基于單片機的直流電動機轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-21 16:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 時間：100us（640KHz時）。（5）轉(zhuǎn)換誤差：177。1LSB。（6）參考電壓：，即Vref＝。圖5 ADC0804管腳圖ADC0804是屬于連續(xù)漸進式的A/D轉(zhuǎn)換器，這類型的A/D轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快（幾十至幾百us）、分辨率高外，還有價錢便宜的優(yōu)點，普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計上。以輸出8位的ADC0804動作來說明“連續(xù)漸進式A/D轉(zhuǎn)換器”的轉(zhuǎn)換原理，動作步驟如下表示（原則上先從左側(cè)最高位尋找起）。第一次尋找結(jié)果：10000000（若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝1）第二次尋找結(jié)果：11000000（若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝1）第三次尋找結(jié)果：11000000（若假設(shè)值輸入值，則尋找位＝該假設(shè)位＝0）第四次尋找結(jié)果：11010000（若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝1）第五次尋找結(jié)果：11010000（若假設(shè)值輸入值，則尋找位＝該假設(shè)位＝0）第六次尋找結(jié)果：11010100（若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝1）第七次尋找結(jié)果：11010110（若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位＝假設(shè)位＝1）第八次尋找結(jié)果：11010110（若假設(shè)值輸入值，則尋找位＝該假設(shè)位＝0）這樣使用二分法的尋找方式，8位的A/D轉(zhuǎn)換器只要8次尋找，12位的A/D轉(zhuǎn)換器只要12次尋找，就能完成轉(zhuǎn)換的動作，其中的輸入值代表圖1的模擬輸入電壓Vin。ADC0804的控制方法，要求ADC0804進行模擬/數(shù)字的轉(zhuǎn)換，其實可以直接由下面的時序圖來配合了解。下圖為ADC0804控制信號時序圖：圖6 ADC0804控制信號時序圖以圖而言，控制ADC0804動作的信號應(yīng)該只有CS、WR、RD。其中INTR由高電位轉(zhuǎn)為低電位后，代表ADC0804完成這次的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，而DB0～DB7代表是轉(zhuǎn)換后的數(shù)字資料。上圖的動作大概可分成4個步驟區(qū)間——S0、SSS3，每個步驟區(qū)間的動作方式如下：步驟S0：CS＝0、WR＝0、RD＝1（由發(fā)出的信號要求ADC0804開始進行模擬/數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換）。步驟S1：CS＝WR＝RD＝1（ADC0804進行轉(zhuǎn)換動作，轉(zhuǎn)換完畢后INTR將高電位降至低電位，而轉(zhuǎn)換時間100us）。步驟S2：CS＝0、WR＝RD＝0（由發(fā)出的信號以讀取ADC0804的轉(zhuǎn)換資料）。步驟S3：CS＝WR＝RD＝1（讀取DB0～DB7上的數(shù)字轉(zhuǎn)換資料）。由上述步驟說明，可以歸納出所要設(shè)計的動作功能有：（1）負責(zé)在每個步驟送出所需的CS、WR、RD控制信號。（2）在步驟S1時，監(jiān)控INTR信號是否由低電位變高電位，如此以便了解ADC0804的轉(zhuǎn)換動作結(jié)束與否。（3）在步驟S3，讀取轉(zhuǎn)換的數(shù)字資料DB0～DB7。五、硬件的設(shè)計硬件的總體設(shè)計圖如下圖所示：圖7 硬件設(shè)計電路總示意圖在上圖中，我們把給定的轉(zhuǎn)速進行A/D轉(zhuǎn)換后送給MCU，在一組4位LED上顯示，MCU通過控制輸出PWM波，進行直流電機的驅(qū)動。電機通過電流檢測和測速反饋傳遞給MCU，在一組4位LED上進行轉(zhuǎn)速的顯示。在整體過程中，我們通過外接4*4鍵盤進行電機的控制。項目的硬件設(shè)計大體上由基本方式的設(shè)計、I/O接口地址擴展的設(shè)計、I/O接口地址編碼的設(shè)計三個部分組成?；痉绞降脑O(shè)計：（1）控制方式的選擇：在控制方式中，有三種最常用的方式：程序查詢方式、中斷控制方式和DMA方式。①程序查詢方式：便于程序控制、編程簡單、易于調(diào)試，但是占用CPU時間長，效率低，實時性不高。②中斷控制方式：效率高、實時性強，但是編程復(fù)雜、不易于調(diào)試。③DMA方式：速度快、不經(jīng)過CPU，需要 DMA控制器及控制線。在控制方式的選擇上，由于我們對于時間的要求不高，不計算效率，但是要求編程控制，同時要便于調(diào)試。因此我們選用程序查詢方式。（2）通信方式的選擇：可供選擇的通訊方式有并行和串行兩種方式。①串行方式：串行指的是數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)流的方式在一個信道上一位一位的傳送。串行數(shù)據(jù)傳輸時，數(shù)據(jù)是一位一位地在通信線上傳輸?shù)?，先由具有幾位總線的計算機內(nèi)的發(fā)送設(shè)備，將幾位并行數(shù)據(jù)經(jīng)并串轉(zhuǎn)換硬件轉(zhuǎn)換成串行方式，再逐位經(jīng) 傳輸線到達接收站的設(shè)備中，并在接收端將數(shù)據(jù)從串行方式重新轉(zhuǎn)換成并行方式，以供接收方使用。串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫炔⑿袀鬏斅枚?，但對于覆蓋面極其廣 闊的公用電話系統(tǒng)來說具有更大的現(xiàn)實意義。串行數(shù)據(jù)通信的方向性結(jié)構(gòu)有三種，即單工、半雙工和全雙工。如下圖所示：圖8 串行數(shù)據(jù)通信示意圖串行傳輸存在一個收發(fā)雙方如何保持碼組或者字符同步的問題，這個問題不解決，傳輸則不成功，也就失去了意義。收發(fā)雙方如何保持碼組或者字符同步的問題的解決辦法就是：異步傳輸模式或者同步傳輸模式。異步傳輸模式：要加起止位，同步傳輸以同步的始終節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號，因此在串行的數(shù)據(jù)流中，信號碼元的相對位置都是固定的《即同步》。串行傳輸?shù)奶攸c：傳輸速度較低，一次一位；通信成本也較低，只需一個信道；支持長距離傳輸，目前計算機網(wǎng)絡(luò)中所用的傳輸方式均為串行傳輸。②并行方式：并行指的是數(shù)據(jù)以成組的方式在多條并行信道上同時傳送。并行通信傳輸中有多個數(shù)據(jù)位，同時在兩個設(shè)備之間傳輸。發(fā)送設(shè)備將這些數(shù)據(jù)位通過 對應(yīng)的數(shù)據(jù)線傳送給接收設(shè)備，還可附加一位數(shù)據(jù)校驗位。接收設(shè)備可同時接收到這些數(shù)據(jù)，不需要做任何變換就可直接使用。并行方式主要用于近距離通信。計算 機內(nèi)的總線結(jié)構(gòu)就是并行通信的例子。這種方法的優(yōu)點是傳輸速度快，處理簡單
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