【正文】 這里有一點(diǎn)需要注意，可能有時(shí)候我們選擇的元器件并沒有仿真模型，對話框?qū)⒃诜抡婺?型和引腳一欄中顯示 “No Simulator Model” （無仿真模型）。 軟件仿真有很多特點(diǎn)和優(yōu)勢，如：可以隨意方便的更換和改變電路中的器件 及線路，仿真的過程中不會損壞器件，從而降低了產(chǎn)品開發(fā)的成本。軟件延時(shí)程序占用 CPU 的時(shí)間，因此，它降低了 CPU 的利用率；硬件定時(shí)是利用單片機(jī)片內(nèi)定時(shí)器，啟動以后定時(shí)器可與 CPU 并行工作，不占用 CPU 的時(shí)間，使得 CPU 有較高的工作效率。鍵抖動會引起一次按鍵被誤讀多次，為了確保 CPU 對鍵的一次閉合僅作一次處理，按鍵的抖動可以用硬件或者軟件方法來消除。 可以看出，由于一般計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用恒定的采樣周期 T，一旦確定了 KP， KI，KD，只要使用前后三次測量值的偏差，即可有 (43)求出控制增量。隨 著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在控制工程中，用計(jì)算機(jī) PID 控制算法來實(shí)現(xiàn)數(shù)字 PID 控制器，組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 1． A/D轉(zhuǎn)換子程序 其主要任務(wù)是把壓力傳感器檢測的壓力轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并送入單片機(jī)處理，程序見附錄。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 系統(tǒng)能否完全正常工作，最主要的也是最關(guān)鍵的是看軟件程序是否正確，它關(guān)系到系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，可以說，軟件是一個(gè)系統(tǒng)的靈魂。欲使 CPU僅訪問外部程序存儲器， EA端必須保持低電平。 P3口： P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口。對端口寫 1，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當(dāng) EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。當(dāng) OE輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總 線上。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 21～ 28： 8位數(shù)字量輸出端?；蛘呤?WR1=“ 0”， CS=“ 0”， ILE=“ l”，即輸 入寄存器為不鎖存狀態(tài)，當(dāng) WR2和 XFER 端接負(fù)脈沖信號，也可達(dá)到同樣目的。 DGND：數(shù)字地，芯片數(shù)字信號接地點(diǎn)。它是邏輯電平為 0的各位輸出電流之和。 WR2：寫信號 2。當(dāng)轉(zhuǎn)矩變動范圍不大時(shí)，可選擇較為簡易的 V/F 控制方式的變頻器，但對于轉(zhuǎn)矩變動范圍較大的負(fù)載，應(yīng)考慮采用無反饋的矢量控制方式。 大多數(shù)變頻器容量可從三個(gè)角度表述：額定電流、可用電動機(jī)功率和額定容量。 2%ED 電源 額定輸入 交流電壓、頻率 三相 380V 至 480V 50Hz/60Hz 交流電壓允許波動范圍 323 至 528V 50Hz/60Hz 允許頻率波動范圍 177。因?yàn)?7805的的最大輸出電流為 ，當(dāng) Io取 ，則穩(wěn)壓器的擴(kuò)展后的輸出電流為 3A，加一只二極管 VD與 R1并聯(lián)，把外接整流管的 VT1的發(fā)射結(jié)電阻限制在 ，當(dāng)輸出電流超過額定植時(shí)，保護(hù)電阻 R2上的壓降增大，必然會使 VT1的 Vbe減小，從而使 VT1的輸出電流減小，以至不導(dǎo)通，這樣便達(dá)到了保護(hù)外接管的目的。 L1L2L3L4LALBLCLDLELFLFLGLDPA02B018A13B117A24B216A35B315A46B414A57B513A68B612A79B711CE19AB/BA1U47 4 L S 2 4 5 圖 37 顯示模塊電路 電機(jī)控制設(shè)計(jì) 壓力傳感器將壓力信號經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換后輸入到單片機(jī)，如果壓力和設(shè)定壓力有偏差，單片機(jī)將控制變頻器調(diào)頻使壓力值穩(wěn)定， 當(dāng) 變頻主 電機(jī)由 變頻器 拖動運(yùn)行至 最大頻率 ，壓力 如還 不能達(dá)到設(shè)定的壓力值 ，則 MCU自動 啟動 定頻副 電機(jī)， 以期 保持供水壓力恒定。 第 頁 12 顯示模塊設(shè)計(jì) 但片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都需要進(jìn)行人 — 機(jī)對話。 【減一鍵】鍵功能： 1，與【設(shè)置鍵】鍵配合對壓力進(jìn)行調(diào)整，【減一鍵】 鍵每 按下一次則進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行 1操作。在掃描時(shí)，先讀取 P0口的四位，若某位為低電平，應(yīng)先延時(shí) l0ms，然后再讀取該位，如果讀得的值仍為低電平，可確認(rèn)此 鍵已按下，然后調(diào)用該鍵的鍵處理子程序，各鍵的優(yōu)先級別由軟件安排。所以，系統(tǒng)的復(fù)位電路必須準(zhǔn)確、可靠地工作。 10pF；石英晶體選擇 6MHz或 12MHz都可以。該時(shí)鐘電路由兩個(gè)電容和一個(gè)晶體振蕩器組成。當(dāng)受到壓力作用時(shí)，一對橋臂的電阻變大，而另一對橋臂電阻變小，電橋失去平衡，輸出一個(gè)與壓力成正比的電壓。 第 頁 7 3 單元模塊設(shè)計(jì) 本節(jié)主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個(gè)單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；同時(shí)本節(jié)也會對相關(guān)電路中的參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、以及核心器件進(jìn)行必要說明。綜上所述，其有下面兩個(gè)缺點(diǎn)。單片機(jī)經(jīng)運(yùn)算后與設(shè)定的壓力進(jìn)行比較，得出偏差值，再經(jīng) PID調(diào)節(jié)得出控制參數(shù)，經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換變成0— 5V的模擬信號，送入變頻器中，以控制其輸出頻率的大小，以此改變水泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制管道壓力的目的。 方案二整個(gè)系統(tǒng)的具體工作流程為：系統(tǒng)通過安裝在出水總管上的壓力傳感器，將供水管網(wǎng)的非電量信號 (動態(tài)壓力 )轉(zhuǎn)變成電信號，輸入至供水控制器的輸入模塊，信號經(jīng)單片機(jī)運(yùn)算處理后與設(shè)定的信號進(jìn)行比較運(yùn)算，得出偏差 值，再經(jīng)過 PID處理得出最佳的運(yùn)行工況參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換成模擬信號，由系統(tǒng)的輸出部分輸出變頻器的頻率設(shè)定值至變頻調(diào)速器，變頻調(diào)速器控制水泵的轉(zhuǎn)數(shù)來調(diào)節(jié)管網(wǎng)內(nèi)的實(shí)際壓力值趨向于設(shè)定壓力值，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的恒壓供水。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展變頻器的功能也越來越強(qiáng)。如圖 21 所示，以 80C196 為核心構(gòu)成控制器，將設(shè)定值與壓力反饋值進(jìn)行 PID運(yùn)算。 設(shè)計(jì)目標(biāo) 該系統(tǒng)主要以單片機(jī)為主控模塊，通過控制變頻器的輸出頻率從而自動調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使供水系統(tǒng)自動恒穩(wěn)于設(shè)定的壓力值，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。采用該供水系統(tǒng)不需建造高位水箱，水塔 ,水質(zhì)無二次污染，是一種理想的現(xiàn)代化建筑供水方案。使用 Keil C 和 Proteus 等先進(jìn) EDA 軟件進(jìn)行了高效率地設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和仿真驗(yàn)證。 關(guān)鍵詞： 恒壓，高效率，水泵轉(zhuǎn)速 , 變頻器 目 錄 1 前言 ................................................................. 1 設(shè)計(jì)背景 .................................................................................................................. 1 設(shè)計(jì)目標(biāo) .................................................................................................................. 2 實(shí)施計(jì)劃 .................................................................................................................. 2 2 總體方案設(shè)計(jì) ......................................................... 3 方案比較 .................................................................................................................. 3 方案一 ............................................................................................................ 3 方案二 ............................................................................................................ 3 方案三 ............................................................................................................ 4 方案論證 .................................................................................................................. 5 方案選擇 .................................................................................................................. 6 3 單元模塊設(shè)計(jì) ......................................................... 7 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì) .......................................................................... 7 水管壓力測量模塊 ........................................................................................ 7 時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)及與器件選擇 ........................................................................ 8 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) ............................................................................................ 8 按鍵接口模塊設(shè)計(jì) ........................................................................................ 9 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 .............................................................................................. 10 D/A 轉(zhuǎn)換模塊 ............................................................................................... 11 顯示模塊設(shè)計(jì) .............................................................................................. 12 電機(jī)控制設(shè)計(jì) .............................................................................................. 12 穩(wěn)壓電源模塊 .............................................................................................. 13 特殊器件的介紹 .................................................................................................... 14 變頻器介紹 .................................................................................................. 14 DAC0832 介紹 ............................................................................................ 16 ADC0809 介紹 ............................................................................................ 17 74LS245 介紹 .............................................................................................. 20 單片機(jī) AT89C51 ...........