【文章內(nèi)容簡介】 爾傳感器的測速電路 LCD顯示模塊1）1602芯片介紹1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。因為1602識別的是ASCII碼，試驗可以用ASCII碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如39。A’。1602采用標準的16腳接口，其中：第1腳：VSS為電源地第2腳：VDD接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負極。2）電路原理圖 LCD顯示電路3 直流調(diào)速系統(tǒng)的軟件設計 PWM技術簡介 PWM介紹脈沖寬度調(diào)制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用于測量，通信，功率控制與變換等許多領域。一種模擬控制方式，根據(jù)相應載荷的變化來調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來實現(xiàn)開關穩(wěn)壓電源輸出晶 體管或晶體管導通時間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定。脈沖寬度調(diào)制（PWM）是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。PWM的一個優(yōu)點是從處理器到被控系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的，無需進行數(shù)模轉換。讓信號保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或將邏輯0改變?yōu)檫壿?時，也才能對數(shù)字信號產(chǎn)生影響。 對噪聲抵抗能力的增強是PWM相對于模擬控制的另外一個優(yōu)點，而且這也是在某些時候將PWM用于通信的主要原因。從模擬信號轉向PWM可以極大地延長通信距離。在接收端，通過適當?shù)腞C或LC網(wǎng)絡可以濾除調(diào)制高頻方波并將信號還原為模擬形式。 PWM控制的基本原理 沖量相等而形狀不同的 窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。沖量指窄脈沖的面積。效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應波形基本相同。低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異?！D31　形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖 分別將如圖31所示的電壓窄脈沖加在一階慣性環(huán)節(jié)（RL電路）上，如圖31a所示。其輸出電流i(t)對不同窄脈沖時的響應波形如圖31b所示。從波形可以看出，在i(t)的上升段，i(t)的形狀也略有不同，但其下降段則幾乎完全相同。脈沖越窄，各i(t)響應波形的差異也越小。如果周期性地施加上述脈沖，則響應i(t)也是周期性的。用傅里葉級數(shù)分解后將可看出，各i(t)在低頻段的特性將非常接近，僅在高頻段有所不同。圖32 沖量相同的各種窄脈沖的響應波形用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波，正弦半波N等分，看成N個相連的脈沖序列，寬度相等，但幅值不等；用矩形脈沖代替，等幅，不等寬，中點重合，面積（沖量）相等，寬度按正弦規(guī)律變化。PWM控制的基本原理很早就已經(jīng)提出，但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約，在上世紀80年代以前一直未能實現(xiàn)。直到進入上世紀80年代，隨著全控型電力電子器件的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，PWM控制技術才真正得到應用。隨著電力電子技術，微電子技術和自動控制技術的發(fā)展以及各種新的理論方法，如現(xiàn)代控制理論，非線性系統(tǒng)控制思想的應用，PWM控制技術獲得了空前的發(fā)展。到目前為止 ，已出現(xiàn)了多種PWM控制技術。 PWM調(diào)速原理直流電動機轉速n=(UIR)/Kφ 其中U為電樞端電壓，I為電樞電流，R為電樞電路總電阻,φ為每極磁通量，K為電動機結構參數(shù)。 直流電機轉速控制可分為勵磁控制法與電樞電壓控制法。勵磁控制法是控制磁通，其控制功率小，低速時受到磁飽和限制，高速時受到換向火花和換向器結構強度的限制，而且由于勵磁線圈電感較大動態(tài)響應較差，所以這種控制方法用得很少。大多數(shù)應用場合都使用電樞電壓控制法。隨著電力電子技術的進步，改變電樞電壓可通過多種途徑實現(xiàn)，其中PWM(脈寬調(diào)制)便是常用的改變電樞電壓的一種調(diào)速方法。 PWM調(diào)速控制的基本原理是按一個固定頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)接通和斷開的時間比(占空比)來改變直流電機電樞上電壓的占空比，從而改變平均電壓，控制電機的轉速。在脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當電機通電時其速度增加，電機斷電時其速度減低。只要按照一定的規(guī)律改變通、斷電的時間，即可控制電機轉速。而且采用PWM技術構成的無級調(diào)速系統(tǒng)．啟停時對直流系統(tǒng)無沖擊，并且具有啟動功耗小、運行穩(wěn)定的特點。 電樞電壓“占空比”與平均電壓關系圖，在脈沖作用下，當電機通電時，速度增加；電機斷電時，速度逐漸減少。只要按一定規(guī)律，改變通、斷電的時間，即可讓電機轉速得到控制。設電機始終接通電源時，電機轉速最大為Vmax，設占空比為D=t／T，則電機的平均速度為Vd=VmaxD 式中，Vd電機的平均速度；Vmax電機全通電時的速度（最大）；D=t1/T占空比。由公式可見，當我們改變占空比D=t1/T時，就可以得到不同的電機平均速度Vd，從而達到調(diào)速的目的。嚴格地講，平均速度與占空比D并不是嚴格的線性關系，在一般的應用中，可以其近似地看成線性關系。本次設計中PWM信號是由單片機EM78P156輸出的，然后通過控制導通角實現(xiàn)對直流電機速度的控制。其電路圖如圖所示　單片機控制單元電路圖 電流調(diào)節(jié)器設計在按動態(tài)性能設計電流環(huán)時，可以暫不考慮反電動勢變化的動態(tài)影響，即DE≈0。這時。 電流環(huán)的動態(tài)結構圖及其化簡如果把給定濾波和反饋濾波兩個環(huán)節(jié)都等效地移到環(huán)內(nèi)，同時把給定信號改成U*i(s) /b ，則電流環(huán)便等效成單位負反饋系統(tǒng)（）。 等效單位負反饋系統(tǒng) 速度調(diào)節(jié)器的設計（1） 電流環(huán)節(jié)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)電流環(huán)經(jīng)簡化后可視作轉速環(huán)中的一個環(huán)節(jié)，為此，需求出它的閉環(huán)傳遞函數(shù)Wcli(s).電流環(huán)閉環(huán)傳遞函數(shù)為: 式中 。接入轉速環(huán)內(nèi)，電流環(huán)等效環(huán)節(jié)的輸入量應為U*i(s),因此電流環(huán)在轉速環(huán)中應等效為： （2） 轉速調(diào)節(jié)器結構的選擇。為了實現(xiàn)轉速無靜差，在負載擾動作用點前面必有一個積分環(huán)節(jié)，它包含在轉速調(diào)節(jié)器ASR中。現(xiàn)在擾動作用點后加了一個積分環(huán)節(jié)，因此轉速環(huán)傳遞函數(shù)應共有兩個積分環(huán)節(jié)，所以應該設計成典型Ⅱ型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時也滿足動態(tài)抗擾性能好的要求。其傳遞函數(shù)為： 其中 Kn轉速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； 轉速調(diào)節(jié)器的超調(diào)時間常數(shù)； 用等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán) 等效成單位負反饋系統(tǒng)和小慣性的近似處 校正后成為典型 II 型系統(tǒng)這樣，調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： 令轉速開環(huán)增益KN為則有調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 軟件設計 系統(tǒng)總控制流程圖及說明 系統(tǒng)總控制流程圖如流程圖所示（1）單片機控制電機時，系統(tǒng)首先進入中斷保護過程。中斷保護過程將完成如下5方面的工作：保存端口的狀態(tài)值。保存中斷前的片內(nèi)寄存器值。保存存儲器的尋址地址。保存主程序的執(zhí)行代碼斷點。初始化脈沖寬度、延時長度和狀態(tài)信息。（2）完成中斷保護后，系統(tǒng)將檢查脈沖寬度計時時間是否達到。脈沖寬度計時用于開啟可控硅，控制電機運行。如果既定時