基于單片機(jī)測速系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-24 19:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 個(gè)占空比周期控制振蕩器、驅(qū)動器和大電流輸出開關(guān),、降壓式變換器和電源反向器。特點(diǎn):；短路電流限制；低靜態(tài)電流；(無外接三極管)；輸出電壓可調(diào)工作振蕩頻率從100HZ到100KHZ。MC34063是一種開關(guān)型高效DC/DC變換集成電路。它的內(nèi)部含有具有溫度補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)電壓源、比較器、具有限電流電路的占空比可控的振蕩器、驅(qū)動器和大電流輸出開關(guān)管。圖32 降壓變換電源用MC34063制作的降壓變換電源，其特點(diǎn)是VI=24V,Io=500mA時(shí)，線性調(diào)整率為12mV177。％；負(fù)載調(diào)整率為3mV177。％；紋波電壓為120mV。如果加一級濾波器（如圖32中所示）輸出紋波降為40mV；變換效率為82％；。 信號處理電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的信號預(yù)處理電路由二級電路構(gòu)成，第一級是由開關(guān)三極管組成的零偏置放大器，采用開關(guān)三極管可以保證放大器具有良好的高頻響應(yīng)。當(dāng)輸入信號為零或負(fù)電壓時(shí)，三極管截止，電路輸出高電平；而當(dāng)輸入信號為正電壓時(shí)，三極管導(dǎo)通，此時(shí)輸出電壓隨著輸入電壓的上升而下降，這使得速度里程表既可以測量任意方波信號的頻率，也可以測量正弦波信號的頻率。由于放大器的放大功能降低了對待測信號的幅度要求，因此。預(yù)處理電路的第二級采用帶施密特觸發(fā)器的反相器DM74LS14把放大器生成的單相脈沖轉(zhuǎn)換成與COMS電平相兼容方波信號。利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋?zhàn)饔?，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。輸入的信號只要幅度大于VT+，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號。圖33 信號預(yù)處理電路圖 存儲器電路設(shè)計(jì) AT24C02是美國ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是內(nèi)含2568位存儲空間，具有工作電壓寬（～）、擦寫次數(shù)多（大于10000次）、寫入速度快（小于10ms）等特點(diǎn)。AT24C02的3腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。在AT89C2051試驗(yàn)開發(fā)板上它們都接地，第8腳和第4腳分別為正、負(fù)電源。第5腳SDA為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向I2C總線串行傳送。第6腳SCL為串行時(shí)鐘輸入線。第7腳需要接地。AT24C02中帶有片內(nèi)地址寄存器。每寫入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加1，以實(shí)現(xiàn)對下一個(gè)存儲單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時(shí)間，一次操作可寫入多達(dá)8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。AT24C02是CMOS2048位串行E2PROM，在內(nèi)部的組織成2568位。AT24C02的特點(diǎn)是具有允許在簡單的二線總線上工作的串行接口和軟件協(xié)議。因?yàn)樵谶@個(gè)I2C總線上只有一個(gè)器件，所以把AT24C02的地址設(shè)為000，即把A0、AA3都接地。單片機(jī)計(jì)算出來的里程數(shù)據(jù)通過SDA、SCL向AT24C02輸送數(shù)據(jù)。單片機(jī)首先向AT24C02發(fā)送寫信號，當(dāng)確認(rèn)后從單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)儲存單元提取數(shù)據(jù)然后向AT24C02的內(nèi)部地址傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)顯示里程時(shí)，單片機(jī)首先向AT24C02發(fā)送讀信號，然后確認(rèn)后，單片機(jī)從AT24C02內(nèi)部的地址向單片機(jī)的讀出單元字節(jié)讀出數(shù)據(jù)，供顯示所用。與單片機(jī)的接口如圖34所示。 圖34 AT24CO2與單片機(jī)的接口電路 顯示電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)顯示模塊用74HC164驅(qū)動數(shù)碼管顯示，74HC164是高速硅門CMOS器件，與低功耗肖特基型器件引腳兼容。74HC164是 8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過兩個(gè)輸入端（DSA 或 DSB）之一串行輸入；任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個(gè)輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空。圖35 速度顯示電路 掉電保護(hù)電路設(shè)計(jì)為了用戶方便、節(jié)省電能，本設(shè)計(jì)加入了系統(tǒng)自動開啟與關(guān)斷功能。當(dāng)電動車由靜止開始移動時(shí)，系統(tǒng)自動開啟。()時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為電動車已停止，經(jīng)過10S的延時(shí)系統(tǒng)關(guān)斷電源，單片機(jī)進(jìn)入掉電狀態(tài)。如果在l0秒內(nèi)測量電路沒有脈沖輸出則系統(tǒng)自動判定自行車已停止移動，此時(shí)單片機(jī)將POWERC端置高電平，將大部分芯片的電源切斷，只給單片機(jī)和測量電路繼續(xù)供電，而后單片機(jī)進(jìn)入掉電狀態(tài)，此時(shí)單片機(jī)最小電流可到50uA，這樣整個(gè)系統(tǒng)的耗電可保持在uA級，用電池供電可正常保持近一年。單片機(jī)允許在電壓低至2V甚至更加小一些的電壓供電時(shí)。仍然可以保證其最基本的運(yùn)行（對外部輸入輸出功能將會失效或者停止）。電池在主電源失去時(shí)，對單片機(jī)的繼續(xù)運(yùn)行提供能源，此時(shí)的電池能源是非常寶貴的，往往都是以“uA”級進(jìn)行計(jì)算。而且還有一個(gè)不能避免的結(jié)果，就是隨著保護(hù)時(shí)間的延長，電池的電量也會用完的。所以，保護(hù)電路有一個(gè)最長保護(hù)時(shí)間的參數(shù)，使用中不能超過，否則，保護(hù)就會失效。當(dāng)電池經(jīng)過保護(hù)時(shí)間的使用之后，就需要補(bǔ)充電能，便于下一次保護(hù)時(shí)能夠“酒足飯飽”地投入保護(hù)工作。所以，又有一個(gè)如何給電池充電的問題。歸納一下：就是電池在主電源正常供電時(shí)，需要由主電源對其進(jìn)行充電；當(dāng)主電源失去一時(shí)，又由電池放電以保持單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。圖36就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的掉電保護(hù)電路。(VCC = 5V)。圖3
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