【正文】 當(dāng)無刷直流電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子經(jīng)過霍爾器件附近時，永磁轉(zhuǎn)子的磁場令霍爾器件輸出一個電壓信號，該信號被送到 控制部分，由控制部分發(fā)出信號使得定子繞組供電電路導(dǎo)通，給相應(yīng)的定子繞組供電，從而產(chǎn)生和轉(zhuǎn)子磁場極性相同的磁場，推斥轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動。 霍爾元件式位置傳感器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格低、可靠，但對工作溫度有一定要求，同時霍爾元件應(yīng)靠近傳感器的永磁體，否則輸出信號電平太低，不能正常工作。這樣，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，三個霍爾元件便交替輸出三個寬度為 180176。用霍爾元件作轉(zhuǎn)子位置傳感器通常有兩種方式。它對電機(jī)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行檢測，其輸出信號經(jīng)過邏輯變換后 去控制開關(guān)管的通斷，使電機(jī)定子各相繞組按順序?qū)?，保證電機(jī)連續(xù)工作。超前時 xy 處為高電位。 辨相電路模塊 分辨三相電源相序在電氣設(shè)備中是一項十分重要的工作 . 在風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、電力調(diào)速、電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行、電焊設(shè)備及軍用電源等場合中常常用到 . 市場上許多傳統(tǒng)產(chǎn)品的鑒相裝置為體積大、成本高、工作不靈敏、不易推廣的鑒相電路 . 如電磁繼電器式分辨電路 , 其電路復(fù)雜、可靠性差 。 2） 具有電流放大和過電流保護(hù)功能 。Q5M O S F E T NQ1M O S F E T NQ3M O S F E T NQ6M O S F E T NQ4M O S F E T NQ2M O S F E T ND2D I O D ED1D I O D ED3D I O D ED5D I O D E D6D I O D ED4D I O D EV C C1H I N 12H I N 23H I N 34L I N 15L I N 26L I N 37F O U L T8I T R I P9C A 010C A 11V S S12V S 013L O 314V S 126V O 128H O 127V O 124H O 223V S 222V O 320H O 319V S 318252117L O 116L O 215I R 2 1 3 0C o m p o n e n t _ 1C5C A PC6C A PC7C A PD7D I O D ED8D I O D ED9D I O D ER7R E S 2R8R E S 2R9R E S 2R 1 0R E S 2R 1 1R E S 2R6R E S 2R 1 2R E S 2R 1 3R E S 2R 1 4R E S 2G N DV C CV D DW V UM1M2M3M4M5M6V C C1H IN 12H IN 23H IN 34L I N 15L I N 26L I N 37F O U L T8I T R I P9C A 010C A 11V S S12V S 013L O 314V S 126V O 128H O 127V O 124H O 223V S 222V O 320H O 319V S 318252117L O 116L O 215I R 2 1 3 0C o m p o n e n t _ 1西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 IR2130 可直接驅(qū)動中小容量的功率場效應(yīng)管 (MOSFET )、絕緣柵晶體管 (IGB T ) 和場效應(yīng)控制晶閘管 (MCT ) 等。電角度）換相一次，每次換相一個功率管導(dǎo)通 120176。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 單片機(jī) 通過運(yùn)行鍵盤掃描法的的程序?qū)w鍵位進(jìn)行識別。 S14 鍵是電動機(jī)加速鍵。對當(dāng)前輸入有誤的數(shù)值進(jìn)行修改。共 16 鍵位。 CPU 通過輸出口使行線從低位至高位逐位變低電平輸出，每次均讀入列線的狀態(tài)，以確定那條行線為“ 0”狀態(tài)。行線輸出 是低電平，一旦有鍵按下時，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。這樣，一個端口（如 P1 口）就可以構(gòu)成 4 4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20 鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵。 2）譯鍵：識別出哪一個按鍵被按下并求出相應(yīng)的鍵值。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 其原理圖如 所示 A1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U?7 4 A L S 1 3 8VCC1A12A23A34A45A56A67GND8Y19Y210Y311Y412Y513Y6147 4 L S 0 6C o m p o n e n t _ 11A121A241A361A482A1112A2132A3152A4171Y1181Y2161Y3141Y4122Y192Y272Y352Y431G12G19U?7 4 A L S 2 4 4abfcgdeV C C1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9D S 3R E D C AabfcgdeV C C1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9D S 2R E D C AabfcgdeV C C1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9D S 4R E D C AabfcgdeV C C1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9D S 6R E D C AabfcgdeV C C1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9D S 1R E D C AabfcgdeV C C1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdp9D S 5R E D C AL1 L2 L3 L4 L5 L6L1 L2 L3 L4 L5 L61Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y41Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y41Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y42Y42Y32Y22Y11Y41Y31Y21Y1V C C1Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y41Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y4IY11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y4Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8V C CP 2 .0P 2 .1P 2 .2G N DG N D 圖 顯示電路硬件原理 圖 鍵盤電路的設(shè)計 鍵盤電路的分析 在人機(jī)交互功能中，起到 “ 手 ” 的作用的是鍵盤，鍵盤是現(xiàn)代單片機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，應(yīng)用鍵盤主要完成用戶指令的輸入、功能的切換等。驅(qū)動芯片分別用到 74LS244 八路驅(qū)動芯片和 74LS06 六路驅(qū)動芯片。進(jìn)行動態(tài)顯示時，在向各位 LED 傳送顯示碼之前，必須先暫時關(guān)閉 LED，然后再傳送顯示碼，否則容易造成視覺干擾。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動 5 個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58＝ 40 根 I/O 端口來驅(qū)動，要知道一個 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32 個），實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。這些段分別由字母 a， b,c,d,e,f,g,dp 來表示。 XTAL1: 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 EA/VPP: 訪問外部程序存儲器控制信號。這個 ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR的第 0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE脈沖將會跳過。本系統(tǒng)主控芯片 AT89S52的復(fù)位電路如圖 。晶振工作時， RST腳持續(xù) 2個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在使用 8位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。對 P2 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 出電流（ IIL）。 在 flash編程時， P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8個 TTL邏輯電平。另外， AT89S52可降至 0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。使用 Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。其電機(jī)速度的調(diào)節(jié)依靠改變單片機(jī)輸出的 PWM脈沖信號的占空 比來調(diào)節(jié) ,如圖 所示 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)硬件分析與設(shè)計 16 第 3 章 系統(tǒng)硬件分析與設(shè)計 單片機(jī)的介紹 如圖 是本設(shè)計選用的主控芯片 AT89S52單片機(jī)的外部引腳結(jié)構(gòu)圖。 方案三：采用光電編碼器。 方案一：采用霍爾傳感器。以 輸出 PWM 信號為例，在軟件中設(shè)計一個基準(zhǔn)的軟件延時程序，通過反復(fù)調(diào)用這個延時程序，從而獲得不同的時間長度。對于實現(xiàn)方式則有兩種方案。單極性工作制是單片機(jī)控制口一端口置低電平，另一端輸出 PWM 信號，兩口的輸出切換和對 PWM的占空比調(diào)節(jié)決定電動機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。 在本設(shè)計中，屏幕需要顯示的信息較少，采用 LED 數(shù)碼管完全可以滿足要求。液晶顯示器的驅(qū)動方式由電極引線的選擇方式確定。 由于本系統(tǒng)所需的按鍵數(shù)目較多，因此，本設(shè)計系統(tǒng)采用方案二。每個按鍵都通過不同的行線和列線與單片機(jī)相連。當(dāng)某一按鍵被按下時，對應(yīng)的檢測線就變成了低電平，而與他按鍵相連的檢測線仍然為高電平，從而很容 易識別出哪個按鍵被按下。用單片機(jī)控制晶體管或達(dá)林 頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速。 方案二：采用繼電器對電動機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制，通過開關(guān)的切換對電動機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)整。是通過定時器記錄脈沖的周期 T，這樣每分鐘的轉(zhuǎn)速：M=60/T。通過對設(shè)計功能分解，設(shè)計方案論證可以分為：速度測量方案論證，電機(jī)驅(qū)動方案論證，鍵盤顯示方案論證， PWM 軟件實現(xiàn)方案論證等等。 （ 3）對電動機(jī)進(jìn)行速度閉環(huán)調(diào)節(jié)和電流閉環(huán)調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)具有較好的動態(tài)和靜態(tài)性能。因此，國內(nèi)外對無刷直流電動機(jī)的無位置運(yùn)行方式給予高度重視。 轉(zhuǎn)子位置傳感器也由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，其轉(zhuǎn)子與電機(jī)本體同軸，以跟蹤電機(jī)本體轉(zhuǎn)子磁極的位置；其定子固定在電機(jī)本體定子或端蓋上，以檢測和輸出轉(zhuǎn)子位置信號。橋式主電路所用的開關(guān)管比半橋式多一倍，成本要高；多相電動機(jī)的逆變器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本也高。 無刷直流電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩脈動比普通直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動大。 與普通直流電動機(jī)不同，無刷直流電動機(jī)的繞組是斷續(xù)通電的。 2．逆變器 目前，無刷直流電動機(jī)的逆變器主開關(guān)一般采用 IGBT或功率 MOSFET等全控型器件，有些主電路已有集成的功率模塊（ PIC）和智能功率模塊（ IPM），選用這些模塊可以提高系統(tǒng)的可靠性。所以無刷直流電動機(jī)的電機(jī)本體實際 上是一種永磁同步電機(jī)。當(dāng)流過電動機(jī)的電流大于某個值時，電