【正文】 nic motorsby adaptive control with simplified mathematical model IEEE Transactions on Power Electronics, 1998, 13(3):180～ 184. [16] Tomonobu Senjyu,Satoru Yokoda,Katsumi Uezato Position control of ultrasonic motors using sliding mode control with multiple control inputs. Applied Power Electronics Conference and 39。 While (1) { xian_shi( )。 } Timer_()//定時(shí)器初始化 { TACTL = TACLR+MC0。 delay(2)。 delay(2)。j0。 delay(2)。 delay(2)。j0。 i++) { m = m + p[i]〈〈 i； } return m。//延時(shí)，待穩(wěn)定 } while((IFG1amp。 // 增計(jì)數(shù)模式 _EINT()。按整體功能分為多個(gè)不同的模塊，單獨(dú)設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試，然后將各個(gè)模塊裝配聯(lián)調(diào)，組成完整的軟件。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在系統(tǒng)中 XT2 采用 4MHz 的晶體， XT2 外接 2 個(gè) 22pF的電容經(jīng)過(guò) XT2IN 和 XT2OUT 連接到 MCU。如 430 使用 8MHZ 外接晶振與 XT2 輸入口相連構(gòu)成高頻振蕩器。 監(jiān)控設(shè)備 (Brownout)觸發(fā)。為了進(jìn)行信號(hào)的分析、處理、顯示和記錄，須對(duì)信號(hào)作放大、運(yùn)算、分析等處理，這就 引 入了中間變化電路 如圖 。假如測(cè)速齒盤(pán)上有 30個(gè)齒槽，當(dāng)測(cè)速齒槽旋轉(zhuǎn)一周，光敏元件就能感受與開(kāi)孔數(shù)相等次數(shù)的光次數(shù)。稱(chēng)之為混合信號(hào)處理器，是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，將多個(gè)不同功能的 模擬電路 、 數(shù)字電路 模塊和 微處理器 集成在一個(gè)芯片上，以提供 ―單片 ‖解決方案。光電頭包含有前置電路，輸出 0— 5V 的脈沖信號(hào)。 如果 m=60， 那么 1 秒鐘內(nèi)脈沖個(gè)數(shù) N 就是轉(zhuǎn)速 n， 即 : n=N/ (mT) =N/60 1/60=N （ 式 ） 傳感器選型 常用的傳感器有霍爾傳感器和光電傳感器。 轉(zhuǎn)速測(cè)量的原理 一般的轉(zhuǎn)速長(zhǎng)期測(cè)量系統(tǒng)是預(yù)先在軸上安裝一個(gè)有 60 齒的測(cè)速齒盤(pán) ， 用變磁阻式或電渦流式傳感器獲得一轉(zhuǎn) 60 倍轉(zhuǎn)速脈沖 ， 再用測(cè)頻的辦法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量。測(cè)出產(chǎn)生 N個(gè)脈沖內(nèi)所需要的時(shí)間 t，則信號(hào)的周期為 f=N／ t，測(cè)量頻率誤差△ f≈ N△t／ t2，相對(duì)誤差△ f／ f=△ t／ t，誤差主要來(lái)自采樣的時(shí)間誤差，低頻脈沖情況下誤差較小，測(cè)量精度高。放大、整形電路是對(duì)傳感器送過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行放大和整形，在送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理轉(zhuǎn)換。 系統(tǒng)原理及組成 整個(gè)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的目的就是， 通過(guò)對(duì) 超聲波電機(jī) 移動(dòng)體的機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行觀(guān)測(cè)，用 MSP430 單片機(jī)達(dá)到測(cè)量轉(zhuǎn)速的目標(biāo)。 工作原理 超聲波電機(jī) 與傳統(tǒng)的電機(jī)不同，超聲波電機(jī)無(wú)繞組和磁極，無(wú)需通過(guò)電磁作用產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)力。在國(guó)內(nèi)也有很多利用 DSP， VCO等來(lái)達(dá)到對(duì)機(jī)的控制。文獻(xiàn) [8— 9]分別將模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、滑模 控制相結(jié)合，并用于超聲波電機(jī)控制。 這次設(shè)計(jì)內(nèi)容包含知識(shí)全面，對(duì)傳感器測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的不同的方法及原理設(shè)計(jì)有較多介紹，在測(cè)量系統(tǒng)中能學(xué)到關(guān)于測(cè)量轉(zhuǎn)速的傳感器采樣問(wèn)題，單片機(jī)部分的內(nèi)容，顯示部分等各個(gè)模塊的通信和聯(lián)調(diào)。在使用模技術(shù)制作測(cè)速表時(shí)，常用測(cè)速發(fā)電機(jī)的方法，即將測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與待測(cè)軸相連，測(cè)速發(fā)電機(jī)的電壓高低反映了轉(zhuǎn)速的高低。它作為一種直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)從 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)備受各國(guó)科研工作者的青睞，已成為當(dāng)前機(jī)電控制領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。因此在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車(chē)專(zhuān)用電器、精密儀器儀表、辦公自動(dòng)化設(shè)備、智能機(jī)器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景 [3,4]，它 不僅在思想上突破了傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)原理 ， 而且又以其優(yōu)異的性能特點(diǎn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電機(jī)的不足 ， 引起了人們強(qiáng)烈的興趣和厚望。 在對(duì)轉(zhuǎn)速波動(dòng)較快系統(tǒng)或要求動(dòng)態(tài)特性好而精度高的轉(zhuǎn)速測(cè)控系統(tǒng)中 ， 調(diào)節(jié)周期一般很短 ， 相應(yīng)的采樣周期需取得很小 ， 使得脈沖當(dāng)量增高 ， 從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)測(cè)量精度 降低 ， 難以滿(mǎn)足測(cè)控要求。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 超聲波電機(jī) 驅(qū)動(dòng)當(dāng)前常采用恒壓源方式且工作在定子共振頻率附近 [6]。文獻(xiàn) [12]使用模糊控制器調(diào)節(jié)頻率實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速控制，并采用遺傳算法在線(xiàn)修正模糊控制規(guī)則，控制算法復(fù)雜。傳統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)多采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或光電數(shù)字脈沖編碼器，也有采用電磁式 (利用電磁感應(yīng)原理或可變磁阻的霍爾元件等 )、電容式 (對(duì)高頻振蕩進(jìn)行幅值調(diào)制或頻率調(diào)制 )等，還有一些特殊的測(cè)速器是利用置于旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的放射性材料來(lái)發(fā)生脈沖信號(hào) [19]。并將這種振動(dòng)通過(guò)共振放大和摩擦耦合變換成旋轉(zhuǎn)或直線(xiàn)型運(yùn)動(dòng)。脈沖信號(hào)的幅值如果不足夠大還需要 接入放大電路。對(duì)周期信號(hào)進(jìn)行內(nèi)部記數(shù)，調(diào)用計(jì)算公式算出轉(zhuǎn)速，調(diào)用顯示程序顯示在數(shù)碼管上。 l計(jì)數(shù)誤差，高頻脈沖情況下誤差較小，測(cè)量精度高。即通過(guò)速度傳感器 ， 將轉(zhuǎn)速信號(hào)變?yōu)殡娒}沖 ， 利用微機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù) ， 再經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 7 頁(yè) 共 31 頁(yè) 數(shù)據(jù)。 霍爾器件是由半導(dǎo)體材料制成的一種薄片，在垂直于平面方向上施加外磁場(chǎng) B，在沿平面方向兩端加外電場(chǎng)，則使電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，結(jié)果在器件的兩個(gè)側(cè)面之間產(chǎn)生霍爾電勢(shì)。 綜上所述，使用光電傳感器來(lái)作為本設(shè)計(jì)的最佳選擇方案。 引腳圖： 圖 引腳圖 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 10 頁(yè) 共 31 頁(yè) 表 引腳說(shuō)明 引腳名稱(chēng) 編號(hào) . I/O 描 述 AVCC 64 模 擬 正 電 源 端 向 SVS， brownout， oscillator， FLL+， parator_A， port 1， and LCD resistive divider 電路供電 上 電不必早于 DVCC. AVSS 62 內(nèi)部連接于 DVSS DVCC 1 數(shù)字正電源端 提供所有部件電源 由 AVCC供電的除外 DVSS 63 數(shù)字地 所有部件的接地 通過(guò) AVCC/ NC 7 10 11 空腳 ， 比較方式 : Out0 輸出 52 I/O 通用數(shù)字 I/O/定時(shí)器 _A. 捕獲方式 CCI0B 輸入 /MCLK輸出 意 在這個(gè)引腳上 TA0只能輸入 ， 捕獲方式 : CCI1A 輸入 ， 比較方式 Out1 輸出 49 I/O 通用數(shù)字 I/O 48 I/O 通用數(shù)字 I/O /定時(shí)器 A輸入時(shí)鐘 / ACLK輸出 : CCI2A 輸入 ， 比較方式 : Out2 輸出 44 I/O 通用數(shù)字 I/O 31 I/O 通用數(shù)字 I/O/比較器 A輸出 /LCD 段 19輸出腳 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 11 頁(yè) 共 31 頁(yè) 引腳名稱(chēng) 編號(hào) I/O 描 述 I/O 通用數(shù)字 I/O/LCD 段 9出腳 I/O 通用數(shù)字 I/O/LCD 段 8腳 I/O 通用數(shù)字 I/O/LCD 段 7出腳 COM0 36 O LCD公共輸出端 COM0. R03 40 I LCD 模擬電平第四極輸入腳 (最低電平 V5) (最低電平 V3或 V4) 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 12 頁(yè) 共 31 頁(yè) (最低電平 V2) (最低電平 V1) 59 I/O 通用數(shù)字 I/O腳 60 I/O 通用數(shù)字 I/O腳 61 I/O 通用數(shù)字 I/O腳 2 I/O 通用數(shù)字 I/O腳 3 I/O 通用數(shù)字 I/O腳 4 I/O 通用數(shù)字 I/O腳 5 I/O 通用數(shù)字 I/O腳 6 I/O 通用數(shù)字 I/O腳 RST/NMI 58 I 復(fù)位輸入腳或非屏蔽終端輸入端 TCK 57 I 測(cè)試時(shí)鐘 . TCK 是芯片編程和測(cè)試的時(shí)鐘輸入腳 TDI 55 I 測(cè)試數(shù)據(jù)輸入 . TDI用作數(shù)據(jù)輸入 . 芯片的保護(hù)熔絲與 TDI相連 . TDO/TDI 54 I/O 測(cè)試數(shù)據(jù)輸出 . TDO/TDI做為數(shù)據(jù)輸出或編程數(shù)據(jù)輸入端 TMS 56 I 測(cè)試模式選擇 . TMS在芯片編程和測(cè)試時(shí)是輸入腳 XIN 8 I 晶體振蕩器 XT1輸入腳 . 可以連接標(biāo)準(zhǔn)晶體或晶體振蕩器 . XOUT/TCLK 9 I/O 晶體振蕩器 XT1輸入腳 .或測(cè)試時(shí)鐘輸入腳 電源部分設(shè)計(jì) MSP430F149 的電源 有模擬和數(shù)字電源，采用一點(diǎn)接，數(shù)字地和模擬地也一樣 采用 一點(diǎn)接地 。 圖 傳感器原理圖 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 14 頁(yè) 共 31 頁(yè) 光電傳感器是應(yīng)用非常廣泛的一種器件，有各種各樣的形式，如透射式、反射式等，基本的原理就是當(dāng)發(fā)射管光照射到接收管時(shí)，接收管導(dǎo)