【文章內(nèi)容簡介】 國國家半導體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。LM317 的輸出電壓范圍是 至 37V，負載電流最大為 [10]非常簡單，僅需兩個外接電阻來設置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率也比標準的固定穩(wěn)壓器好。 LM317 內(nèi)置有過載保護、安全區(qū)保護等多種保護電路?？?調(diào)整輸出電壓低到 。保證 輸出電流。典型線性調(diào)整率 %。典型負載調(diào)整率%。 80dB 紋波抑制比。輸出短路保護 、 過流、過熱保護。調(diào)整管安全工作區(qū)保護。標準三端晶體管封裝。其封裝形式如 圖10 所示， LM317 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 11 所示， LM317 可調(diào)電源調(diào)速電路如圖 12所示。通過調(diào)節(jié)電源電壓來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。 11 圖 10 LM317 封裝圖 圖 11 LM317 內(nèi)部電路圖 D10Bridge1Uin1000uFC45Cap220uFC46CapD12LED0300R1512P24Header 2HIN31OUT2ADJU12LM317240R14R16D11D9 圖 12 LM317可調(diào)電源調(diào)速電路 6 霍爾測速的軟件設計 上位機軟件設計 上位機 Labview整體程序框圖 上位機的程序主要包括三部分： Excel 文件產(chǎn)生部分，串口接受部分，數(shù)據(jù)保存部分。程序的框圖如圖 13所示。 12 圖 13 程序框圖 VISA配置串口 圖 14 串口配置程序圖 如圖 14所示為串口配置程序圖 1. VISA 資源名稱 是 指定要打開的資源。該控件也可指定會話句柄和類。 2. 波特率是傳輸速率。默認值為 9600。 3. 數(shù)據(jù)比特是輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)。 數(shù)據(jù)比特的值介于 5 和 8 之間。Excel文件產(chǎn)生部分 串口接收部分 顯示 保存數(shù)據(jù)至 Excel 13 默認值為 8。 4. 奇偶指定要傳輸或接收的每一幀所使用的奇偶校驗。 5. 錯誤輸入表明 VI或函數(shù)運行前發(fā)生的錯誤。默認值為無錯誤。 6. 錯誤輸出包含錯誤信息。如錯誤輸入表明在 VI或函數(shù)運行前已發(fā)生錯誤，錯誤輸出將包含相同的錯誤信息。否則，表明VI 或函數(shù)中出現(xiàn)的錯誤狀態(tài)。右鍵單擊錯誤輸出的前面板顯示控件 。 7. VISA 資源名稱輸出是由 VISA 函數(shù)返回的 VISA 資源名稱的副本 串口讀數(shù)據(jù)原理 圖 15 VISA讀取 如圖 15所示為 VISA讀取圖標 [11。 1. 誤輸入表明 VI或函數(shù)運行前發(fā)生的錯誤。 2. VISA 資源名稱指定要打開的資源。該控件也可指定會話句柄和類。 3. 字節(jié)總數(shù)是要讀取的字節(jié)數(shù)量。 4. VISA資源名稱輸出是由 VISA函數(shù)返回的 VISA資源名稱的副本。 14 5. 讀取緩沖區(qū)包含從設備讀取的數(shù)據(jù)。 6. 錯誤輸出包含錯誤信息。 串口數(shù)據(jù)傳換 圖 16 串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 Labview 從串口讀取的數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換為 U8 字節(jié)后，得到的是所傳輸字符的 ASCII 碼 ，可以保存到 Excel 文檔中，如圖 16 串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換圖。 串口數(shù)據(jù)接收處理程序圖 圖 17串口數(shù)據(jù)接收處理程序圖 15 轉(zhuǎn)速的顯示程序 將數(shù)據(jù)的第二字節(jié)放大 100 倍加上第三字節(jié)數(shù)據(jù)通過波形圖進行顯示程序圖如圖 18所示。 圖 18轉(zhuǎn)速顯示程序圖 Excel 文件生成程序 串口接收到得到的數(shù)據(jù)保存到 Excel 中，所以我以 PC 機系統(tǒng)時間作為 Excel 的文件名并創(chuàng)建和打開 Excel，程序圖如圖 19所示。 16 圖 19 Excel文件生成程序圖 串口數(shù)據(jù)保存 通過一個組合程序?qū)⒋诮邮盏降臄?shù)據(jù)存入 Excel 表格中，程序圖如圖 20所示。 圖 20 串口數(shù)據(jù)保存程序圖 17 上位機界面 將上位機的界面調(diào)整后如圖 21所示。 圖 21上位機界面圖 單片機程序設計 本設計軟件主要為主程序、數(shù)據(jù)處理顯示程序、定時器中斷服務程序、串口通信程序四個部分。 （ 1）主程序主要完成初始化功能，包括 LED 顯示的初始化，中斷的初始化，定時器的初始化，寄存器、標志位的初始化等。 （ 2）數(shù)據(jù)處理顯示模塊程序。此模塊中單片機對在 4 秒內(nèi)的計數(shù)值進行處理，轉(zhuǎn)換成 r/min 送顯示緩 存以便顯示。具體算法如下 :設單片機每秒計數(shù)到 n 個值，即 n/2 (r/s)(圓盤貼兩個磁鋼 ) 。 （ 3）串口通信程序。串口通信程序主要完成轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的傳 18 輸。 （ 4）定時器 1 中斷服務程序設計。定時器 1 完成計時功能，定時 50ms，進行定時中斷計數(shù)并每隔 1s更新一次顯示數(shù)據(jù)。 程序流程圖如圖 22所示： 圖 22 單片機程序流程圖 6 霍爾測速的軟件仿真 如圖 23 所示為霍爾測速系統(tǒng)的仿真圖。在外部中斷 0 口輸入一個頻率為 2k 的方波信號，通過單片機計數(shù)。虛擬串口接受的數(shù)據(jù) 為 31 14 02 34 其中 31和 34為單片機發(fā)送數(shù)據(jù)幀的開始和結(jié)尾，中間兩個字節(jié)為轉(zhuǎn)速其中 14為高位， 02為低位。將開始 初始化串口 初始化 Time0 更新速度、顯示速度 定時器裝初值 50ms 計數(shù)標志 Second++ 入棧保護 Second=20？ 串口發(fā)送數(shù)據(jù)， second 置 0 出?；謴? 返回 Y N 19 14 02 轉(zhuǎn)換為實際的十進制的結(jié)果是 2020。 1a b c d e f g 2 3 4 5 6 7 8dpa1bcdefgdp876543P0P2P4P7P3P5P6a d 0a d 1a d 2a d 3a d 4a d 5a d 6a d 72P2P1X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2X1CR Y S T A L2 3 4 5 6 7 8 91R P 1RE S P A C K 8C13 0 pC23 0 pR15 0 0 RC31 0 u1234567820191817161514139 1210 11U2L E D B A RG RA P H R E DP2RX DRT ST X DCT SP1 圖 23 霍爾測速的仿真圖 7 設計系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析 將所制作好的硬件進行調(diào)試，直流電機正常轉(zhuǎn)動，啟動單片 20 機，數(shù)碼管顯示出了轉(zhuǎn)速。然后再用 USB轉(zhuǎn)串口線連接到電腦上的 USB上進行調(diào)試，觀看上位機的界面效果和 Excel 保存的的數(shù)據(jù)。 上位機 labview界面圖與保存的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù) 通過調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)直流電機的的電壓，從而調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)電位器時上位機界面中轉(zhuǎn)盤的指針將迅速擺動。上位機的界面效果如圖 24 所示。此時的轉(zhuǎn)速為 72 轉(zhuǎn) /秒，串口通信正常。在轉(zhuǎn)盤指針擺動的同時所接收的轉(zhuǎn)速數(shù)值和接收到轉(zhuǎn)速的時間和日期也會迅速的保存在 Excel 表格當中。 Excel 表格中部分數(shù)據(jù)如表 2 所示。 圖 24 上位機界面效果圖 21 表 1 驅(qū)動 LED數(shù)碼管的段代碼 日期 時間 轉(zhuǎn)速（ r/s） 2020427 10:53:48 51 2020427 10:53:49 180 2020427 10:53:50 143 2020427 10:53:51 148 20