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畢業(yè)設(shè)計(jì)--電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)

2025-01-23 04:24本頁面
  

【正文】 在論文即將完成之際 , 我的心情無法平靜 , 從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成 ,有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助 , 在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意 !最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母 , 謝謝你們 ! 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院(設(shè)計(jì))論文 31 參考文獻(xiàn) [1] 李傳軍 編著《單片機(jī)原理及 應(yīng)用 》 河南技術(shù)出版社 . [2] 余永權(quán) 李小青 陳林康 編著 《 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的功率接口技術(shù) 》 北京航空航天大學(xué)出版社 . 1992 年 9 月第 1版 [3] 河北科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 沙占友 薛樹琦 范世奇 KMI15 系列集成轉(zhuǎn)速傳感器的原理與應(yīng)用 [4]王曉明 編著 《 電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制 《 北京航空航天大學(xué)出版社 2021 年 5月 [5] 趙晶 , 編著 《電路設(shè)計(jì)與制版 Protel 99 高級(jí)應(yīng)用》 人民郵電出版社 [6] 孫涵芳 徐愛卿 , 《 MCS51/96 系列單片機(jī)原理及應(yīng)用》(修訂版) 北京航空航天大學(xué)出版社 [7] 吳金戍 沈慶陽 郭庭吉 , 《 8051 單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用》 清華大學(xué)出版社 網(wǎng)上資料 [8 電動(dòng)車論壇 [9] 上海交通大學(xué):錢真彥 蘇稚英 走迷宮機(jī)器人 —— 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [10] 沙占友主編 KMI15 系列集成轉(zhuǎn)速傳感器的原理與應(yīng)用 [11]實(shí)用電子電路手冊(cè)(模擬部分) . 高等教育出版社 . [12]實(shí)用電子電路手冊(cè)(數(shù)字部分) .張端 .高等教育出版社 . [13]陳小華.現(xiàn)代繼電器實(shí)用技術(shù)手冊(cè).北京.人民郵電處版社. 1998 。在未來的工作和學(xué)習(xí)中 , 我將以更好的成績來回報(bào)老師。我在指導(dǎo)老師任 老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下 , 獲得了豐富的理論知識(shí) ,極大地提高了實(shí)踐能力 , 并對(duì)當(dāng)前電子領(lǐng)域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解 ,這對(duì)我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)單片機(jī)方面的知識(shí)有極大的幫助。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) , 使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。郭老師一絲不茍的作風(fēng) , 嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度 , 踏踏實(shí)實(shí)的精神 , 不僅授我以文 , 而且 教我做人 , 雖歷時(shí)三載 , 卻給以終生受益無窮之道。 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院(設(shè)計(jì))論文 30 致 謝 本課題在選題及研究過程中得到任艷艷 老師的悉心指導(dǎo)。因此 , 設(shè)計(jì)時(shí)從抑制干擾源 , 切斷干擾傳播路徑 , 提高敏感器件的抗干擾性 能等方面采取各種措施來提高系統(tǒng)性能。同時(shí)關(guān) TL0 中斷 RETI 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院(設(shè)計(jì))論文 29 結(jié) 論 全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展使人們迫切希望尋求到一種既代替人力又低排放和有效利用資源的交通工具 , 電動(dòng)車在能源、環(huán)境發(fā)面有其獨(dú)特的優(yōu)越性和競(jìng)爭(zhēng)力。 SETB TR1 SETB TR0 SETB ET0 SETB EA RETI PWMTUN CLR CLR TF0 。暫停中斷以防干擾 SETB MOV TMOD,03H MOV TH0,56 。70us 脈沖寬度為 35%用示波儀實(shí)測(cè)相和 SETB TR1 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院(設(shè)計(jì))論文 28 SETB TR0 SETB ET0 SETB ET1 SETB EA AJMP MAIN1 ...... PWM 子程序 定時(shí)值通過串口接收 , 在 輸出調(diào)寬信號(hào) 定時(shí)器 0 工作在方式 3, TL0 為調(diào)寬值 , TH0 為脈沖頻率 定義: TH0=30H, TL0=31H 程序入口 PWM 輸入: TH0DAT、 TH0DAT PWM: TH0 使用 T1 的中斷標(biāo)志。T0 工作方式 3 定時(shí) MOV TH0,56 。調(diào)寬子 程序 ORG 001BH AJMP PWM 。脈沖頻率 TL0DAT EQU 31H 。 源碼如下: 單片機(jī)串口通信 +PWM 輸出程序; 在 輸出調(diào)寬信號(hào); 定時(shí)器 0 在工作方式 3, TL0 為調(diào)寬值 , TH0 為脈沖頻率; 定義: TH0=30H , TL0=31H。(脈寬調(diào)速是使用單片機(jī)內(nèi)部 中斷產(chǎn)生周期約為 8ms 的方波 , 通過改變高電平的寬度來進(jìn)行改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速) 利用單片機(jī)輸出 PWM 信號(hào)。為了在輸出 PWM 波時(shí) , 單片機(jī)仍能執(zhí)行其它程序 , 可以利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器溢出中斷來實(shí)現(xiàn)。 INT0 中斷服務(wù)程序 框圖如圖 所示: 圖 INT0 中斷服務(wù)程序框圖 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 讀 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 送至顯示緩沖區(qū) 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 返回 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院(設(shè)計(jì))論文 27 子程序 設(shè)計(jì) 延時(shí)子程序:定時(shí)功能 PWM 子程序:用于控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速。 主程序框圖 圖 主程序框圖 在執(zhí)行主程序時(shí) , 首先要將棧針初始化分配顯示緩沖 , 然后設(shè)置中斷開 CPU 中開始 棧針初始化分配顯示緩沖 設(shè)置中斷開 CPU中斷允許 INT0 掃描鍵盤 按下 未按下 掃 描 掃描 IN7 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 調(diào)用調(diào)寬子程序 調(diào)用顯示程序 返 回 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院(設(shè)計(jì))論文 26 斷允許 INT0, 接著掃描鍵盤 , 若按下則掃描 IN7 接著啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 , 調(diào)用顯示子程序 ;若未按下則需要掃描后啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 , 接著調(diào)用調(diào)寬子程序并循環(huán)直至返回。它的輸入是二進(jìn)制的代碼 , 輸出是一組高低電平信號(hào) , 每輸入一組不同的代碼 , 只有一個(gè)輸出端呈現(xiàn)有效信號(hào) 。 譯碼器 串行移位譯碼器 74LS164 內(nèi)部功 能圖 見圖 所示 , 其邏輯符合表如表 : HGFEDCBA IUPUTSCLOCKCLEARBAC1C1C1C1C1C1C1C1OUTPU TOUTPU TOUTPU TOUTPU TOUTPU TOUTPU TOUTPU TSRRSRRSRRSRRSRRSRRSRROUTPU TSRR 圖 74LS164 內(nèi)部功能圖 表 74LS164 邏輯符合表 INPUTS OUTPUTS CLEAR CLOCK A B QA QB…… QH L H H H H X L ↑ ↑ ↑ X X X X H H L X X L L L L QA0 QB0…… QH0 H QAn…… QGn L QAn…… QGn L QAn…… QGn 74LS164 為串行移位譯碼器 , 它主要由時(shí)鐘線控制 , 時(shí)鐘線每來一個(gè)上升弦 , 數(shù)據(jù)線將把一位數(shù)移進(jìn)去 , 移八次就進(jìn)一個(gè)字節(jié) , 同時(shí)在數(shù)碼管顯示出來。需要指出: KMI151 輸出的是齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f(單位是 Hz, 即次 /S)信號(hào) , 欲得到轉(zhuǎn)速 n( r/min) , 還應(yīng)將f除以齒輪上的齒數(shù) N, 并將時(shí)間單位改成分鐘 , 公式如下: n= 60f/ N 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院(設(shè)計(jì))論文 24 圖 (b)所示電路是由二極 VD、穩(wěn)壓管 VDZ 和電 C1構(gòu)成的靜電放電 (ESD)保 護(hù) 電路 , 該電路可吸收 2KV的 ESD 電壓 , 因而可對(duì)芯片起到保護(hù)作用。工作時(shí) , 轉(zhuǎn)速傳感 器輸出方波電流信號(hào) , 從而在負(fù)載電阻RL與負(fù)載電容 CL 上形成電壓頻率信號(hào)UO(f), 并送至二次儀表。若被測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)工件上沒有齒輪 , 亦可在轉(zhuǎn)盤外緣處鉆一個(gè)小孔 , 套上螺扣 , 再擰上一個(gè)螺桿并用彈簧墊圈壓緊 , 以防止受震動(dòng)后松動(dòng) , 并以此代替齒尖獲得轉(zhuǎn)速標(biāo)記信號(hào)。這樣 , 1H 在經(jīng)過 R R2 分壓后可給 A2 提供基準(zhǔn)電壓 UREF, 從而在 UCC 發(fā)生變化時(shí) , 由 A2對(duì)取樣電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后產(chǎn)生誤差電壓 Ur, 同時(shí)通過改變 VT2上的電流來使 UC保持不變。而電阻 R穩(wěn)壓管 VDZ 和晶體管 VT1 則可構(gòu)成取樣電路 ,其中 VT1 接成射極跟 隨器。上升時(shí)間和降時(shí)間分別僅為 。輸出波 形的占空比 D= t1/t= 50%177。當(dāng) UK= 1(高電平)時(shí) , 電流源被接通 , IK= 7mA, 從而使得 ICC= 14mA。 KMI151 的輸出電流信號(hào) ICC 是由兩個(gè)電流疊加而成的 , 一個(gè)是由恒流源提供的 7m A恒定電流 IH, 另一個(gè)是由開關(guān)控制式電流源輸出的可變電流 IK。這正是測(cè)量轉(zhuǎn)速所需要的。當(dāng)齒輪沿 Y軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) , 由于氣隙處的磁力線發(fā)生變化 , 磁路中的磁阻也隨之改變 , 從而可在傳感器上產(chǎn)生電信號(hào)。其內(nèi)部主要包括: ( 1) 磁敏電阻傳感器;( 2) 前置放大器 A1; ( 3) 施密特觸發(fā)器; ( 4) 開關(guān)控制式電流源; ( 5) 恒流源; 西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院(設(shè)計(jì))論文 22 ( 6) 電壓控制器。為使 IC 處于較低的環(huán)境溫度中 , 設(shè)計(jì)時(shí)專門將 IC 與傳感元件分開 , 以改善傳感器的高溫工作性能。工作溫度范圍寬達(dá) 40—— +85℃ 。 KMI151的體積較小 , 其最大外形尺寸為 8 6 21 mm, 能可靠固定在齒輪附近。該傳感器抗干擾能力強(qiáng) , 同時(shí)具有方 向性 , 它對(duì)軸向振動(dòng)不敏感。 KMI151器件的測(cè)量范圍寬 , 靈敏度高 , 它的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率范圍是 025kHz, 而且即使在轉(zhuǎn)動(dòng)頻率接近于零時(shí) , 它也能夠進(jìn)行測(cè)量。它利用 IC 來完成信號(hào)變換功能 , 其輸出的電流信號(hào)頻率與被測(cè)轉(zhuǎn)速成正比 , 電流信號(hào)的變化幅度為 7mA~14mA 電流信號(hào)的變化幅度為 7mA~ 14mA。下面就以 KMI151 為例來介紹該系列集成轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理與具體應(yīng)用方法。該傳感器性能優(yōu)良 , 安全性好 , 穩(wěn)定性強(qiáng) , 是分立式轉(zhuǎn)速傳感器理想的升級(jí)換代產(chǎn)品。但這種傳感器存在一些缺點(diǎn):第一 , 靈敏度低 , 傳感器與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的最大間隙(亦稱磁感應(yīng)距離)只有零點(diǎn)幾毫米;第二 , 在測(cè)量高速旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速時(shí) , 因安裝不牢固或受機(jī)械振動(dòng) , 容易與齒輪發(fā)生碰撞 , 安全性較差;第三 , 這種傳感器所產(chǎn)生的是幅度很低且變化緩慢的模擬電壓信號(hào) , 因此 , 需要經(jīng)過放大、整形后變成沿口陡直的數(shù)字頻率信號(hào) , 才能送給數(shù)字轉(zhuǎn)速儀或數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量轉(zhuǎn)速 , 而且外圍電路比較復(fù)雜;第四 , 它無法測(cè)量非常低(接近于零)的轉(zhuǎn)速 , 因?yàn)?這時(shí)磁阻式傳感器可能檢測(cè)不到轉(zhuǎn)速信號(hào) 。 轉(zhuǎn)速屬于常規(guī)電測(cè)參數(shù)。 值得指出的是:當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí) , 上述幾種保護(hù)電路是互相關(guān)聯(lián)的。調(diào)整管 T10的基極電流 IB10被 T13分流 , 輸出電流IO下降 , 從而達(dá)到過熱保護(hù)的目的。在常溫時(shí) , R3上的壓降僅為 左右 , T1 T13是截止的 , 對(duì)電路工作沒有影響。由于 IO的減小 , 故上述保護(hù)稱為減流式保護(hù)。電路中如果( VI– IOR11– VO) ( VZ3+ VZ4) , 則 DZ DZ4擊穿 , 導(dǎo)致 T12 管發(fā)射結(jié)承受正向電壓而導(dǎo)通。由于調(diào)整管的耗散功率 PCM=ICVCE, 只有既考慮通過它的電流和它的管壓降 VCE 值 , 又使 PCPCM,才能全面地進(jìn)行保護(hù)。由于它的分流作用 , 減小了 T10 的基極電流 , 從而限制了輸出電流。這時(shí) , 如果穩(wěn)壓電路工作正常 , 即 PCPCM 并且輸出電流 IO在額定值以內(nèi) ,流過 R11 的電流使 =IOR11, T12 截止。首先考慮一種簡(jiǎn)單的情況。 減流式保護(hù)電路由 T1 R1 R1 R14和 DZ DZ4組成 , R11為檢流電阻。當(dāng) IO減 小時(shí) , IB10減小 , IC8增大 , 待 IC8增大到 時(shí) ,則 T9導(dǎo)通起分流作用。 取樣比較放大電路和調(diào)整電路 這部分電路由 T4~ T11組成 , 其中 T T11組成復(fù)合調(diào)整管; R1 R13組成取樣電路;T T8和 T6組成帶恒流源的差分式放大電路; T T5組成的電流源作為它的有源負(fù)載。在電路設(shè)計(jì)和工藝上使具有正溫度系數(shù)的 R R DZ2與具有負(fù)溫度系數(shù)的 T D D2發(fā)射結(jié)互相補(bǔ)償 , 可使基準(zhǔn)電壓 VREF基本上不隨溫度變化。與此同時(shí) , T2因發(fā)射結(jié)電壓為零而截止 , 切斷了啟動(dòng)電路與放大電路的聯(lián)系 , 從而保證 T2左邊出現(xiàn)的紋波與噪聲不
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