機電一體化第五章計算機控制接口技術(shù)(編輯修改稿)
2024-11-12 11:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 單片機控制系統(tǒng)提高可靠性的有 ? (6) 為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，在控制軟件中應(yīng)設(shè)計自診斷程序。系統(tǒng)在工作運行前先運行自診斷程序，檢查各硬件的特征狀態(tài)參數(shù)是 上一頁 下一頁 ? 三、 單片機芯片選擇 ? 1. ? 單片機控制系統(tǒng)的核心器件是單片機芯片，它提供的功能和資源對整個控制系統(tǒng)所需要的支持電路、接口硬件設(shè)計以及軟件設(shè)計起著關(guān)鍵性的作用。單片機硬件資源極大地影響著整個控制系統(tǒng)的成本和復(fù)雜程度。資源豐富的單片機可以大大減少硬件外圍接口芯片與存儲器擴展芯片的數(shù)量，使成本降低，結(jié)構(gòu)簡單，目前單片機的價格與外圍接口芯片的價格已相差無幾。 ? 2. ? (1) 要盡可能選擇設(shè)計者較為熟悉，曾經(jīng)接觸過的單片機系列。 ? (2) 要選擇有豐富的應(yīng)用軟件、開發(fā)工具及成熟輔助電路支持的單片機系列。 ? (3) 根據(jù)系統(tǒng)性能要求選擇合適的單片機。 上一頁 下一頁 ? 3. MCS51系列單片機的性能 ? 表 53分別列出 INTEL系列單片機的基本特性。 上一頁 下一頁 型號 片內(nèi)存儲器 /Byte 片外擴展 晶振頻率 指令周期 定時 /計數(shù)器 EPROM ROM RAM EPROM RAM 8051 —— 4K 128 64K 64K 12 1 1 8位 80C51 —— 4K 128 64K 64K 12 1 1 8位 8751 4K —— 128 64K 64K 12 1 1 8位 8031 —— —— 128 64K 64K 12 1 1 8位 80C31 —— —— 128 64K 64K 12 1 1 8位 8052 —— 4K 128 64K 64K 12 1 1 8位 ? 四、 D/A ? 1. D/A ? 選擇 D/A轉(zhuǎn)換芯片時，主要考慮芯片的性能、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用特性。 ? (1) 數(shù)字輸入特性的選擇。 ? (2) 模擬輸出特性。 ? (3) 鎖存特性。 ? (4) 參考電壓源。 ? 2. 12位 D/A ? 為了提高精度，需要用比 8位高的 D/A芯片，這里僅以 AD7542為例說明 12位 D/A轉(zhuǎn)換原理及接口技術(shù)。 ? 圖 510為 AD7542與 8031接口電路。 ? 圖 511中，要轉(zhuǎn)換的 12位數(shù)據(jù)低 8位存在片內(nèi) RAM的 50H單元中，高 4位數(shù)據(jù)存放在 51H中，試編寫 D/A轉(zhuǎn)換程序設(shè)計。 上一頁 下一頁 返 回 圖 510 AD7542與 8031接口電路 返 回 圖 511 人 機通道配置示意圖 ? 五、 單片機控制通道接口設(shè)計 ? 1. 人 機通道設(shè)計 ? 人 機通道的配置如圖 511所示，人 機通道的具體配置完全是根據(jù)實際需要而定的。人－機通道采用 I/O擴展方法獲得口地址空間，然后與人機對話專用芯片連接 ? 2. ? 單片機控制系統(tǒng)常用的前向通道結(jié)構(gòu)類型。前向通道在單片機一側(cè)有三種類型：數(shù)據(jù)總線、并行 I/O口和定時 /計數(shù)器口。 ? (1) A/D轉(zhuǎn)換接口技術(shù)根據(jù) A/D芯片與單片機連接方式以及控制系統(tǒng)的要求， A/D轉(zhuǎn)換采樣的方式主要有以下三種：程序查詢方式、定時采樣方式、中斷方式。 ? 圖 512給出了該芯片的實用接口電路。 ? ① 程序查詢方式以 圖 5－ 12為例，先選擇模擬量的一個輸入通道，發(fā)出啟動 A/D轉(zhuǎn)換信號，用程序查詢 INT1腳是否為 “ 0”，若是 “ 0”則表示 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，執(zhí)行讀 A/D結(jié)果數(shù)據(jù)操作。 ? ② 定時采樣方式。 ? ③ 中斷方式。完成上面任務(wù)的程序由兩部分組成，一部分是主 ? 程序，另一個部分是 INT1的中斷服務(wù)程序。主程序流程如 圖 5－ 13所示。中斷服務(wù)程序如 圖 5－ 14所示。 上一頁 下一頁 返 回 圖 512 ADC0809與 8031的接口電路 返 回 圖 5－ 13 A/D轉(zhuǎn)換中斷方式的主程序框圖 圖 514 A/D轉(zhuǎn)換中斷方式服務(wù)程序 ? (2) 開關(guān)信號及頻率信號接口技術(shù)。 ? 在輸入通道中除模擬量外，還有一部分是離散數(shù)字量信號，主要有開關(guān)信號和頻率信號兩種 ? ① 開關(guān)輸入信號的電路隔離，在機電一體化系統(tǒng)中，機械開關(guān)信號一般為電信號，需要把強電部分與弱電的單片機系統(tǒng)在電路上隔離開來，最常用的是使用光電耦合。 ? ② 開關(guān)信號的干擾抑制措施。 上一頁 下一頁 ? 六、 單片機控制系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計 ? 1. ? ? (1) ? (2) ? (3) ? (4) 控制直流電機的轉(zhuǎn)速從最大值降到零，減速時間為 5 s ? (5) 控制直流電機停機 3 s ? (6) 控制程序采用 C語言，單片機用 8096。 ? 具體的直流電機控制系統(tǒng)的程序流程圖如 圖 5－ 15所示，控制程序設(shè)計方法如下： ? ① 程序入口。 ② 置 SP。 ③ 選擇 ，使其輸出為高電平。 ④ 等待時間。 ⑤ 選擇 PWM輸出。 ⑥ 讀開關(guān)值是否為零。 ⑦ 將升速值寫入 PWM＿ CONTROL。⑧ 穩(wěn)定工作時間。 ⑨ 將減速值寫入 PWM＿ CONTROL
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