【文章內(nèi)容簡介】 機在完成控制處理后總是以數(shù)字信號通過 IO 口或數(shù)據(jù)總線送給控制對象這些數(shù)字信號形態(tài)主要有開關量二進制數(shù)字量和頻率量可直接用于開關量數(shù)字量系統(tǒng)及頻率調(diào)制系統(tǒng)但對于一些模擬量控制系統(tǒng)則應通過數(shù)／模轉換成模擬量控制信號 根據(jù)單片機輸出信號形態(tài)及控制對象 要求后向通道應解決 功率驅動將單片機輸出信號進行功率放大以滿足伺服驅動的功率要求 干擾防治主要防治伺服驅動系統(tǒng)通過信號通道、電源以及空間電磁場對計算機系統(tǒng)的干擾通常采用信號隔離、電源隔離和對功率開關實現(xiàn)過零切換等方法進行干擾防治 數(shù)模轉換對于二進制輸出的數(shù)字量采用 DA 變換器對于頻率量輸出則可以采用 本設計調(diào)速采用 PWM 調(diào)速 [5] 為順利實現(xiàn)電動小汽車的左轉和右轉本設計采用了可逆 PWM變換器可逆 PWM變換器主電路的結構式有 H 型 T 型等類型我們在設計中采用了常用的雙極式 H型變換器它是由 4 個三極電力晶體管和 4 個續(xù)流 二極管組成的橋式電路圖 34 為雙極式 H 型可逆 PWM 變換器的電路原理圖 4個電力晶體管的基極驅動電壓分為兩組 VT1 和 VT4同時導通和關斷其驅動電路中 Ub1 Ub4VT2 和 VT3 同時動作其驅動電壓 Ub2 Ub3 Ub1 雙極式 PWM 變換器的優(yōu)點如下 1 電流一定連續(xù) 2 可使電動機在四象限中運行 3 電機停止時有微振電流能消除靜摩擦死區(qū) 4 低速時每個晶體管的驅動脈沖仍較寬有利于保證晶體管可靠導通 5 低速平穩(wěn)性好調(diào)速范圍可達 20200 左右 1 脈寬調(diào)制原理 脈寬調(diào)制器本身是一個由運算放大器和幾個輸入信號組成的電壓比較器 運算放 圖 34 雙極式 H 型可逆 PWM 變換器電路原理圖 大器工作在開換狀態(tài)稍微有一點輸入信號就可使其輸出電壓達到飽和值當輸入電壓極性改變時輸出電壓就在正負飽和值之間變化這樣就完成了把連續(xù)電壓變成脈沖電壓的轉換作用加在運算放大器反相輸入端上的有三個輸入信號一個輸入信號是鋸齒波調(diào)制信號另一個是控制電壓其極性大小可隨時改變與鋸齒波調(diào)制信號相減從而在運算放大器的輸出端得到周期不變脈寬可變的調(diào)制輸出電壓只要改變控制電壓的極性也就改變了 PWM 變換器輸出平均電壓的極性因而改變了電動機的轉向改變控制電壓的大小則調(diào)節(jié)了輸出脈沖 電壓的寬度從而調(diào)節(jié)電動機的轉速只要鋸齒波的線性度足夠好輸出脈沖的寬度是和控制電壓的大小成正比的 2 邏輯延時環(huán)節(jié) 在可逆 PWM 變換器中跨接在電源兩端的上下兩個晶體管經(jīng)常交替工作由于晶體管的關斷過程中有一段存儲時間和電流下降時間總稱關斷時間在這段時間內(nèi)晶體管并未完全關斷如果在此期間另一個晶體管已經(jīng)導通則將造成上下兩管之通從而使電源正負極短路為避免發(fā)生這種情況設置了由 RC 電路構成的延時環(huán)節(jié) 3 電源的設計 本設計的電源為車載電源為保證電源工作可靠單片機系統(tǒng)與動力伺服系統(tǒng)的電源采用了大功率大容量的蓄電池而傳感器的工 作電源則采用了小巧輕便的干電池 五 顯示電路設計 本設計中用兩片 4位八段數(shù)碼管 gem4561ae作顯示器并具有雙重功能在小車不行駛時其中一片顯示年月另一片顯示時分 當小車行駛時分別顯示時間和行駛距離原理圖如圖 1 本設計中采用新型芯片 EM78P458 作為顯示驅動器它的管腳如圖 35 EM78P458 管腳介紹所示用單片機的并行口控制一個數(shù)碼顯示電路用 4 個口線用專用驅動芯片控制可以減少對 CPU 的利用時間單片機將有更多的時間去完成其他功能 圖 35 EM78P458 的管腳 該芯片共有 20 個管腳管腳 LED LED LED LED4 分別接 10k 電阻和三極管后與 4 位八段數(shù)碼管 5461 中的 a a a a4 四個數(shù)位選擇端相連這四個數(shù)位選擇端用來產(chǎn)生 LED 選通信號 管腳 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 分別接 680 歐電阻后與四位八段數(shù)碼管 5461中的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 相連分別控制各段碼和小數(shù)點 管腳 d0、 d d d3 接單片機并行口通過對單片機對芯片進行控制管腳 vss串上 10k 電阻后與 vcc 管腳相接后再接 5v 電源管腳 gnd 接地 該芯片所驅動的顯示電路如圖 36 EM78P458 集成顯示電路所示 顯示驅動器 支持動態(tài)顯示其顯示功能如表 42 真值表所示 00001001 顯示從09 數(shù)字 1010 是未進位時是小數(shù)點清位 1011 是進位后加小數(shù)點 11001111 是八段共陰數(shù)碼管的位選 圖 36 EM78P458 集成顯示電路表 42 真值表 D3 D2 D1 D0 顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 1 0 1 0 清小數(shù)點 1 0 1 1 加小數(shù)點 1 1 0 0 a1 選通 1 1 0 1 a2選通 1 1 1 0 a3 選通 1 1 1 1 a定時子程序避障子程序、中斷子程序顯示子程序、調(diào)速子程序、算法子程序構成 一 主程序設計 主程序清單如下 limiw equ 30h 厘米位 miao equ 31h 秒位 fenmi equ 32h 分米位 fmiao equ 33h 分秒位 meter equ 34h 米位 fenzh equ 35h 分位 point equ 36h 小數(shù)點位 shimi equ 37h 十米位 shifn equ 38h 十分位 sudu equ 39h 速度控制 jishk equ 3ah 記時開始 zhond equ 3bh zhodu equ 3ch zhon equ 3eh maicho equ 3fh jinweb equ 40h bhcs equ 41h dpan equ 42h fenchu equ 43h fencun equ 44h pand equ 45h fenmc equ 51h 0000h ajmp main 000bh ajmp st0 001bh ajmp st1 0100h main mov limiw00h mov miao00h mov fenmi00h mov fmiao00h mov meter00h mov fenzh00h mov point0bh mov shimi00h mov shifn00h mov jishk00h mov zhond00h mov zhodu00h mov zhon00h mov maicho00h mov jinweb03h mov bhcs00h mov sp6fh mov tmod21h mov th03ch mov tl00b0h mov th19ch mov tl19ch setb ea setb et0 setb et1 mov p10aah acall xianshi 軟件流程 如圖 41 流程圖所示 圖 41 流程圖 二 顯示子程序設計 程序清單如下 xianshi mov p10aah mov p10cch mov alimiw swap a add amiao mov p1a nop nop mov p10ddh mov afenmi swap a add afmiao mov p1a nop nop mov p10eeh mov a0b0h add apoint mov p1a nop nop mov p10eeh mov ameter swap a add afenzh mov p1a nop nop mov p10ffh mov ashimi swap a add ashifn mov p1a ret 三 避障子程序設計 程序清單如下 zhangai jb 25hstop jnb 22hyouzhuan jnb 23hyouzhuan jnb 24hzuozhuan jnb 26hzuozhuan ajmp jiance zuozhuan clr p05 clr p04 mov sudu05h acall delaa setb p04 setb p05 mov sudu07h ajmp jiance youzhuan clr p06 clr p07 mov sudu05h acall delaa setb p07 setb p06 mov sudu07h ajmp jiance stop acall delay jnb 25hzhangai clr tr0 mov afenmi mov fenmca mov a02h add afenmc mov fenmca here cjne afen