【文章內(nèi)容簡介】 ④ ALE腳：地址鎖存允許信號，用于鎖存單片機輸出的 低 ，高電平有效 ⑤ EA腳：其功能為內(nèi)外程序 存儲器選擇控制端。當(dāng) EA為高電平時，單片機訪問內(nèi)部程序存儲器，當(dāng) EA為低電平時，單片機直接訪問片外程序存儲器。 （ 2）地址鎖存器 74LS373：如下圖 5所示。 D0～～ D7： 8位數(shù)據(jù)輸入線 Q0～～ Q7： 8位數(shù)據(jù)輸出線 C:數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號，高電平有效。當(dāng)該信號為高電平時，外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器，負(fù)跳變時，數(shù)據(jù)鎖存。 OC: 數(shù)據(jù)輸出允許信號，低電平有效。 (3)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809：如下圖 6所示。 圖 5 74LS373 引腳圖 ① IN7～ IN0:為 8條模擬量輸入通道 ②地址輸入和控制線： 4條。 ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng) ALE=1 時，地址鎖存與譯碼器將 A、 B、 C 三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，通過 A、 B、 C的組合以選中 IN7～I(xiàn)N0上的一路模擬量輸入。 ③數(shù)字量輸出及控制線： 11條 當(dāng) START=1時，開始進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換期間 START=0。 EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，當(dāng) EOC=1時，表時轉(zhuǎn)換結(jié)束。 OE=1時 圖 6 ADC0809 引腳圖 可以輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 D7～ D0為數(shù)字量輸出線。 ④電源信號及其它 :5條 (4)步進(jìn)電機驅(qū)動芯片 ULN2022,如下圖 7所示 : IN1～ IN7為信號輸入端，內(nèi)部 為開路 開路輸出達(dá)林頓驅(qū)動器 ，最高可驅(qū)動電壓 50V， GND 為接地端， COM可以接電源或懸空。 各部分硬件電路設(shè)計： （ 1）時鐘電路圖： 本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，如圖 8所示 : 圖 7 ULN2022 引腳圖 （ 2）復(fù)位電路圖： 本復(fù)位電路 如圖 9 所示， 采用的是手動按鍵電平觸發(fā)方式經(jīng)電阻與電源 +5V接通而實現(xiàn)的。 微機檢測系統(tǒng) 課程設(shè)計說明書 11 圖 8 時鐘電路 圖 9 復(fù)位電路 （ 3）報警電路圖： 本報警電路采用 PNP三極管作為驅(qū)動器件， 電阻 R2輸出端接到單片機 ，當(dāng)單片機檢測到車身振幅超過 15MM 時 , 輸出高電平，三極管導(dǎo)通，便可驅(qū)動揚聲器發(fā)出報警聲響。 (4)步進(jìn)電機驅(qū)動電路圖 : 此電路驅(qū)動采用集成電路芯片，步進(jìn)電機驅(qū)動芯片 ULN2022， ULN2022 具有很強的驅(qū)動能力，最大可驅(qū)動輸出電壓達(dá) 50V。其電路圖連接如圖 10所示： 圖 10 步進(jìn)電機驅(qū)動電路 （ 5） 電路 原理圖 (見 附錄 ) （ 6）硬件電路的仿真：開啟 PC機，在桌面上雙擊“ ” 進(jìn)入 Protel 界面，打開電路原理圖，然后選中菜單“ Project” →“ Compile Document” 進(jìn)行電氣檢查編譯，然后點擊軟件右下角的“ system” 菜單→“ Messages” 即可觀察仿真的結(jié)果，如果電氣連接正確 則 “ Messages” 里面的內(nèi)容為空（ 仿真結(jié)果 見附錄） 4 汽車懸架系統(tǒng)振幅控制器的系統(tǒng)軟件設(shè)計過程 任何一個應(yīng)用系統(tǒng)，它們都 有著自己的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)， 少了任何一個部分都不可能稱之為一個完整的應(yīng)用系統(tǒng)，它們之間是相互依存的一個整體，硬件系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)的一個基礎(chǔ)和前提，為軟件系統(tǒng)提供了一個操作平臺；而軟件系統(tǒng)是硬件系統(tǒng)的靈魂 ，它對硬件系統(tǒng)起到擴(kuò)充和完善的作用?？上攵浖到y(tǒng)與硬件系統(tǒng)同等重要，下面為 汽車懸架 系統(tǒng) 振幅控制器 的軟件方面的具體設(shè)計過程： 微機檢測系統(tǒng) 課程設(shè)計說明書 12 ADC0809 芯片起始地址 的確定： AD芯片的通道 1地址為： 0xf9 (AD地址為： 0xf8) 通道 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 ADC0809的 A、 B、 C端分別接至單片機引腳的 、 、 ，各通道的選擇可以通過A、 B、 C的組合而確定（即由 ～ ） ,而通道 0即為 ADC0809 芯片的起始地址，所以 ADC0809芯片的起始地址為： 0xf8,由于本設(shè)計將傳感器的信號接至通道 1，故通道 1的芯片地址為： 0xf9. 采樣周期 T 的確定： 設(shè)地面對汽車車身的輸入頻率為 f=5HZ,則角頻率ω =2**5=。根據(jù)采 樣定理可得 fs=2f,在此次設(shè)計中取 fs=4f=20HZ，即可得采樣周期為 T=,本設(shè)計采用晶振為 12HZ，采用定時器 0、模式 1，則計數(shù)的脈沖個數(shù)為： (50*1000)*12/foc=50000 個，故有： TH0=(6553650000)/256 TL0=(6553650000)%256 車身垂直加速度與振幅位移的變換思想： 由于壓電式加速度傳感器檢測的是車身的垂直振動加速度值，在程序的設(shè)計過程中必須將其轉(zhuǎn)化為車身振動的大小，即振幅的位移，其轉(zhuǎn)化過程如下： 假設(shè)路面對車身的輸入為 x=Asinω t V=dx/dt=Aω cosω t a= dV/dt=A(ω ^2)*sinω t x/a=1/(ω ^ 2)。 h=x=a/(ω ^2) 首先先設(shè)定汽車車身振幅范圍為 010mm即， h=10mm為最大值，當(dāng)汽車振動幅度超過10mm時即（ h10mm），必須執(zhí)行 PID調(diào)節(jié)，如果 h10mm，則繼續(xù)采樣加速度值，繼續(xù)比較。但是當(dāng) h15mm時，峰鳴器必須響，發(fā)出報警聲，以提示使用者。 數(shù)字 PID 控制算法： 直次 PID控制算法采用的增量式 PID控制算法，因為增量式 PID算法只需要保持當(dāng)前 微機檢測系統(tǒng) 課程設(shè)計說明書 13 時刻以前三個時 刻的誤差即可。它與位置式 PID 相比，有以下優(yōu)點： 首先：位置式 PID算法每次輸出與整個過去狀態(tài)有關(guān)，計算式中要用到過去誤差的累加值，因此容易產(chǎn)生較大的計算誤差，而增量式 PID只需要計算增量，計算誤差當(dāng)精度不足時對控制量的計算影響較小。 其次：采用增量算法，由于其與原始狀態(tài)無關(guān)，易于實現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換。 另外，由于執(zhí)行機構(gòu)需要的是控制變量的絕對值而不是其增量，這時仍可采用增量式計算，但是輸出則采用位置式的輸出形式，算法公式如下： y(n)=y(n1)+ δ y(n)=y(n1)+Kp*(δ e(n)+I*e(n)+D*δ e(n)^2)， 把δ e(n)=e(n)e(n1), δ e(n)^2=δ e(n)2*δ e(n1)+e(n2)代入上式，則： y(n)=y(n1)+Kp*[(e(n)e(n1))+I*e(n)+D*(e(n)2*e(n1)+e(n2))] 式中： e(n)=wu(n)。 W給定值振幅位移量 Kp比例系數(shù) I=T/Ti積分系數(shù) D=Td/T微分系數(shù) T采樣周期 由于本次的課程設(shè)計時間有限，關(guān)于 PID 控制中的 各參數(shù)，如比例系數(shù) Kp、積分 環(huán)節(jié) Ki、微分環(huán)節(jié) Kd 的確定事先已經(jīng)假定得出，沒有經(jīng)過 Matlab 軟件的仿真得出。本次設(shè)計中各參數(shù)的取值如下： Kp=15。Td=5。Ti=。T= 因此 ,Ki=Kp*T/Ti=150； Td=Kp*Td/T=1500 4． 5 步進(jìn)電機驅(qū)動算法及編碼 要