5]。當(dāng)要求輸出 0～15 時(shí)，消隱輸入（ ）應(yīng)為高電平或開(kāi)路，對(duì)于輸出 0 時(shí)I還要求脈沖消隱輸入（ ）為高電平或開(kāi)路。LTag在本次設(shè)計(jì)中所用到的功能如表 所示。電機(jī)轉(zhuǎn)速與電壓的關(guān)系為：14 （3d0eUIRn=C?1）考慮到 PWM 控制具有電路簡(jiǎn)單、低速性能好、穩(wěn)速精度高等優(yōu)點(diǎn)。它允許通過(guò)的最大電流為 50 ，最大允許電壓為A60V。它們b14U?2VT3 b23b1U??的波形如圖 39 所示。 在 一個(gè)周期5D23ce?AB=VABU內(nèi)正負(fù)相間，只要調(diào)節(jié)占空比 ，即可實(shí)現(xiàn)轎廂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度和方向 [7]。IR2110 采用高壓 和閂鎖抗干擾 制造工藝， 腳封裝。ns A b1U b4U VT1 VT1 4 4 ont T t b2U b3U t ABU S+U t SU 16圖 310 IR2110 引腳排列IR2110的引腳排列如圖310所示，功能如下：引腳1： ，低端通道輸出；LO引腳2： ，公共端；CM引腳3： ，低端固定電源電壓；V引腳5： ，高端浮置電源偏移電壓；S引腳6： ，高端浮置電源絕對(duì)電壓；B引腳7： ，高端輸出；HO引腳9： ，邏輯電路電源電壓；D引腳13： ，邏輯電路偏移電路；SV引腳10： ，引腳11： ，引腳12： ，均是邏輯輸入；INSLIN引腳 引腳 引腳 14 均為空腳。尤其是高端懸浮自舉電源的成功設(shè)計(jì)，可以大大減少驅(qū)動(dòng)電源的數(shù)目，三相橋式變換器，僅用一組電源即可。當(dāng) 為高電平時(shí) 開(kāi)通， 關(guān)斷， 加到 的門極和發(fā)射C1VHINM12V1S17極之間， 通過(guò) ， 和 門極柵極電容 放電， 被充電。如此循環(huán)反復(fù)。在器件開(kāi)通后，自舉電容兩端電壓比器件充分導(dǎo)通所需要的電壓（20 ）要高；設(shè)在V 的壓降（包括 的正向壓降）；設(shè)有1/2 的柵電VD1壓（柵極門檻電壓VTH 通常3～5 ）因泄漏電流引起電壓降。 18圖 312 IR2110 驅(qū)動(dòng)半橋的電路原理圖 保護(hù)電路設(shè)計(jì)1. 緩沖電路MOSFET 的漏極和源極之間連接上一個(gè)阻容吸收電路 [9]，其原理圖如圖 313 所示。 器件選擇可根據(jù)公式RC (33)fc=It2V? (34)cMom()(t4)其中: =24V , =50 ,I= , = , =T=?610somt經(jīng)計(jì)算,得: = ,取電容 ＝ ； 的取值范圍在( ～ ),CμFCμFR?KΩ考慮到電容 的放電時(shí)間盡量短，這里取 =5 .KΩ圖 313 阻容吸收保護(hù)電路2. 過(guò)電流保護(hù)為檢測(cè)電流，防止電流過(guò)大使電機(jī)被燒壞，設(shè)計(jì)了過(guò)電流保護(hù)電路，如圖314 所示。采用一片 LM358 運(yùn)算放大器、一只型號(hào)為 2CW3730A的穩(wěn)壓二極管（ ） 、一個(gè) 1 電阻和 5 的穩(wěn)壓電源構(gòu)成同向比較器。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)信號(hào)由80C196KC的 。其不僅保留了 MCS－96 系列單片機(jī)中其它型號(hào)如 8098 和 8096BH 等芯片的功能，而且擴(kuò)展了一些新的功能，使之成為該系列單片機(jī)中性能優(yōu)良的產(chǎn)品之一，已被廣泛應(yīng)用。振蕩信號(hào)頻率可達(dá) 16MHz，指令的運(yùn)行速度更快，16 位乘法 ，32 位除法 ；μsμs（5）具有高速輸入輸出單元 HIS/HSO。21圖 316 80C196KC 的結(jié)構(gòu)封裝圖其各引腳功能如下：第一部分：芯片的工作電源及地，共 7 只引腳，它們是：（1） 主電源電壓（為＋5 ） 。REFA/D（5） 轉(zhuǎn)換器的參考地，通常應(yīng)與 相同。此引腳上的一個(gè)由低變高的MI電平跳變將使程序轉(zhuǎn)向外部存儲(chǔ)器的 0000H 單元。若選擇 功能，當(dāng)寫存儲(chǔ)器奇數(shù)字節(jié)WRH（高位）時(shí)，該引腳變低。CWRL（6） 數(shù)據(jù)總線寬度選擇輸入腳。.1（7） 準(zhǔn)備就緒信號(hào)（輸出） 。（10） 芯片的復(fù)位信號(hào)輸入端。OM（13） / 地址鎖存允許（ 高電平）或地址有效LEVL（ 低電平時(shí)） ，位輸出引腳，僅在外部存儲(chǔ)器訪問(wèn)期間有效， 或由 CCR 寄存器選擇，兩者都提供一個(gè)鎖存信號(hào)，以便將地址從地址/數(shù)據(jù)DV總線中分離出來(lái)。（4）P1 口 P1 口(～)是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，共有 8 個(gè)腳。2. 控制電路工作原理231） 工作原理當(dāng)PLC的控制信號(hào)下達(dá)到80C196KC ，經(jīng)80C196KC 處理后，執(zhí)行相應(yīng)程序， 信號(hào)。由于機(jī)械慣性的作用，決定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的為矩形脈沖電壓的平均值。 在0～1之間變化，因而 在－1～＋1之間變化。此時(shí)電機(jī)在交流分量的作用下在停止的位置處產(chǎn)生高頻率的微動(dòng)，處于一種動(dòng)態(tài)的平衡。設(shè)定計(jì)時(shí)器T1每隔1ms產(chǎn)生一次中斷，以此為一個(gè)時(shí)間片段。如圖 317 所示，當(dāng)有一路信號(hào)為高電平時(shí)，74LS32 的 4Y 端口就會(huì)輸出高電平，則 TXD/ 端口被輸入高電平，啟動(dòng)保護(hù)程序。該REST芯片電路還用手動(dòng)復(fù)位鍵直接復(fù)位 80C196KC 芯片。VMAX704 引腳如圖 320 所示，各引腳功能如下：26圖 320 MAX704 引腳圖（1） 低于 時(shí), PFIVPFO否則 ,把 連接到 或 .OCGND（2） 低于 時(shí),他時(shí)候?yàn)楦唠娖?（3） ,產(chǎn)生低于 入于 兼容, 250 的拉動(dòng)電流,開(kāi)關(guān)TL/CS μA斷開(kāi)時(shí)不產(chǎn)生.（4） 低于復(fù)位門限電壓時(shí), 上ECVCV升超過(guò)門限電壓后 由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí),仍然保持 200 .Rms（5） 低于復(fù)位門限電壓時(shí),如果 比BATV BAT高 20 , 切換到 .當(dāng) 比 高 20 以上時(shí), 切換到CmOUTCBATC.OUT（6） 供應(yīng) 在復(fù)位門限電壓以上時(shí), 連OUTMSVOUTV接 的電源 MOSFET 開(kāi)關(guān)上,當(dāng) 低于復(fù)位門限電壓時(shí),連接更高的 或接C C C后備電源。本設(shè)計(jì)選用SGS公司生產(chǎn)的L298芯片構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖322所示。芯片內(nèi)有邏輯部分電源。引腳15： ，連接電流檢測(cè)電阻，信號(hào)反饋給電極控制芯片，IB實(shí)現(xiàn)恒流控制。SV引腳5： ，控制全橋驅(qū)動(dòng)器 工作狀態(tài)。引腳8： ，地。4B引腳13： ，全橋驅(qū)動(dòng)器 的輸出端。由L298的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖322可知，當(dāng) A相輸出高電平，B相輸出低電平時(shí)， 和 導(dǎo)通， 和 截至，電流由OUT1 流入、OUT2 流出，步進(jìn)電1423機(jī)正轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)A相輸出低電平，B相輸出高電平時(shí)， 和 截止， 和142A導(dǎo)通，電流由OUT2流入、OUT1流出，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)電流小于 2 給定電流時(shí)候，反饋電阻上的電壓隨電機(jī)繞組相電流的增大而增大，在沒(méi)有達(dá)到2 之前，不發(fā)生斬波 [16]。nF13CμF③二極管的選取 由二極管組成的外部橋結(jié)構(gòu)特性要求反向恢復(fù)時(shí)間（ ）要小于200rt，所以首選肖特基二極管。 L297主要由譯碼器、兩個(gè)固定斬波頻率的PWM恒流斬波器及輸出邏輯控制組成，工作原理分述如下： L297的核心是脈沖分配器。若HALF/FULL取低電平，得到基本步距工作方式，即 4步工作方式。當(dāng)時(shí)鐘f KΩf=振蕩器脈沖使觸發(fā)器置1，電機(jī)繞組想電流上升，采樣電阻的 電壓上升到基S準(zhǔn)電壓 時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，使觸發(fā)器復(fù)位，功率晶體管關(guān)斷，電流下降，等REFV待下一個(gè)振蕩脈沖的到來(lái)。全階梯模式是將八步程序中漏去間隔的狀態(tài)而得到的。31在采用半階梯和單相連接全階段模式時(shí)，有INH1和INH2信號(hào)產(chǎn)生，這兩個(gè)信號(hào)是由或（OR）功能產(chǎn)生得A+B=INH1和C+D=INH2。連接此引腳可使多片L297工作頻率相一致。引腳4： ，電機(jī) 相驅(qū)動(dòng)電源信號(hào)。C引腳8： ，抑制2腳，抑制驅(qū)動(dòng)級(jí) 、 。C引腳11： ，斬波控制方式輸入端。ENCD引腳14： ，傳感1，用來(lái)檢測(cè) 、 相繞組中的電流。 。HAFU引腳20： ，復(fù)位信號(hào)輸入端。3. 門控控制電路參數(shù)的計(jì)算及取值L297內(nèi)部帶有斬波恒流電路，繞組相電流峰值由 整定，因此，驅(qū)動(dòng)器refV硬件電路設(shè)計(jì)的基本思想是為L(zhǎng)297配備合適的RC 網(wǎng)絡(luò)，調(diào)整斬波振蕩脈沖頻率。一般地說(shuō)，電阻R要
。因?yàn)榇_定斬波頻率的線路為一個(gè)RC組合電路。正/ 反 口給定， ，半步/ 給定， 口給定，使能信號(hào)由 ，終點(diǎn)信號(hào)由 。W引腳18： ，時(shí)鐘信號(hào)輸入端。ref33引腳16： ，斬波頻率輸入端。ABCD引腳12： ，5 供電輸入。D引腳10： ，使能信號(hào)輸入端。INAB引腳6： ，電機(jī) 相驅(qū)動(dòng)電源信號(hào)。GD引腳3： ，終點(diǎn)信號(hào)。這兩種信號(hào)稱為“抑制信號(hào)”，作用是抑制驅(qū)動(dòng)級(jí) A、B （INH1 ）和C、D （INH2）的相位，從而影響電機(jī)的轉(zhuǎn)速。若選擇全階段模式，譯碼器不論在任何偶數(shù)狀態(tài)，都會(huì)取得兩相連接全步相序，如圖327所示。REFV譯碼器由四個(gè)輸出點(diǎn)連接到輸出邏輯部分，提供抑制和斬波功能所需的相序。每個(gè)斬波器由一個(gè)比較器、一個(gè)RS觸發(fā)器和外接采樣電路組成，并設(shè)有一個(gè)公共振蕩器，向兩個(gè)斬波器提供觸發(fā)脈沖信號(hào)。脈沖分配器內(nèi)部是一個(gè)3bit可逆計(jì)數(shù)器，加上一些組合邏輯，產(chǎn)生每周期8步格雷碼時(shí)序信號(hào)，這也就是半步工作方式的時(shí)序信號(hào)。1. L297介紹L297是具有20個(gè)引出腳的雙列直插式塑膠封裝的器件，采用固定斬波頻率的PWM 恒流斬波方式工作。本例中refVS?取 ， 取值為1 。 3. 門控主電路參數(shù)計(jì)算及取值 ①采樣電阻的選取 因?yàn)轵?qū)動(dòng)器為恒流斬波驅(qū)動(dòng)器，所以電流是穩(wěn)定在一個(gè)給定值附近的。 2. 工作原理29圖 324 門控驅(qū)動(dòng)電路原理圖門控驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖324所示，本設(shè)計(jì)中采用L298的A橋驅(qū)動(dòng)器來(lái)做步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋。SV引腳10： ，控制全橋驅(qū)動(dòng)器 工作狀態(tài)。2引腳6： ，使能控制全橋驅(qū)動(dòng)器A。OUT1引腳3： ，全橋驅(qū)動(dòng)器 的輸出端。每個(gè)橋有一個(gè)電源引腳 [15]。它也可兩兩組成雙H橋，每個(gè)H橋有各自的使能（ENABLE）控制端。它的邏輯電路使用5V電源，功放級(jí)使用 5～46V 電 壓。本設(shè)計(jì)中的電梯門的開(kāi)啟和關(guān)閉需要精確控制，因此，步進(jìn)電機(jī)作為電梯門的控制器是一個(gè)理想的選擇 [14]。圖 319 看門狗保護(hù)電路MAX704 是低成本微處理器監(jiān)控芯片，它的主要作用有：、掉電或不穩(wěn)定時(shí)產(chǎn)生一個(gè)低電平復(fù)位信號(hào)輸出；2. 為 存儲(chǔ)器，COMS或其它功率邏輯電路提供后備電源；3. 電壓測(cè)量器。本系統(tǒng)采用集成芯片 MAX704 來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。假設(shè)要求占空比為70％，＝1， ＝0，此時(shí)電機(jī)電樞上為正向電壓；＝ 0， ＝1，此時(shí)電機(jī)電樞上為反向電壓。雙PWM信號(hào)的周期可通過(guò)編制80C196KC的軟件設(shè)定。γ＝0時(shí)， ＝－ ，電機(jī)反向全速運(yùn)行；T時(shí)， 為負(fù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)；.5OU＝， ＝0，電機(jī)轉(zhuǎn)速為零；γ時(shí)， 為正，電機(jī)正轉(zhuǎn)；＝1時(shí)， ＝ ；電機(jī)正向全速運(yùn)行；OU需要說(shuō)明的是，在 ＝，雖然電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，但電樞上的電壓瞬時(shí)值γ并不為零。 HIN信號(hào)的占空比為 。在HIN為高電平期間，4導(dǎo)通，在直流電機(jī)上加正向工作電壓；在HIN為低電平期間，LIN 端輸入高電平，Q2 、Q3導(dǎo)通，在電動(dòng)機(jī)上加反向工作電壓。BREQHLDAO（5）P2 口 P2 口（～）是一個(gè)多功能輸入 /輸出口（6）P3 口 具有漏極開(kāi)路輸出的 8 位雙向口，內(nèi)部有很強(qiáng)的上拉作用，其與 P4 口一般用于作多路復(fù)用地址/數(shù)據(jù)總線。（2）HSO 六個(gè)引腳均為高速輸出部件的輸出端，其編號(hào)分別為、 、 、,其中 和 與 HSI部件共用。D（12） 存儲(chǔ)器選擇輸入端。當(dāng)外部存儲(chǔ)器速度較慢時(shí)，其發(fā)一低電平信號(hào)CP使 處于等