【正文】 //一幀接收結(jié)束 ,硬件將 RI置 1 { RI=0。如選他 T1IN接單片機(jī)的發(fā)送端 TXD，則 PC機(jī)、的 RS— 232的接收端 RD一定要對應(yīng)接 T1OUT引腳。 //PulseCounter/4*4 Timer0Count=0。 } endif void Timer0_ISR(void) interrupt 1 { TH0 = 0x4c。 TL0=0x00。 當(dāng)直流電動機(jī) 開始轉(zhuǎn)動時， 光電傳感器上 有四個槽， 每一個槽通過時，就會計數(shù)，每次定時為 50ms，在定時的次數(shù)到第五次時，就得到脈沖數(shù)。 //如果占空比 D=0 保持原來狀態(tài) Timer2Count=0。 } } else if (Reverse_Rotation_Flag == 1) //反向轉(zhuǎn)動 { PWM1=0。 Timer2Count++。 。 EA=1。 //timer2產(chǎn)生 PWM Init_INT0()。 TR2=1。 void Init_Timer2(void) { RCAP2H = 0xfc。 本設(shè) 計應(yīng)用的是軟件延時的方式輸出 PWM， 該 PWM 調(diào)速器采用定時器 2中斷方式產(chǎn)生 PWM脈沖， PWM 控制子程序也就是定時器 2的中斷服務(wù)程序。 RS232接口原理圖如圖 12所示： 圖 12 RS232接口原理圖 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五 章 直流電動機(jī)的調(diào)速與檢測的軟件 設(shè)計 19 第五 章 直流電動機(jī)的調(diào)速與 檢測的 軟件的設(shè)計 本設(shè)計采用單片機(jī)對直流電動機(jī)進(jìn)行控制，根據(jù)設(shè)計的 直流電動機(jī)的測速系統(tǒng)的硬件電路 的要求，通過對系統(tǒng)功能的總結(jié)將系統(tǒng)軟件程序劃分為：直流電動機(jī)控制的主程序、直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速檢測子程序、 直流電動機(jī)的 三種速度的控制的子程序、轉(zhuǎn)速顯示的子程序和串口通信的子程序。 DSR:數(shù)據(jù)設(shè)備就緒；此引腳高電平 時，通知計算機(jī) Modem已經(jīng)準(zhǔn)備好，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊了。 RXD:此引腳用于接收外部設(shè)備送來的數(shù)據(jù)；在你使用 Modem時，你會發(fā)現(xiàn) RXD指示燈在閃爍，說明 RXD引腳上有數(shù)據(jù)進(jìn)入。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四 章 硬件設(shè)計 18 符合甚至優(yōu)于 ANSI 標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA232E及 ITU 推薦標(biāo)準(zhǔn) 。 兩個驅(qū)動器及兩個接收器 。 第三部分是供電。由 1 1 1 14腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分： 第一部分是電荷泵電路。 RS232接口電路圖及其功能說明 單片機(jī)上有 UART（通用異步接收 /發(fā)送）用于串行通信，發(fā)送時數(shù)據(jù)由 TXD端送出，接收時數(shù)據(jù)由 RXD端輸入，片內(nèi)有兩個緩沖器，一個作為發(fā)送緩沖器，另一個作為 接收緩沖器。 停止位： 在奇偶校驗位或數(shù)據(jù)位之后發(fā)送的是停止位，可以是 1位、 1位半0 起始位 第 n+1 個字符 第 n 個字符 起始位 0 空閑位 空閑位 低位 高位 5~8 位數(shù)據(jù) 奇偶 校驗 停止 位 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四 章 硬件設(shè)計 16 或 2位，表示一個字符的結(jié)束。在數(shù)據(jù)傳送過程中，數(shù)據(jù)從最小有效位開始傳送。如下圖所示。 異步串行通信的數(shù)據(jù)傳送格式 串行通信是將構(gòu)成字符的每個二進(jìn)制數(shù)據(jù)位依據(jù)一定的順序逐位傳送 。 RS232 通信電路 串行通信與并行通信 在微型計算機(jī)系統(tǒng)中， MCU與外圍電路通信的基本方式有兩種，如 圖 9所示： ? 并行通信 —— 數(shù)據(jù)的各位同時傳送 ? 串行通信 —— 數(shù)據(jù)一位一位順序傳送 圖 9 MCU與外圍電路通信的方式 外部 RAM擴(kuò)展電路、基本“ I/O”擴(kuò)展電路、實時時鐘電路、鍵盤電路、 LCD接口電路都是采用 并行通信方式，從圖上可以看出，在并行通信中，數(shù)據(jù)有多少位就需要多少條傳送線。 該方法可以利用單片機(jī)的一個 I/O引腳作為 PWM的輸出端，輸出信號控制大功率晶體管 的開啟和關(guān)閉，以控制電動機(jī)的運轉(zhuǎn)和停止，當(dāng) PWM的頻率足夠高時，由于電動機(jī)的繞組是感性負(fù)載，具有儲能的作用，對 PWM輸出的高低電平起到了 平波的作用，在電動機(jī)的兩端可以近似得到直流電壓值， PWM的占空比越高，電金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四 章 硬件設(shè)計 14 動機(jī)獲得的直流電壓越高，反之， PWM的占空比越低，電動機(jī)獲得的直流電壓越低。 由于我們買到的直流電動機(jī)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)已經(jīng)固定，勵磁部分為永久磁鐵，所以式中的 R、 Ce和φ已經(jīng)固定，只能改變加載在直流電動機(jī)兩端的直流電壓。適用于光電控制、光電計量等電路中，可檢測物體的有無、運動方向、轉(zhuǎn)速等方面。其中霍爾傳感器是應(yīng)用磁感應(yīng)的方式進(jìn)金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四 章 硬件設(shè)計 12 行檢測，由于其安裝結(jié)構(gòu)的限制，這種傳感器檢測的精度很低，所以常常用在高轉(zhuǎn)速并且對精度要求不高的場合；旋轉(zhuǎn)編碼器的檢測精度非常高，通常旋轉(zhuǎn)一圈可輸出幾百至幾千個脈沖，適用于轉(zhuǎn)速較低的場合，但是這種傳感器價格較比其他傳感器高很多，一般情況下不予采用；光電傳感器的檢測精度介于前兩種傳感器之間，安裝簡單、價格較低，所以 是設(shè)計中的首選。 當(dāng) PWM1和 PWM2同時為高電平時，三 極管 Q Q2均 不能工作 ，直流電機(jī)也停轉(zhuǎn)。它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路額頻率就是晶體的固有頻率。 XTAL1： 接外部晶體和微調(diào)電容的一端。 當(dāng) 輸入信號 /EA 引腳接低 電平時， CPU 只訪問片外 FLASH ROM 并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令；而 不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。在 FLASH編程期間 ,此引腳用于輸入編程脈沖。 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 。 /INT1（外部中斷 1） 。作為輸入 ,由于外部下拉為低電平 ,P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。在給出地址“ 1”時 ,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢 ,當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時 ,P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口 ,P2口緩沖器可接收 ,輸出 4個 TTL門電流 ,當(dāng) P2口被寫“ 1”時 ,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高 ,且作為輸入。在 FIASH編程時 ,P0 口作為原碼輸入口 ,當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗時 ,P0輸出原碼 ,此時 P0外部必須被拉高。 GND: 接地。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8KBFlash存儲器， 256字節(jié) RAM， 32位 I/O口線，看門狗定時器， 2個數(shù)據(jù)指針， 3個 16位定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2級終端結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖 4所示： 圖 4 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) AT89S52是一種低功耗、高性能 COMS 8位微控制器，具有 8KB系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash存儲器。 ③ 利用向?qū)Ш秃瘮?shù)庫開發(fā) IVI驅(qū)動程序和控制 ActiveX服務(wù)器。它以 ANSI C為核心，將功能強大、使用靈活的 C 語言平臺與用于數(shù)據(jù)采集、分析和顯示的測控專業(yè)工具有機(jī)結(jié)合起來。 ⑥ 集成一個以上的 DAQ卡。 ② 在處理器運算的同時提取數(shù)據(jù)。虛擬儀器的軟件系統(tǒng)主要分為四層結(jié)構(gòu)： 系統(tǒng)管理層、測控程序?qū)印x器驅(qū)動層和 I/O接口層。 虛擬儀器的結(jié)構(gòu) 一個典型的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)由傳感器、信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡（板）、計算機(jī)、控制執(zhí)行設(shè)備五部分組成。如果在計算機(jī)中插入數(shù)據(jù)采集卡，利用計算機(jī)高速計算能力完成儀器信號的分析與處理、結(jié)果的輸出，就可以把傳統(tǒng)儀器的所有功能模塊集成在一臺計算機(jī)上，軟件稱為儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵。它由計算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件組成。 所以在保證直流電動機(jī)能夠正常啟動的同時最好能降低啟動電流，在直流電動機(jī)運行過程中為了防止電動機(jī)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，如果有條件的話可以在電動機(jī)軸上 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 直流電動機(jī) 4 加裝飛輪裝置，或者在選擇電動機(jī)時，考慮好需要帶動負(fù)載的大小，一般的，最好讓直流電動機(jī)帶動全部負(fù)載時的功率的 60%80%，這樣既保護(hù)了直流電動機(jī)，同時效率也比較高。 可見此式表示轉(zhuǎn)速變化時電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系，所以稱為電動機(jī)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩平衡方程式。所以，當(dāng)直流電 動 機(jī)克服負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩 TL勻速旋轉(zhuǎn)時，則有 : T2=TT0=TL 表明，當(dāng)直流電 動 機(jī)穩(wěn)態(tài)運行時，其輸出轉(zhuǎn)矩的大小由負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩決定 。直流電動機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩作為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩使直流電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。在直流電機(jī)中勵磁部分大都是由永久磁鐵構(gòu)成，電刷一般由銅片構(gòu)成，與換向器進(jìn)行滑動接觸，用于將外部加載的直流電壓傳送到電樞繞組中。 直流電動機(jī)的工作原理 直流電動機(jī)由轉(zhuǎn)子部分和定子部分組成。早期直流電動機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)。同時還利用單片機(jī)的串口與計算機(jī)通信，在 LabWindows/CVI 中編寫上位機(jī)用戶界面軟件，向單片機(jī)發(fā)送改變轉(zhuǎn)速的命令，按照正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速 (低、中、高 )， 來 實時 控制電機(jī)，并采集其 電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。設(shè)計中用 protel99SE 完成電路原理圖的繪制，實現(xiàn)了系統(tǒng)硬件模塊的搭建，利用 Proteus 對原理圖進(jìn)行仿真，最后利用專業(yè)編程語言和 keilc 軟件對設(shè)計的電路進(jìn)行編程。 本設(shè)計應(yīng)用單片機(jī)（ AT89S52） 來實現(xiàn)直流電機(jī)的雙向控制、轉(zhuǎn)速的檢測和顯示、波形的整形和利用 RS232 與計算機(jī)進(jìn)行通信的過程，其中利用 Labwindows/CVI 編寫上位機(jī)用戶界面軟件來實時的獲取直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。單片機(jī)還負(fù)責(zé)獲取光電傳感器檢測到的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 (即電機(jī)的轉(zhuǎn)速 )，并用整形電路對波形整形。 從控制的角度來看，直流調(diào)速還是交流拖動系統(tǒng)的基礎(chǔ)。使許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來完成，不但為直流電動機(jī)的控制提供了更大的靈活性，而且使系統(tǒng)能達(dá)到了更高的性能，從而大大節(jié)約了人力資源，降低了系統(tǒng)成本，有效地提高了工作效率。 定子部分由勵磁和電刷（碳刷）組成。由于電磁力的存在，使得沿著電樞的外圓切線方向產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 。這樣，直流電 動 機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 T2便等于電磁轉(zhuǎn)矩 T減去直流電 動 機(jī)本身的阻轉(zhuǎn)矩 T0。這時電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩平衡方程式為： T2TL=Tj=Jdω /dt（ 1） 或： T2=TL+Tj=TL+Jdω /dt（ 2） 式 2表明當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩 T2大 于負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL時， dω /dt0，說明電動機(jī)在加速；當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩 T2小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL時， dω /dt0,說明電動機(jī)在減速。這兩種情況的出現(xiàn)對于直流電動機(jī)來說都是比較致命的。 虛擬儀器基于計算機(jī)的軟硬件測試平臺，它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器、頻譜分析儀等；可集成自動控制、工業(yè)控制系統(tǒng)；可自由構(gòu)建專有儀器系統(tǒng)。從發(fā)展史看，電子測量儀器經(jīng)歷了由模擬儀器、智能儀器到虛擬儀器三個階段。它功能強大，可實現(xiàn)示波器、邏輯分析儀、頻譜儀信號發(fā)生器等多種普通儀器全部功能，配以專用探頭和軟件，還可以檢測特定系統(tǒng)的參數(shù)；它操作靈活，完全圖形化界面；它集成方便，不但可以和高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備構(gòu)成自動測量系統(tǒng)，而且可以和控制設(shè)備構(gòu)成自動控制系統(tǒng)。 軟件是虛擬儀器測控方案的關(guān)鍵。 ① 以特定的采樣頻率獲取數(shù) 據(jù)。 ⑤ 同時執(zhí)行幾種功能。虛擬儀器測試系統(tǒng)構(gòu)成方案如圖 3所示： 圖 3 虛擬儀器測試系統(tǒng)構(gòu)