【正文】 不同。按一下減鍵，電機(jī)轉(zhuǎn)速變慢，數(shù)碼管減少。 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 將程序燒入 keil 環(huán)境中，編譯成功后，按加鍵，電機(jī)立刻旋轉(zhuǎn)起來，按反轉(zhuǎn)鍵電機(jī)經(jīng)過 1s左右，電磁轉(zhuǎn)矩?cái)[脫慣性，改變旋轉(zhuǎn)方向。 43 第四章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作完成后需對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的效果。 41 圖 35 光電編碼器原理圖 中 斷 入 口開 T 0 中 斷T 0 初 始 化T 1 開 始 計(jì) 數(shù)T 1 初 始 化T 1 開 始 定 時(shí)保 存 T 0 值 ， 重新 計(jì) 時(shí)開 T 1 中 斷T 0 = 0 . 1 SYN中 斷 入 口T 0 = 0 . 1 SNY計(jì) 數(shù) 結(jié) 束 ， 保 存 T 1值 圖 36 測(cè)速程序流程圖 42 本章小結(jié) 本章詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的過程，軟件系統(tǒng)主要包括： 按鍵模塊、轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、顯示模塊、單片機(jī)控制產(chǎn)生正弦波模塊。然后調(diào)用數(shù)碼管送顯程序，把速度以 BCD 碼的形式送到數(shù)碼管顯示。 本設(shè)計(jì)較多地工作于高速部分，故采用 M 法測(cè)速。 法，通過測(cè)量脈沖發(fā)生器的脈沖周期來計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速的一種測(cè)速方法，通過單片機(jī)時(shí)鐘脈沖計(jì)算脈沖周期。 將所有的數(shù)字量寫成正弦數(shù)組子函數(shù) sin[]，采用定時(shí)器中斷， 定時(shí)器每計(jì)完成一段時(shí)間 調(diào)用 sin[],輸出一次正弦波，這樣就可通過改變定時(shí)時(shí)間來改變輸出正弦波的輸出頻率，達(dá)到控制 PWM 波的頻率，最終達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的目的。/61，對(duì)應(yīng)的正弦值為 5sin (360176。對(duì)應(yīng)的正弦值為 5sin0176。 圖 34 顯示子程序流程圖 40 單片機(jī)控制產(chǎn)生正弦波模塊 51 單片機(jī)的 I/O 輸出均為 +5 V 的 TTL 電平，因此產(chǎn)生的正弦波幅值為 +5 V 左右 。 數(shù)碼顯示有靜 態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式，由硬件決定了本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示具有節(jié)約 CPU 資源、節(jié)省單片機(jī)端口、顯示靈活等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)加速鍵或減速鍵按下時(shí)，顯示字母“ C” ,未有這兩個(gè)鍵按下，則該位顯示“ S”。下文將對(duì)各鍵值的處理程序做出詳細(xì)的分析和說明。 38 有 鍵 閉 合掃 描 按 鍵延 時(shí) 去 抖 動(dòng)S 3S 4S 5S 2S 1有 鍵 閉 合Y加 速減 速正 轉(zhuǎn)反 轉(zhuǎn)停 止返 回NNNNNYYY 圖 33 按鍵功能圖 這樣的設(shè)計(jì)目的是消除按鍵時(shí)的抖動(dòng)，減少誤操作的機(jī)率，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 37 開始數(shù)據(jù)初始化輸出正弦波程序調(diào)用按鍵程序調(diào)用測(cè)速程序調(diào)用顯示程序結(jié)束 圖 32 主程序流程圖 按鍵模塊 按鍵是人機(jī)界面的主要器件，本設(shè)計(jì)中共設(shè)置了 5 個(gè)按鍵，按鍵要實(shí)現(xiàn)的功能如下： 設(shè)定： 加速 、 減速、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止 ； 標(biāo)志位 的切換 。 系統(tǒng) 主程序 流程圖如圖 32 所示。每一個(gè)執(zhí)行軟件也就是一個(gè)小的功能執(zhí)行模塊。 36 圖 31 keil 軟件環(huán)境圖 軟 件 程序 可分為兩大類：一 是 主程序，它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。 其界面如圖 31 所示。它 可 編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序， 也可 寫 獨(dú)立于 硬件的程序。 35 第三章 軟件控制方案 本設(shè)計(jì)利用 keil 軟件作為編譯環(huán)境， Keil C51 是 美國 keil 公司的51系列兼 容 單片機(jī) 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(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)， C 語言是一種 編程 語言。 圖 232 邏輯圖 34 圖 233 引腳圖 圖 234 邏輯表達(dá)式 4051 在本設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用 當(dāng)由光耦上的采樣電阻取得的采樣電壓 ，輸入到 A0 和 A1 端子，輸出相應(yīng)的模擬信號(hào)送到運(yùn)放的輸入端，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的“電流環(huán)”閉環(huán)控制。引腳圖如圖 233所示。三位 “ 0”“ 1” 信號(hào)選通 8 個(gè) 通道中的 任 一通道， 把這個(gè) 輸入端 連接 至輸出 端。電路在整個(gè) VDD－ VSS 和 VDD－VEE 1電 壓 范圍 下 靜態(tài)功耗極低， 跟 控制信號(hào)的 數(shù)值 無關(guān)。 控制方式 幅值為 ～ 20V 的數(shù)字 電平 可 約束 峰－峰值至 20V 的模擬 電壓 。 CC4051 八選一電子開關(guān) 介紹 CC4051 是單 8 通道數(shù)字控制模擬開關(guān)，有三個(gè)二進(jìn)制控制輸入端 A0、 A A2 和 INH 輸入，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。 如圖 230 所示， 發(fā)光二極管和限流電阻 7R 并聯(lián)，所以可以計(jì)算出 7R 的阻值為 ?7 。 原理圖如圖 231 所示。 可以應(yīng)用在 音響功放控制與保護(hù) 、 控制音量與實(shí)現(xiàn)電氣耦合隔離 、 燈光調(diào)節(jié)和電機(jī) 調(diào)速 以及 信號(hào)傳輸和自控 等領(lǐng)域 。 32 輸入、輸出相隔離，電氣耦合失真低。類 似 線性電阻，低阻值導(dǎo)通，高阻值關(guān)閉、范圍寬。它由 純電阻制作。 LCR 0202 線性光耦 介紹 線性光耦是一種根據(jù)輸入電流的變化來控制電阻變化的光電元件，它是利用 Cds 和 LED 半導(dǎo)體，經(jīng)過嚴(yán)格的選擇、測(cè)試制成類比線性光電耦合器。所以，使用該穩(wěn)壓電路來給這些元件供電。 741A? 運(yùn)放芯片的工作電壓也有一個(gè)端子接的是 12V。 圖 2— 29 7805穩(wěn)壓電路圖 穩(wěn)壓芯片在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 根據(jù)查閱相關(guān)手冊(cè)的結(jié)果 ,CC4051 的電源工作范圍是 3V 到 22V。對(duì) 于 lm79xx負(fù)壓系列，輸入為最低電位，是 3 腳，而地端為最高電位，即 1 腳，如圖228 所示。從圖中可以看出，不論正壓還是負(fù)壓， 2 腳均為輸出端。 （ 1） 內(nèi)部結(jié)構(gòu) LM7812 內(nèi)部結(jié)構(gòu)由三極管連接而成，如圖 227 所示。該系列集成穩(wěn)壓 IC 型號(hào)中的 lmxx后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 lm7805 表示輸出電壓為正5V， lm7909 表示輸出電壓為負(fù) 9V。 29 圖 225 運(yùn)放電路圖 穩(wěn)壓電源電路 原理 本穩(wěn)壓電路采用 78系列 集成穩(wěn)壓器 ， 220V 的交流電經(jīng)過變壓器降壓，再經(jīng)過整流橋整流，把交流電初步整成直流電，再經(jīng)過電容濾波，變?yōu)楸容^規(guī)則的直流電，經(jīng)過 78系列 芯片穩(wěn)壓，再經(jīng)過電容 濾波，輸出 5V和 12V 直流電。因此可以推斷出最終經(jīng)過運(yùn)算放大器放大輸出的電壓值只能小于 ，因此在附錄硬件原理圖中， 2R 和 3R 分別取 4 ?K 與 5 ?K 。 由于此 b 點(diǎn)電位是由 V2所 決定 的 ，所以 a 點(diǎn)與 b 點(diǎn) 就 會(huì)有相同的輸入電壓，則 經(jīng) 過 反饋 電阻 R1上的電流為 經(jīng) 過電阻 R1產(chǎn)生的壓降為 由于 輸出電壓 Vo是 VR1與 Vb 相加 之和， 所以 得輸出電壓為 28 圖 223 差動(dòng)放大電路 5. I/V 變換電路 由 I/V 電路可 得 依據(jù) 輸入電流的輸出電壓， 電路 如圖 224，其輸出電壓 Vo= IR。 圖 221 非反相放大電路 圖 反相放大電路如圖 222，同樣是使用負(fù)反饋電路方式 動(dòng)作 ，只是此時(shí)信號(hào)由反相端輸入，故會(huì)得到與輸入端反相之輸出，當(dāng)輸入電壓 V1 增大時(shí)會(huì)使得輸出電壓 Vo 下降。 26 圖 220 緩沖電路圖 2. 非反相放大電路 使用反饋方式 把 輸出電壓 接 回反相輸出端 口 形成負(fù)反饋 結(jié)構(gòu)的 電路，其輸出信號(hào)與輸入同相，可得到 (1＋ R1/R2)倍的輸出，其電路如圖 221所示。 將輸出電壓的一部份引回輸入端之動(dòng)作稱為反饋，其中 把 輸出電壓引回反相端者稱為負(fù)反饋，負(fù)反饋會(huì)使得整個(gè)電路的放大倍數(shù)下降，但 是可以因此得到正確的電路放大倍數(shù)，且可 以 在輸入電阻 非常大的 時(shí) 候 ，使輸出的 電阻變小，并且 讓 放大頻率頻寬增大。 圖 217 741A? 放大器外形圖 圖 218 741A? 放大器 管腳 圖 圖 219 差動(dòng)運(yùn) 放 表示符號(hào) 圖 常用電路 使用運(yùn)算放大器時(shí)，各類傳感器輸出電壓變化 非 常 大， 經(jīng)過 放大后電壓值不易 正好 處于 放大器輸出電壓范圍 之 內(nèi)， 并且 運(yùn)放輸入電源電壓 受到 其承受范圍 的 限制， 所以要 在電路上 修 正。 如圖 219所示 為運(yùn)放 在 電路中 所用的 符號(hào)， 能發(fā)現(xiàn)它有 兩個(gè)輸入端，其中（＋） 口 為 正 相端 口 ，而（－）端稱為反相端，運(yùn)放的 運(yùn)作 與 這兩 輸入端 25 的 差值有關(guān)， 這個(gè) 差值 叫做 差動(dòng)輸入。 18V 不等， A? 741運(yùn)放的外型與接腳配置分別如圖 21 219所示。放大器作動(dòng)時(shí)的最大特點(diǎn)為需要一對(duì)同樣大小的正負(fù)電源，其值由177。 （三極管或 mos 管）代替電阻。 24 圖 216 放大器內(nèi)部等值電路圖 。 集成運(yùn)算放大器實(shí)質(zhì)上是一種高性能的直接耦合放大電路。 741A? 運(yùn)算放大器 放大器常用來對(duì) 各類傳感器將位移、角度、壓力、與流量等物理量轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號(hào) 進(jìn)行放大的 應(yīng)用中， 而且 能應(yīng)用于緩沖隔離、準(zhǔn)位轉(zhuǎn)換、阻抗匹配、以及將電壓轉(zhuǎn)換為電流或電流轉(zhuǎn)換為電壓等用途。 圖 215 74HC138譯碼器引腳圖 (a) 22 圖 215 74HC138譯碼器引腳圖 (b) 真值表 74HC138 真值表 如表 26 所示。在解調(diào)器應(yīng)用中 ,賦能輸入端可用作數(shù)據(jù)輸入端。兩個(gè)低電平有效的賦能輸入端和一個(gè)高電平有效的賦能輸入端減少了擴(kuò)展所需要的外接門或倒相器 ,擴(kuò)展成 24線譯碼器不需外接門 ?？焖儋x能電路 被 用 在 高速存 儲(chǔ) 器 的 時(shí) 候 ,譯碼器的延遲時(shí)間 間隔與 存 儲(chǔ) 器的賦能時(shí)間 間隔 通常 短 于存 儲(chǔ) 器的 通常的 存取時(shí)間。除非 E1和 E定為 低 電平 且 E3定為 高 電平 ，否則 74HC138的 所有輸出 均 為高 電平 。 74HC138譯碼器可 允許 3位二進(jìn)制加權(quán)輸入（ A0, A1和 A2），使能 端為 1時(shí)，提供 8位 互斥 的 低 電平 輸出（ Y0至 Y7）。 這樣單片機(jī)就可以分出更多的系統(tǒng)時(shí)間來處理其它任務(wù)。而處理器在處理完后可以有更多的時(shí)間來執(zhí)行其他的任務(wù)。這樣在數(shù)碼管的顯示內(nèi)容不變之前， 單片機(jī) 的處理時(shí)間和 I/O引腳便可以釋放。這就大大占用了 STC 單片機(jī) 的處理時(shí)間，消耗了 單片機(jī) 的處理能力，鎖存器的使用可以大大的緩解處理器在這方面的壓力。尤其是在四段八位數(shù)碼管等這些要選通的顯示設(shè)備上。 20 表 25 74HC573引腳功能表 引腳號(hào) 符號(hào) 名稱及功能 1 OE 3 態(tài)輸出使能輸入（低電平） 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 D0 to D7 數(shù)據(jù)輸入 12,13