【文章內(nèi)容簡介】 真值表 相位檢測 電路的設計 本系統(tǒng)電動機選用的是霍爾無刷直流電動機，電動機內(nèi)部自帶有霍爾位置檢測器。隨著電機的轉(zhuǎn)動會實時輸出電機的位置信息，可以根據(jù)位置信息很方便的輸出控制字，變換相位?？紤]干擾的影響，只需要在霍爾信號（電機輸出）與單片機之間加一光耦隔離電路即可。 過流保護電路的設計 電機啟動和堵轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生一個很大的峰值電流，當電流超過功率管的最大流過電流時，會將功率管燒壞或者擊穿。所以電路設計中必 須加一限流保護電路。系統(tǒng)限流保護電路設計如下圖所示，電路由一采樣電阻和比較器 LM393 組成。當電機啟動時，啟動電流增大，在采樣電阻 R15 上的壓降增大，當壓降等于給定電壓 U0 時，比較器 LM393 輸出低電平，使 MOSFET 開關(guān)管 V V V5 被關(guān)斷，采樣電阻 R15 上的電流迅速減小， R15 上的壓降也減?。划旊妷航档叫∮诮o定電壓 U0時，比較器輸出高電平，使 MOSFET 開關(guān)管 V V V5恢復正常的通斷順序。如此下去，電流被限制在 U0/R15 上下，達到限流的目的。 南昌航空大學科技學院 2021 屆畢業(yè) 論文 19 圖 415 過流保護電路 系統(tǒng)主要 應用軟件簡介 Keil C 單片機開發(fā)軟件簡介 Keil C51是美國 Keil Software公司出品的 51系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。 STCISP 是由智峰工作室提供的公共免費下載工具，是針對 STC 系列單片機而設計的，可下載 STC89系列、 12C2052系列和 12C5410等系 列的 STC 單片機，使用簡便，下載程序只需一根串口線即可，現(xiàn)已被廣泛使用。 本。 protelDXP 繪制電路板軟件簡介 protel 設計系統(tǒng)是世界上第一套將 EDA 設計環(huán)境引入 PC 機 Windows 環(huán)境的 EDA開發(fā)工具，該軟件功能強大，人機界面友好，易學易用，實用該軟件設計者可以容易地設計電路原理圖、畫元件圖、設計電路板圖、畫元件封裝圖和電路仿真。 protelDXP 是繼 protel99SE 之后的以新版本，其功能更加強大，使用戶操作更為方便。5 系統(tǒng) 軟件設計 軟件 系統(tǒng)概述 單片機測控系統(tǒng)的軟件設計和一般在現(xiàn)成系統(tǒng)機上設計一個應用軟件有所不同，后者是在系統(tǒng)機器操作系統(tǒng)等支持下的純軟件設計，而單片機的軟件設計是在南昌航空大學科技學院 2021 屆畢業(yè) 論文 20 裸機條件下開始的，而且隨系統(tǒng)的不同而不同。 對于單片機軟件系統(tǒng)的設計，不論程序的大小 ,在軟件設計過程中采用的都是模塊化思想。此系統(tǒng)軟件設計要求中，要實現(xiàn)的功能有正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，速度顯示，工作指示，停止（包括急停）等方面。有了基本模塊思路后，針對各部分進行分割，細分成各子程序合成，最后進行整合，形成一個完整的軟件控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)程序總體設計 考慮此控制程序不是 很復雜，為了不影響程序執(zhí)行速度，程序全部采用匯編語言編寫。單片機控制應用系統(tǒng)的硬件確定后，接下來就要進行軟件的設計，設計的主要內(nèi)容是應用系統(tǒng)的主程序和各應用模塊程序。整個系統(tǒng)是在應用程序的控制下進行的，應用程序由主程序和各個子程序構(gòu)成。 此系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化程序設計方法（對于較大的系統(tǒng)，更應如此）。這是一種自上而下的編程方法，即把總的控制過程逐步細分，分化成一個個的子過程。一直分化到所導出的子過程能直接用編程語言來實現(xiàn)時為止。這種設計思路把注意力集中到編程中最容易出錯的一點，即程序的邏輯結(jié)構(gòu)，只要總體邏輯結(jié)構(gòu) 是正確的，再復雜的程序也可以按劃分出來的邏輯功能模塊逐個設計出來。有了這一設計思想，下來的工作就是編寫各模塊子代碼，最后再整合。 南昌航空大學科技學院 2021 屆畢業(yè) 論文 21 軟件流程圖與部分代碼 主程序設計 主程序流程圖如下圖 51 所示： 圖 51 主程序流程圖 南昌航空大學科技學院 2021 屆畢業(yè) 論文 22 模塊子程序設計 1）中斷子程序 圖 52 中斷子程序流程圖 中斷入口 重新裝入定時器初值 （ 30H） +1 送 30H 30H 送寄存器 A 清零 30H,調(diào)用 Z_HUAN 子程序， 清零速度寄存器（ SP_L,SP_H） 開中斷 A=14H ？ 中斷返回 N Y 南昌航空大學科技學院 2021 屆畢業(yè) 論文 23 2）正、反轉(zhuǎn)控制模塊子程序 圖 53 正反轉(zhuǎn)子程序流程圖 正 /反轉(zhuǎn)程序入口 滅告警指示燈，置正反轉(zhuǎn)標志 延時 10MS 按鍵按下？ 設定正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn)啟動速度 SD 速度寄存器加 1 控制字送 P1口， 值不變 根據(jù)位置信息送相應的控制字表號 根據(jù)相對應的表地址，查正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn)表 表號值送 A 調(diào)用檢測電機當前位置子程序 SD 值送 (31H) A=05H ? 調(diào)用 10MS 延時程序 查詢有無加速、急停、停止命令 31H 減 1 值送 31H 31H=0 ? 返回 N Y N Y Y 南昌航空大學科技學院 2021 屆畢業(yè) 論文 24 3) 速度顯示模塊子程序 圖 54 速度顯示子程序流程圖 開始 速度寄存器 值倍乘 30 調(diào)數(shù)值轉(zhuǎn)換程序 十六進制轉(zhuǎn)換為十進制 分別將轉(zhuǎn)換后的 BCD 碼，個位（ 40H） ,十位（ 41H） ,百位（ 42H） ,千位（ 43H）分離 調(diào)動態(tài)顯示程序 返回 南昌航空大學科技學院 2021 屆畢業(yè) 論文 25 4）停止子程序流程圖 圖 55 停止子程序流程圖 5）加減速功能代碼 J_SU: JNB ,EXIT1 。判斷加速按鍵是否按下 ACALL DELAY 。延時 10MS，判斷按鍵是否的確按下 JNB ,EXIT1 。按鍵未按下，返回原工作程序 DEC SD DEC SD 。設定加速度系數(shù) 。INC SD 。INC SD 。設定減速度系數(shù) EXIT1:RET 6）急停功能代碼 J_TING: 開始 延時 10MS，判斷停止按鍵是否的確按下 =1 ? Z_B=1 ? F_B=1 ? Z_TAB 值送 DPTR 直接停止 F_TAB 值送 DPTR 正轉(zhuǎn)緩慢減速停止 返回 反轉(zhuǎn)緩慢減速停止 退出 N Y Y N Y N 南昌航空大學科技學院 2021 屆畢業(yè) 論文 26 ACALL DISPLAY 。延時 10MS，判斷按鍵是否的確按下 JNB ,G_K0 。停止按鍵未按下，返回原工作程序 CLR 。亮告警指示燈 CLR 。AH 管截止 CLR 。BH 管截止 CLR 。CH 管截止 SETB 。AL 管截止 SETB 。BL 管截止 SETB 。CL 管截止 JMP GONGZUO 。返回工作查詢 G_K0:LJMP G_KONG RET 7）測速子代碼 C_SU: 。電機轉(zhuǎn)速測量程序，最高顯示值 9999R/M INC SP_L MOV A,SP_L CJNE A,64H,C_0 MOV SP_L,0 INC SP_H MOV A,SP_H CJNE A,64H,C_0 MOV SP_H,00H C_0:RET 8) 霍爾信號查詢子程序 CHA_H_R: MOV A,P3 。, 口接電機霍爾信號 H0,H1,H2 SWAP A 。高四位與低四位互換 ANL A,00000111B 。讀取霍爾信號 MOV H_R,A ?；魻栃盘査突魻栔荡鎯ζ? RET 9）數(shù)值轉(zhuǎn)換子程序（十六進制轉(zhuǎn)換為十進制 BCD 碼） Z_HUAN: 。十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換未 BCD 碼，送動態(tài)顯示寄存器 40H43H CALL MULD 。調(diào)用乘法程序 MOV B,0AH MOV A,SP_L 。十六進制轉(zhuǎn)換為十進制（十位，個位） DIV AB MOV 40H,B MOV B,0AH DIV AB MOV 41H,B ADD A,SP_H 。十六進制轉(zhuǎn)換為十進制（千位，百位 ) MOV B,0AH DIV AB MOV 42H,B 南昌航空大學科技學院 2021 屆畢業(yè) 論文 27 MOV 43H,A RET 10）十六位二進制數(shù)乘法子程序 MULD: 。速度處理程序（倍乘 30），將速度轉(zhuǎn)換到 R/M MOV A,SP_L MOV B,30 MUL AB MOV R4,B MOV SP_L,A MOV A,SP_H MOV B,30 MUL AB ADD A,R4 MOV SP_H,A RET 6 系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試 首先在焊接前檢查元件是否有壞的（很容易檢查的），確認無誤后開始安裝元件，焊接 時一定要做到細心認真，必須避免假焊，以上兩步完成后，才開始進入硬件調(diào)試。 1）硬件靜態(tài)的調(diào)試 （ 1）排除邏輯故障 這類故障往往由于設計和加工制板過程中工藝性錯誤所造成的。主要包括錯線、開路、短路。排除的方法是首先將加工的印制板認真對照原理圖，看兩者是否一致。應特別注意電源系統(tǒng)檢查，以防止電源短路和極性錯誤，并重點檢查系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間短路或與其它信號線路短路。必要時利用數(shù)字萬用表的短路測試功能，可以縮短排錯時間。 （ 2）排除元器件失效 造成這類錯誤的 原因有兩個：一個是元器件買來時就已壞了；另一個是由于安裝錯誤，造成器件燒壞。可以采取檢查元器件與設計要求的型號、規(guī)格和安裝是否一致。在保證安裝無誤后，用替換方法排除錯誤。 （ 3）排除電源故障 在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位，一般先檢查 VCC 與 GND 之間電位，若在 5V～ 4． 8V之間屬正常。若有高壓，聯(lián)機仿真器調(diào)試時，將會損壞仿真器等，有時會使應用系南昌航空大學科技學院 2021 屆畢業(yè) 論文 28 統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。 2）單片機測試 （ 1）測試單片機 I/O 口 執(zhí)行一條簡單指令，外接是 8個發(fā)光二極管，通過二極管的發(fā)光觀察 I/O 口是否完好。 MOV P1/P2,55H； MOV P1/P2,0AAH； （ 2）測試單片機中斷系統(tǒng) 口接一發(fā)光二極管。 ORG 0000H LJMP MAIN 。轉(zhuǎn)到主程序 ORG 001BH lJMP INT_T1 。轉(zhuǎn)到中斷程序 ORG 0030H MOV TMOD,10H 。定時器工作方式 1（十六位計數(shù)器） MOV TH1,3CH 。定時 100MS（晶振 6MHZ） MOV TL1,0B0H MOV IE,88H 。允許 T1中斷 MOV 30H,00H 。清零時間計數(shù)器 SETB TR1 。開中斷 SETB LJMP $ 。轉(zhuǎn)到工作命令查詢 INT_T1: MOV TH1,3CH 。重新裝載定時器值，定時 100MS MOV TL1,0B0H INC 30H 。中斷計數(shù)器 MOV A,30H CJNE A,0AH,L1 。2S 定時 CLR MOV 30H,00H L1:SETB TR1 。重新開中斷 南昌航空大學科技學院 2021 屆畢業(yè) 論文 29 RETI 。中斷返回 軟件調(diào)試 軟件主要使用的 Keil C 編譯軟件，下面就將調(diào)試過程中遇到的問題和調(diào)試經(jīng)驗做一簡要說明： 1） 、由于 Keil C 對中文支持不太好，因