【正文】 DAC0832 主要特性如下： ； 1us。 本設(shè)計(jì)采用 51 單片機(jī)和 DAC0832 構(gòu) 成“單緩沖”電路產(chǎn)生正弦波， 10 與三角波發(fā)生器產(chǎn)生的三角波進(jìn)行合成產(chǎn)生 PWM 波，如圖 26 所示。數(shù)碼管內(nèi)部發(fā)光二極管點(diǎn)亮?xí)r，需要 5mA 以上的電流 ，而且電流不可過大，否則會(huì)燒壞發(fā)光二極管，由于單片機(jī)的 I/O 口不可能輸出如此大的電流，所以數(shù)碼管與單片機(jī)相連時(shí)需要加驅(qū)動(dòng)電路，可以用上拉電阻或?qū)ｉT的數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片來驅(qū)動(dòng)，本設(shè)計(jì)采用 74HC573 鎖存器 。鍵盤按鍵一般都 是 觸點(diǎn)式 的 。 鍵盤 有 獨(dú)立式鍵盤和行列式鍵盤 兩種 。 ALE/PROG(低電平有效 )地址鎖存器和編程脈沖輸入端。 它共含有 40 個(gè)引腳，按其功能分為 3 類。 電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，是電氣傳動(dòng)發(fā)展的主要方向之一，從 20世紀(jì) 80年代中后期開始，數(shù)字式調(diào)速傳動(dòng)裝置發(fā)展很快。 數(shù)字控制不但可以實(shí)現(xiàn)例如數(shù)字給定和比較、數(shù)字 PID 運(yùn)算。 — 電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組內(nèi)部切割磁力線所感應(yīng)的電動(dòng)勢相對(duì)于轉(zhuǎn)速的比例系數(shù)稱發(fā)電系數(shù)或感應(yīng)電動(dòng)勢系數(shù) 數(shù)字直流調(diào)速控制技術(shù) 微機(jī)出現(xiàn)于 20世紀(jì) 70年代，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路制造工藝的迅速發(fā)展，微機(jī)的性能越來越高，價(jià)格越來越便宜。在國際單位制中為 rad/s,即弧度每秒。 （ 3） 易于控制，可靠性高。 本章小結(jié) .................................................... 43 存在問題及解決方案 .......................................... 45 總結(jié) ............................................................... 46 致謝 ............................................................... 47 參考文獻(xiàn) ........................................................... 48 附錄 1 原理圖 ...................................................... 49 附錄 2 程序 ........................................................ 50 ............................................. 50 ............................................. 50 行程序 ................................................. 49 ............................................... 51 1 程序 ....................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 關(guān)鍵詞 ：數(shù)字控制系統(tǒng)，單片機(jī)，三角波， D/A 轉(zhuǎn)換。 該系統(tǒng)主要由三部分組成，包括控制部分、驅(qū)動(dòng)部分和直流電動(dòng)機(jī)。 引腳圖 ............................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽?，F(xiàn)行的直流電機(jī)都是旋轉(zhuǎn)電樞式的，也即，激磁繞組及其所包圍的鐵芯組成的磁極為定 子，帶換向單元的點(diǎn)數(shù)繞組和電樞鐵芯結(jié)合構(gòu)成直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子。 —— 電刷、軸承、換向單元等因摩擦而引起的轉(zhuǎn)矩?fù)p失。工程上，常常利用電樞繞組的電阻 Ra 和電感 La 求出電氣時(shí)間常數(shù)： Te=La/Ra —— 電機(jī)從啟動(dòng)到轉(zhuǎn)速達(dá)到空載轉(zhuǎn)速的 %時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間。目前在數(shù)控伺服系統(tǒng)等自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多，為提高其性能，已采用先進(jìn)的 DSP 高速處理芯片，其指令執(zhí) 3 行速度達(dá)到每秒幾百兆以上，并且具有適用于矩陣運(yùn)算的指令。 數(shù)字式控制器有很強(qiáng)的通訊組網(wǎng)功能，不僅可以和上位機(jī)通訊，而且在數(shù)字式直流傳動(dòng)裝置之間、 PLC 之間、數(shù)字式交流傳動(dòng)裝置之間都可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。 利用獨(dú)立按鍵控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、加減速，利用數(shù)碼管和 LED 燈顯示轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn) 狀態(tài) ，并用光電編碼器將所測速度反饋至單片機(jī)，控制電機(jī)恒速運(yùn)行。 XTAL XTAL2 是外接時(shí)鐘引腳。 按鍵電路設(shè)計(jì) 鍵盤是 常用 的輸入 器件 ， 實(shí)現(xiàn) 鍵 盤 的功能 有 2 種 方法 ：一 、使 用現(xiàn)有芯片實(shí)現(xiàn)，如 8279 等， 二、使 用軟件實(shí)現(xiàn)。 圖 22 鍵盤圖 將 5 個(gè)按鈕的連接到單片機(jī)的接地端，然后將按鈕的另一端分別連接到單片機(jī)的 P1^ P1^ P1^ P1^ P1^7 口。 (如圖 24)該數(shù)碼管是共陰極數(shù)碼管，其工作原理如下：數(shù)碼管的內(nèi)部一共有 8 個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)公共端，對(duì)于共陰極數(shù)碼管來說，其 8 個(gè)發(fā)光二極管的陰極在數(shù)碼管內(nèi)部全部連接在一起，所以稱為“共陰”。 PWM 波驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用 PWM 波驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，它是按一定規(guī)律改變脈沖序列的脈沖信號(hào)寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的 一種調(diào)制方式，我們?cè)诳刂葡到y(tǒng)中最常用的是矩形波 PWM 信號(hào)，在控制時(shí)需要調(diào)節(jié) PWM 波的占空比。它主要由兩個(gè) 8 位寄存器和一個(gè) 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器組成。當(dāng)CS為 0 時(shí)， ILE 為 1， WR1 有效時(shí) DI0 到 DI7 狀態(tài)被鎖存到輸入 寄存器。當(dāng) XFER=0 且 WR2 有效時(shí)，把輸入寄存器的數(shù)據(jù)傳到 DAC 寄存器中。 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器有 8 個(gè)輸入口（每一個(gè)輸入口是 8 位二進(jìn)制數(shù)中的一位），一個(gè)模擬輸出端。 它的檢測原理是：電機(jī)主軸帶動(dòng)光電碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，碼盤上的 4個(gè)間隙將依次通過對(duì)射式光電傳感器中間的狹縫，如圖 ，當(dāng)光束通過間隙射到光敏三極管上，使三極管能夠?qū)?，使通過 R3的電流變大，從而使R3兩端的電壓增大，輸出電壓變?yōu)榈碗娖?，?dāng)光束被碼盤擋住時(shí)，光敏三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，通過 R3的電流很小， R3兩端的電壓相應(yīng)很小，從而輸出電壓為高電平。 管腳定義如下： A 端輸出 電源電壓 電源電壓 B 端輸出 地 15 A 端輸入 B 端輸入 地 器件管腳圖如圖 210所示： 圖 210 L9110芯片管腳圖 L9110 芯片電氣特性表、真值表如表 21和表 22所示。調(diào)節(jié)電位器RP1可以改變波形的周期及占空比，從而使得輸出的三角波形左右對(duì)稱。 輸出能直接接到 CMOS， NMOS 和 TTL 接口上 。 20 表 25 74HC573引腳功能表 引腳號(hào) 符號(hào) 名稱及功能 1 OE 3 態(tài)輸出使能輸入（低電平） 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 D0 to D7 數(shù)據(jù)輸入 12,13,14,15,16,17,18,19 Q0 to Q7 3態(tài)鎖存輸出 11 LE 鎖存使能輸入 10 GND 接地 (0V) 20 VCC 電源電壓 74HC573引腳圖如圖 214所示。而處理器在處理完后可以有更多的時(shí)間來執(zhí)行其他的任務(wù)?？焖儋x能電路 被 用 在 高速存 儲(chǔ) 器 的 時(shí) 候 ,譯碼器的延遲時(shí)間 間隔與 存 儲(chǔ) 器的賦能時(shí)間 間隔 通常 短 于存 儲(chǔ) 器的 通常的 存取時(shí)間。 741A? 運(yùn)算放大器 放大器常用來對(duì) 各類傳感器將位移、角度、壓力、與流量等物理量轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號(hào) 進(jìn)行放大的 應(yīng)用中， 而且 能應(yīng)用于緩沖隔離、準(zhǔn)位轉(zhuǎn)換、阻抗匹配、以及將電壓轉(zhuǎn)換為電流或電流轉(zhuǎn)換為電壓等用途。放大器作動(dòng)時(shí)的最大特點(diǎn)為需要一對(duì)同樣大小的正負(fù)電源，其值由177。 將輸出電壓的一部份引回輸入端之動(dòng)作稱為反饋，其中 把 輸出電壓引回反相端者稱為負(fù)反饋，負(fù)反饋會(huì)使得整個(gè)電路的放大倍數(shù)下降，但 是可以因此得到正確的電路放大倍數(shù)，且可 以 在輸入電阻 非常大的 時(shí) 候 ，使輸出的 電阻變小，并且 讓 放大頻率頻寬增大。因此可以推斷出最終經(jīng)過運(yùn)算放大器放大輸出的電壓值只能小于 ，因此在附錄硬件原理圖中， 2R 和 3R 分別取 4 ?K 與 5 ?K 。從圖中可以看出，不論正壓還是負(fù)壓， 2 腳均為輸出端。所以，使用該穩(wěn)壓電路來給這些元件供電。 32 輸入、輸出相隔離，電氣耦合失真低。 CC4051 八選一電子開關(guān) 介紹 CC4051 是單 8 通道數(shù)字控制模擬開關(guān)，有三個(gè)二進(jìn)制控制輸入端 A0、 A A2 和 INH 輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。引腳圖如圖 233所示。 其界面如圖 31 所示。 37 開始數(shù)據(jù)初始化輸出正弦波程序調(diào)用按鍵程序調(diào)用測速程序調(diào)用顯示程序結(jié)束 圖 32 主程序流程圖 按鍵模塊 按鍵是人機(jī)界面的主要器件，本設(shè)計(jì)中共設(shè)置了 5 個(gè)按鍵，按鍵要實(shí)現(xiàn)的功能如下： 設(shè)定： 加速 、 減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止 ； 標(biāo)志位 的切換 。 數(shù)碼顯示有靜 態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式，由硬件決定了本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示具有節(jié)約 CPU 資源、節(jié)省單片機(jī)端口、顯示靈活等優(yōu)點(diǎn)。 將所有的數(shù)字量寫成正弦數(shù)組子函數(shù) sin[]，采用定時(shí)器中斷， 定時(shí)器每計(jì)完成一段時(shí)間 調(diào)用 sin[],輸出一次正弦波，這樣就可通過改變定時(shí)時(shí)間來改變輸出正弦波的輸出頻率，達(dá)到控制 PWM 波的頻率，最終達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的目的。 41 圖 35 光電編碼器原理圖 中 斷 入 口開 T 0 中 斷T 0 初 始 化T 1 開 始 計(jì) 數(shù)T 1 初 始 化T 1 開 始 定 時(shí)保 存 T 0 值 ， 重新 計(jì) 時(shí)開 T 1 中 斷T 0 = 0 . 1 SYN中 斷 入 口T 0 = 0 . 1 SNY計(jì) 數(shù) 結(jié) 束 ， 保 存 T 1值 圖 36 測速程序流程圖 42 本章小結(jié) 本章詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的過程，軟件系統(tǒng)主要包括： 按鍵模塊、轉(zhuǎn)速檢測模塊、顯示模塊、單片機(jī)控制產(chǎn)生正弦波模塊。不同。 43 第四章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作完成后需對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的效果。 法，通過測量脈沖發(fā)生器的脈沖周期來計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速的一種測速方法，通過單片機(jī)時(shí)鐘脈沖計(jì)算脈沖周期。 圖 34 顯示子程序流程圖 40 單片機(jī)控制產(chǎn)生正弦波模塊 51 單片機(jī)的 I/O 輸出均為 +5 V 的 TTL 電平，因此產(chǎn)生的正弦波幅值為 +5 V 左右 。 38 有 鍵 閉 合掃 描 按 鍵延 時(shí) 去 抖 動(dòng)S 3S 4S 5S 2S 1有 鍵 閉 合Y加 速減 速正 轉(zhuǎn)反 轉(zhuǎn)停 止返 回NNNNNYYY 圖 33 按鍵功能圖 這樣的設(shè)計(jì)目的是消除按鍵時(shí)的抖動(dòng)，減少誤操作的機(jī)率，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 36 圖 31 keil 軟件環(huán)境圖 軟 件 程序 可分為兩大類：一 是 主程序，它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。 圖 232 邏輯圖 34 圖 233 引腳圖 圖 234 邏輯表達(dá)式 4051 在本設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用 當(dāng)由光耦上的采樣電阻取得的采樣電壓 ，輸入到 A0 和 A1 端子，輸出相應(yīng)的模擬信號(hào)送到運(yùn)放的輸入端，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的“電流環(huán)”閉環(huán)控制。 控制方式 幅值為 ～ 20V 的數(shù)字 電平 可 約束 峰－峰值至 20V 的模擬 電壓 。 可以應(yīng)用在 音響功放控制與保護(hù) 、 控制音量與實(shí)現(xiàn)電氣耦合隔離 、 燈光調(diào)節(jié)和電機(jī) 調(diào)速 以及 信號(hào)傳輸和自控