【正文】 D PR510ΩA1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR974L S 164A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR974L S 164E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D108051R510ΩR510Ω+5A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713CLK8MR974L S 164 圖 421 顯示部分采用單片機(jī)串口通訊，以節(jié)省單片機(jī)的端口，單片機(jī)通過中斷的方式為顯示服務(wù)。 ADDC0809 內(nèi)部 “地址鎖存與譯碼 ”電路便能把 IN0 線上模擬電壓送入 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器此時(shí)，若單片機(jī)使 STAR 線處于高電平，則ADC0809 便開始 A/D 轉(zhuǎn)換，一旦 A/D 轉(zhuǎn)換完成， ADC0809 一方面把 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量送入它的三態(tài)輸出緩沖器另一方面又使 EOC 線變?yōu)楦唠娖较騿纹瑱C(jī)提出中斷請(qǐng)求。 4． 4驅(qū)動(dòng)電路及原理 下面主要對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行一下介紹： 電動(dòng)自行車使用 24V直流電機(jī)， 對(duì)于這種小功率直流電機(jī)的調(diào)速方法一般有兩種。因此決定采用 PWM 方式控制直流電機(jī)。不斷的給電樞兩端送入脈動(dòng)電壓源（即脈動(dòng)信號(hào)） 就可以使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在指定的范圍內(nèi)。 VD=D * VMAX 式中 D=t/T稱為占空比 D越大 VD就越大反之亦然。當(dāng) Ta=Tb時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)， TaTb時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)， Ta Tb時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)。單 向式與雙向式相比，三極管的開關(guān)頻率少一半，比較不容易發(fā)生上下三極管導(dǎo)通而造成電源短路的情況 ,故可靠性有所提高，但控制性能比雙向式稍差?？紤]到編程時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生使 T T畢業(yè)論文 10 T T4都導(dǎo)通的情況，以至電源短路，燒毀器件。 4N26光耦一般需要 2mA以上的驅(qū)動(dòng)電流，由于單片機(jī)的輸出電流只有幾百微安，故需要先接 74LS245或者接一個(gè)三極管增加驅(qū)動(dòng)能力（ 74LS245畢業(yè)論文 11 的高電平驅(qū)動(dòng)能 力為 15mA）。 考慮到電動(dòng)自行車對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速，距離控制的要求不高，為了簡(jiǎn)化程序和外接電路，所以沒有考慮采用閉環(huán) PWM控制，用開環(huán) PWM控制就可以實(shí)現(xiàn)自行車的功能 。電動(dòng)機(jī)加反向電壓。 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明： 中央處理器 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出 功能等操作。 并行輸入輸出 (I/O)口 8051 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明： 畢業(yè)論文 15 8051 的時(shí)鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需在 18 和 19 腳外接石英晶體 (212MHz)和振蕩電容，振蕩電容的值一般取 10p30p。P in20:接地腳。Pin19:時(shí)鐘 XTAL1 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。另外一種是外部時(shí)鐘方式，即將 XTAL1 接地，外部時(shí)鐘信號(hào)從 XTAL2 腳輸入。Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng) 8051 通電，時(shí)鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。此外， RESET/Vpd 還是一復(fù)用腳， Vcc 掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，如圖 521 所示。 IN0～ IN7： 8路模擬電量輸入，可以是： 0～ 5V或者－ 5V～＋ 5V或者－ 10V～ +10V。－ VREF：負(fù)極性參考電源。 CLK：外部輸入的工作時(shí)鐘，典型頻率為 500KHz。 CBA： 3位地址輸入，其 8個(gè)地址值分別選中 8路輸入模擬量 IN0～I(xiàn)N7 之一進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。 178。 178。 5． 3 永磁無刷直流電動(dòng)機(jī) 稀土永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理 無刷直流電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 畢業(yè)論文 19 無刷直流電動(dòng)機(jī)的原理簡(jiǎn)圖如圖 531所示： 圖 531 主電路是一個(gè)典型的電壓型交 直 交電路，逆變器提供等幅等頻 526KHZ調(diào)制波的對(duì)稱交變矩形波。電角度，轉(zhuǎn)子跟隨定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于 60176。 無刷直流電動(dòng)機(jī)的位置傳感器編碼使通電的兩相繞組合成磁場(chǎng)軸線位置超前轉(zhuǎn)畢業(yè)論文 20 子磁場(chǎng)軸線位置，所以不論轉(zhuǎn)子的起始位置處在何處，電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)瞬間就 會(huì)產(chǎn)生足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此轉(zhuǎn)子上不需另設(shè)啟動(dòng)繞組。 VDC是加在電動(dòng)機(jī)線間電壓平均值， VDC是直流母線電壓，δ是調(diào)制波的占空比， Ra為每相繞組電阻。（ Keω /2Ra） Kt、 Ke是電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)，ω為電動(dòng)機(jī)的角速度（ rad/s），所以，在一定的ω時(shí)，改變占空比δ，就可以線性地改變電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，得到與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓控制相同的控制特性和機(jī)械特性?？梢哉f，無刷直流電動(dòng)機(jī)在允許的電壓波動(dòng)范圍內(nèi)，在允許的過載能力以下，其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相差在 1%左右，并可以實(shí)現(xiàn)在調(diào)速范圍內(nèi)畢業(yè)論文 21 恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。 畢業(yè)論文 22 啟動(dòng)電路 在集成穩(wěn)壓器中，常常采用許多恒流源，當(dāng)輸入電壓 V1接通后，這些恒流源難以自行導(dǎo)通，以致輸出電壓較難建立。 T4的集電極電流通過 DZ2 以建立起正常工作電壓，當(dāng) DZ2達(dá)到和 DZ1 相等的穩(wěn)壓值，整個(gè)電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)，電路啟動(dòng)完畢。同時(shí)，對(duì)穩(wěn)壓管 DZ2采用恒流源供 電，從而保證基準(zhǔn)電壓不受輸入電壓波動(dòng)的影響。當(dāng) IO 減小時(shí)， IB10減小，IC8 增大，待 IC8 增大到 ，則 T9 導(dǎo)通起分流作用。首先考慮一種簡(jiǎn)單的情況。由于它的分流作用，減小了 T10的基極電流，從而限制了輸出電流。電路中如果（ VI– IOR11– VO） （ VZ3+ VZ4），則 DZ DZ4擊穿，導(dǎo)致T12 管發(fā)射結(jié)承受正向電壓而導(dǎo)通。在常溫時(shí)， R3上的壓降僅為 ， T1 T13是截止的，對(duì)電路工作沒有影響。 值得指出的是：當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，上述幾種保護(hù)電路是互相關(guān)聯(lián)的。 C3 是電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引 入的低頻干擾。下面是 KMI15 系列磁阻式集成轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理與典型應(yīng)用。 目前，轉(zhuǎn)速傳感器正朝著高靈敏度、高可靠性和全集成化的方向發(fā) 展 ＫＭＩ１５－１型傳感器的性能特點(diǎn) ＫＭＩ１５－１芯片內(nèi)含高性能磁鋼、磁敏電阻傳感器和ＩＣ。傳感器與齒輪的最大磁感應(yīng)距離為２．９ｍｍ（典型值），由于與齒輪相距較遠(yuǎn)，因此使用比較安全。 ＫＭＩ１５采用＋１２Ｖ電源供電（典型值），最高不超過１６Ｖ。 該傳感器的簡(jiǎn)化電路如圖２所示。此外，該傳感器具有很強(qiáng)的方向性，它對(duì)沿Ｙ軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體十 分敏感，而對(duì)沿Ｚ軸方向的振動(dòng)或抖動(dòng)量很不敏感。它們之間的關(guān)系式為： ＩＣＣ＝ＩＨ＋ＩＫ 當(dāng)控制信號(hào)ＵＫ＝０（低電平）時(shí)，該電流源關(guān)斷，ＩＫ＝０，ＩＣＣ＝ＩＨ＝ ７ｍＡ。 ２０％。Ａ２為誤差放大器，ＶＴ２為并聯(lián)式調(diào)整管。 畢業(yè)論文 29 典型應(yīng)用電路 ＫＭＩ１５－１型集成轉(zhuǎn)速傳感器的典型應(yīng)用電路如圖５（ａ）所示。此外，還需注意，在存放ＫＭＩ１５系列產(chǎn)品時(shí)，不要將多個(gè)芯片放在一起以防磁化。 74LS245 芯片是一個(gè)八位的總線收發(fā)器，其輸入 /輸出引腳分成兩組，其工作原理如下： 允許 E 方向控制 DIR 操作 低電平 低電平 B 數(shù)據(jù)到 A總線 低電平 高電平 A數(shù)據(jù)到 B 總線 高電平 懸空 隔離 畢業(yè)論文 31 開始啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 棧針初始化分配顯示緩沖區(qū) 設(shè)置中斷開 CPU 中斷允許 INT0 INT1中斷 掃描鍵盤 未按下 按下 掃描IN0—IN6 掃描 IN7 啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換 調(diào)用調(diào)寬程序 返回 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 調(diào)用顯示程序 畢業(yè)論文 32 INT0中斷服務(wù)程序 延時(shí)子程序：定時(shí)功能。占空比占用一個(gè)字節(jié)的 RAM，占空比 D=N/256。在 。定義： TH0=30H ， TL0=31H 。脈沖寬度 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH AJMP PWM_TUN 。 MOV TH0,56 。======================================== 。定時(shí)器 0工作在方式 3， TL0為調(diào)寬值， TH0為脈沖頻率。TH0使用 T1的中斷標(biāo)志。12MHz晶振時(shí) PWM為 50KHz，脈寬 35%. MOV TL0,186 SETB TR1 SETB TR0 SETB ET0 SETB EA RETI 。同時(shí)關(guān) TL0中斷。 致謝 在論文即將完成之際，我的心情無法平。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。 愿我的感激之情化作一道虔誠的祝福：愿老師和同學(xué)合家歡樂，