轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 09:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)，圖中U2的（AB）輸出端保持為低電平，而當(dāng)計(jì)數(shù)值大于單片機(jī)P1端口輸出值X時(shí)，圖中U2的（AB）輸出端為高電平。隨著計(jì)數(shù)值的增加，Q2—Q9由全“1”變?yōu)槿?”時(shí)，圖中U2的（AB）輸出端又變?yōu)榈碗娖剑@樣就在U2的（AB）端得到了PWM的信號(hào)，它的占空比為（255 X / 255）*100%，那么只要改變X的數(shù)值，就可以相應(yīng)的改變PWM信號(hào)的占空比，從而進(jìn)行直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。使用這個(gè)方法時(shí)，單片機(jī)只需要根據(jù)調(diào)整量輸出X的值，而PWM信號(hào)由三片通用數(shù)字電路生成，這樣可以使得軟件大大簡(jiǎn)化，同時(shí)也有利于單片機(jī)系統(tǒng)的正常工作。由于單片機(jī)上電復(fù)位時(shí)P1端口輸出全為“1”，使用數(shù)值比較器4585的B組與P1端口相連，升速時(shí)P0端口輸出X按一定規(guī)律減少，而降速時(shí)按一定規(guī)律增大。2. PWM發(fā)生電路主要芯片的工作原理（1）芯片4585 ：對(duì)于A和B兩組4位并行數(shù)值進(jìn)行比較，來(lái)判斷它們之間的大小是否相等。：輸入輸出比較級(jí)取AB3AB2AB1A0、B0ABA=BABABA=BABA3B3*****1001A3=B3A2B2****1001A3=B3A2=B2A1B1***1001A3=B3A2=B2A1=B1A0B0**1001A3=B3A2=B2A1=B1A0=B0001001A3=B3A2=B2A1=B1A0=B0010010A3=B3A2=B2A1=B1A0B0100100A3=B3A2=B2A1B1****100A3=B3A2B2*****100A3B3******100c. 芯片4585的引腳圖： 4585的引腳圖（1）芯片4040 芯片4040是一個(gè)12位的二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器，所有計(jì)數(shù)器位為主從觸發(fā)器，計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘下降沿進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)CR為高電平時(shí)，它對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零，由于在時(shí)鐘輸入端使用施密特觸發(fā)器，故對(duì)脈沖上升和下降時(shí)間沒(méi)有限制，所有的輸入和輸出均經(jīng)過(guò)緩沖。：輸入輸出CPCR↑↓*LLH保持計(jì)數(shù)所有輸出端均為L(zhǎng)： 4040的引腳圖轉(zhuǎn)速的測(cè)量使用編碼盤(pán)。光電式旋轉(zhuǎn)編碼器在數(shù)字測(cè)速中常用作為轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角的檢測(cè)元件。由光電式旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生與被測(cè)轉(zhuǎn)速成正比的脈沖，測(cè)速裝置將輸入脈沖轉(zhuǎn)換為以數(shù)字形式表示的轉(zhuǎn)速值。本系統(tǒng)選用M法測(cè)速。電編碼器來(lái)采樣轉(zhuǎn)速信號(hào)。增量式編碼器是專(zhuān)門(mén)用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)角位移的累計(jì)量。 增量式光電編碼盤(pán)結(jié)構(gòu)及信號(hào)輸出這里以三相編碼器為例介紹增量式編碼器的工作原理及其結(jié)構(gòu)。增量式光電編碼器在圓盤(pán)上有規(guī)則地刻有透光和不透光的線(xiàn)條。在圓盤(pán)兩側(cè)放發(fā)光元件和光敏元件。當(dāng)圓盤(pán)隨電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光敏元件接收的光通量隨透光線(xiàn)條同步變化，光敏元件輸出波形經(jīng)過(guò)整形后變?yōu)槊}沖。碼盤(pán)上有相標(biāo)志，每轉(zhuǎn)一圈Z相輸出一個(gè)脈沖。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤(pán)還可提供相位相差90186。的兩路脈沖信號(hào)。轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向信號(hào)處理：將A、B兩相脈沖中任何一相輸入計(jì)數(shù)器中均可使計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。編碼盤(pán)輸出的Z相脈沖用于復(fù)位計(jì)數(shù)器，每轉(zhuǎn)一圈復(fù)位一次計(jì)數(shù)器；編碼盤(pán)的旋轉(zhuǎn)方向可以通過(guò)D觸發(fā)器的輸出信號(hào)Q來(lái)判斷。整形后的A、B兩相輸出信號(hào)分別接到D觸發(fā)器的時(shí)鐘端和D輸入端，D觸發(fā)器的CLK端在A相脈沖的上升沿觸發(fā)。由于A、B兩相的脈沖相位相差90176。，當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)（假設(shè)B相脈沖超前時(shí)為正轉(zhuǎn)，反之為反轉(zhuǎn)），B相脈沖超前A相脈沖90176。，觸發(fā)器總是在B脈沖為高電平時(shí)觸發(fā)，這時(shí)D觸發(fā)器的輸出端Q輸出為高電平。當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，A相脈沖超前B相脈沖90176。，則D觸發(fā)器總是在B脈沖為低電平時(shí)觸發(fā)，這時(shí)Q輸出端輸出為低電平。由此確定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向判別2. M法測(cè)速的實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)中，使用單片機(jī)的T/C0和T/C1分別記數(shù)高頻時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)和同時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù)。由于T/C0還要給8279給定時(shí)鐘信號(hào)，因此工作于計(jì)數(shù)器方式，時(shí)鐘信號(hào)為單片機(jī)時(shí)鐘的1/2分頻即4MHZ，定時(shí)器初值設(shè)為80H。T/C0溢出中斷后，記錄T/C1的數(shù)值，并將單片機(jī)PB0清零，延時(shí)5個(gè)時(shí)鐘之后，置位PB0口后重新開(kāi)始記數(shù)，再次溢出中斷時(shí)：如果測(cè)速容許，再次記錄T/C1的數(shù)值，否則將單片機(jī)PB0清零，延時(shí)之后置位PB0口，重新記數(shù)。這樣循環(huán)，T/C0完成了記數(shù)高頻時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)和8279脈沖信號(hào)的輸出。那么，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為： 式中，高頻時(shí)鐘頻率=4HZ；旋轉(zhuǎn)編碼器的光柵數(shù)P=1024；=64. 直流電流檢測(cè)電路（1）UGN3501M:集成霍爾傳感器UGN3501M原理圖（2）AD522集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換及芯片選擇1. 芯片ADC0809介紹ADC0809是8位、逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換芯片，具有地址鎖存控制的8路模擬開(kāi)關(guān)，應(yīng)用單一的+5V電源，其模擬量輸入電壓的范圍為0V+5V，其對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出為00HFFH，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs，無(wú)須調(diào)零或者調(diào)整滿(mǎn)量程。2 .ADC0809的引腳及其功能ADC0809有28個(gè)引腳，其中IN0IN7接8路模擬量輸入。ALE是地址鎖存允許，、接基準(zhǔn)電源，在精度要求不太高的情況下，供電電源就可以作為基準(zhǔn)電源。START是芯片的啟動(dòng)引腳，其上脈沖的下降沿起動(dòng)一次新的A/D轉(zhuǎn)換。EOC是轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，可以用于向單片機(jī)申請(qǐng)中斷或者供單片機(jī)查詢(xún)。OE是輸出允許端。CLK是時(shí)鐘端。DB0DB7是數(shù)字量的輸出。ADDA、ADDB、ADDC接地址線(xiàn)用以選定8路輸入中的一路，詳見(jiàn)下圖。ADDCADDBADDA選通輸入通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7 ADC0809引腳圖及功能表第二章 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)數(shù)字控制系統(tǒng)的控制規(guī)律是靠軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所有的硬件也必須由軟件實(shí)施管理。單片機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件有主程序、初始化子程序、中斷服務(wù)子程序等。在主程序中，主要完成對(duì)各個(gè)可編程芯片進(jìn)行初始化和鍵盤(pán)參數(shù)設(shè)置的處理。鍵盤(pán)參數(shù)設(shè)置的處理主程序中的重要部分，這部分程序設(shè)計(jì)采
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