【正文】 如。在⑧腳有 5V 基準(zhǔn)電壓同時，④腳外接 C2 R13，產(chǎn)生振蕩信號，此信號經(jīng)過 UC3845 內(nèi)部邏輯電路轉(zhuǎn)換后，由⑥腳輸出控制開關(guān)管 Q1 的開關(guān)頻率。 當(dāng)⑦腳電壓在 之間時， UC3845 開始工作，此時⑧腳有了 5V 的基準(zhǔn)電壓，⑥腳輸出脈沖，使 MOSFET 開關(guān)管 Q1 導(dǎo) 通 。通過改變其它線圈與初級線圈的匝數(shù)比就能得 23 到不同的電源輸出。 圖 43 D/A轉(zhuǎn)換電路 開關(guān)電 源電路 圖 44 所示為采用 UC3845 電流控制芯片構(gòu)成的反激式開關(guān)電源的實用電路圖。 當(dāng) 和 均輸出低電平時，即 片選信號 CS 和寫信號 1WR 為低電平時，輸入寄存器控制信號為 1，寄存器的輸出隨輸入而變化。將 DAC0832 的 8 個數(shù)據(jù)輸入端與單片機(jī)的 P0 口相連， 由 單片機(jī)向轉(zhuǎn)換器 DAC0832 提供數(shù)據(jù)， 為了更簡便， ILE 引腳直接接高電平，從而使 DAC0832 的工作方式只由 片選信號 CS 和寫信號 1WR 控制。 該電路的主要功能就是把給步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動信號進(jìn)行放大 ，使模擬信號滿足步進(jìn)電機(jī)正常運轉(zhuǎn)所需 22 要的大小。 D1D6 的功能就是在這交替導(dǎo)通和截止的換相過程中 ,為各橋臂提供續(xù)流通路。 其電路結(jié)構(gòu)如圖 42 所示。 電機(jī)驅(qū)動 電路 功率電路由兩部分組成： 功率晶體管 T1T6 以及二極管 D1D6。然后對得到的數(shù)進(jìn)行 2 進(jìn)制量化處理，將此數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)存儲器中，這樣數(shù)據(jù)處理工作即完成。 2764 的高三位地址線控制每周期的細(xì)分?jǐn)?shù)，最低 6拍，最高 120 拍，共有 32 =8 種，即可以在同一臺步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器上實現(xiàn)整步、半步及細(xì)分驅(qū)動等多種工作模式。存儲器采用的是簡單實用的 EPROM2764，易于調(diào)試。如果需要增大細(xì)分?jǐn)?shù)目，則需要級聯(lián)擴(kuò)展計數(shù)器。在實際運行中，電機(jī)繞組電流為階梯狀，階梯電流的每一階與電機(jī)的每一步相對應(yīng)，電機(jī)每轉(zhuǎn)的步數(shù)就是每一個周期電流的階梯數(shù)與電機(jī)的轉(zhuǎn)子齒數(shù)的乘積。 通過 ATMEL89C51 和 8 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC0832)輸出模擬信號。 驅(qū)動器每接收到一個步進(jìn)脈沖將驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度 (即步距角 )，方向信號指明電機(jī)順時針或逆時針轉(zhuǎn)動。 P 2A T 8 9 C 5 1單 片 機(jī)T X D / R X D鍵 盤 參數(shù) 輸 入串 行 通信 接 口D / A轉(zhuǎn) 換 器I R 2 1 3 0 驅(qū) 動 器整流濾波步 進(jìn) 電 機(jī)基 準(zhǔn) 電 壓功 率 電 路D / A轉(zhuǎn) 換 器D / A轉(zhuǎn) 換 器P 0 圖 41 系統(tǒng)的整體硬件結(jié)構(gòu) 21 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 單片機(jī)控制電路 單片機(jī)控制器輸入信號包括步進(jìn)脈沖信號 CP、方向控制信號、 IR2130 的 故障信號、脫機(jī)信號等，這幾種信號均通過光藕連接到單片機(jī)的引腳上。單片機(jī)片內(nèi)存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換器，變成模擬信號，通過驅(qū)動模動 IR2130 電路控制 IGBT 的開關(guān)，從而使三相混合式步進(jìn)電機(jī)的繞組電流按預(yù)定規(guī)律變化，驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)。整流濾波電路構(gòu)成直流電壓源，完成 220V， 50Hz 交流電源到直流電源的變換，為三相步進(jìn)電機(jī)的定子繞組提供電流。 20 第 4章 系統(tǒng)構(gòu)架與硬件電路的 設(shè)計 系統(tǒng) 硬件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的 總 體硬件結(jié)構(gòu)如圖 41 所示， 整體上可分為 3 個部分 。其容量取決于被驅(qū)動功率器件的開關(guān)頻率、占空比以及充電回路電阻，必須保證電容充電到足夠的電壓，而放電時其兩端電壓不低于欠壓保護(hù)動作值，當(dāng)被驅(qū)動的開關(guān)頻率大于 5kHz 時，該電容值應(yīng)不小于 ，且以瓷片電容為好。 3R 和 4R 組成過流檢測電路，其中凡是過流取樣電阻，凡是作為分壓用的可調(diào)電阻。 IR2130 的逆變器電路結(jié)構(gòu) 采用 IR2130 芯片驅(qū)動逆變器功率管時，其基本主電路結(jié)構(gòu)不需要改變，仍可用典型的三相電壓型逆變器電路，為便于表示，圖 35 畫出了 IR2130 驅(qū)動其中 1 個橋臂的 電路示意圖， 圖 35 IR2130 與 A相 功率管的連接方式 圖中 C1 是自舉電容，為上橋臂功率管驅(qū)動的懸浮電源存儲能量， Dl 的作用防止上橋臂導(dǎo)通時的直流電壓母線電壓到 IR2130 的電源上而使器件損壞，因此 D1 應(yīng)有足夠的反向耐壓，當(dāng)然由于 D1 與 C1 串聯(lián)，為了滿足主電路功率管開關(guān)頻率的要求， Dl 應(yīng)選快速恢復(fù)二極管。它在芯片內(nèi)部是漏極開路輸出端，低電平有效。 H01—H0 L01—L03:逆變器上下橋臂功率開關(guān)器件驅(qū)動器信號輸出端。 ITRIP:過流信號檢測輸入端，可通過輸入電流信號來完成過流或直通保護(hù)。VS1—VS3 是其對應(yīng)的懸浮電源地端 。電路設(shè)計還保證了內(nèi)部三個通道中的高壓側(cè)驅(qū)動器與低壓側(cè)驅(qū)動器可單獨使用，亦可只用其內(nèi)部的三個低壓側(cè)驅(qū)動器，并且輸入信號與 TTL 及 CMOS 電平兼容。 IR2130 的 另一重要保護(hù)功能是邏輯保護(hù)，即當(dāng)同一橋臂上、下功率開關(guān)器件對應(yīng)的輸入信號都為高電平時，封鎖該兩路柵極驅(qū)動信號，防止直通現(xiàn)象發(fā)生。 當(dāng)工作電源欠電壓時，同樣封鎖六路輸出為低電平，并使 8腳為低電平。一旦外電路發(fā)生過電流或橋臂直通，即電流檢測單元送出的信號高于 時，內(nèi)部比較器 CC 迅速翻轉(zhuǎn)，使故障邏輯處理單元 FL 輸出低電平，一則封鎖 ISG 的輸出，使 IR2130 的輸出全為低電平，保證六個被驅(qū)動的 MOS 關(guān)斷 。內(nèi)部設(shè)有一個線性放大器，可用于電流信號的放大。其特點簡述如下 :工作電源電壓為 320V，可用于驅(qū)動工作在母線電壓不超過 600V 電路中的 MOS 器件，最大輸出正向峰值驅(qū)動電流為 25OmA，而反向峰值驅(qū)動電流為 500mA。在它的內(nèi)部集成有一個電流比較器 CC、電流放大器 CA、一個自身工作電源欠電壓檢測器 UVD、一個故障邏輯處理單元 FL及一個封鎖邏輯 CL。 圖 33 8279 引腳結(jié)構(gòu)圖 IR2130 驅(qū)動電路簡介 IR2130 結(jié)構(gòu)及 功能 IR2130 是美國國際整流器公司生產(chǎn)的功率 MOS 器件 (或 IGBT)柵極驅(qū)動集成電路，它能輸出六路驅(qū)動信號，并且由于內(nèi)部設(shè)有自舉式懸浮電路，因此只用一路電源，使系統(tǒng)設(shè)計極為簡化。 ~OUTB3：動態(tài)掃描顯示的輸出口 (低 4 位 )。在激發(fā)輸入模式時，作為返回線 8 位數(shù)據(jù)的使能引腳。 ：在鍵盤掃描模式時，引腳的輸入狀態(tài)會與其它按鍵的狀態(tài)一同儲存 (在 BIT6)，內(nèi)部有上拉電阻，未按時為 HI，按時為 LO。無按鍵被按時，返回線為 HI；有按 16 鍵被按時，該按鍵的返回線為 LO。 ~SL3：掃描按鍵開關(guān)或傳感器矩陣及顯示器，可以是編碼模式 (16 對1)或解碼模式 (4 對 1)。 ：中斷請求。 ：寫入控制線。 ：讀取控制線。 ：緩沖器地址選擇線。 ：芯片選擇信號線。 ：復(fù)位輸入線。在 CPU與 8279 間做數(shù)據(jù)與命令傳送。 8279 顯示 鍵盤控制芯片引腳 定義 下面介紹 8279 芯片個引腳的功能 定義 ， 8279 芯片的引腳結(jié)構(gòu)如圖 33 所示 。 5V 電源供電、 40 管腳封裝的可編程設(shè)置型鍵盤 /顯示器芯片，其有如下功能 ： ； (Scanned Keyboard Mode)； (Scanned Sensor Mode)； (Strobe Input Entry Mode)； 乘 8 鍵盤 FIFO(先進(jìn)先出 )； ， 2 鍵鎖定及 N 鍵依此讀出模式； 8 位數(shù)或雙排 16 位數(shù)的顯示器； 。 ：芯片供電電壓，范圍為 (+５ 15)V。 ：參考電壓輸入端，此端可接一個正電壓，也可接一個負(fù)電壓，它決定 0 至 255 的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來的模擬量電壓值的幅度， VREF 范圍為 (+10～ 10)V。 ：模擬電流輸出端 2， IOUT2 與 IOUT1 的和為一個常數(shù)，即 IOUT1＋I(xiàn)OUT2＝常數(shù)。 圖 32 DAC0832 引腳圖 圖 32 中其余各引腳的功能定義如下： ～ DI0 ： 8 位的數(shù)據(jù)輸入端， DI7為最高位。此后，當(dāng) 1WR 由低電平變高時，控制信號成為低電平，此時，數(shù)據(jù)被鎖存到輸入寄存器中，這樣輸入寄存器的輸出端不再隨外部數(shù)據(jù) DB 的變化而變化。有時，微機(jī)控制系統(tǒng)要求同時輸出多個模擬量參數(shù)，此時對應(yīng)于每一種參數(shù)需要一片 DAC0832，每片DAC0832 的轉(zhuǎn)換時間相同，就可采用 DAC 寄存器對 CPU 分時輸入到輸入寄存器的各參數(shù)在同一時刻開始鎖存，進(jìn)而同時產(chǎn)生各模擬信號。 DAC0832 由 8 位輸入寄存器、 8 位 DAC 寄存器和 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換電路組成。1LSB，參考電壓為 (+10～ 10)V，供電電源為 (+5～ +15)V，邏輯電平輸入與 TTL 兼容。 圖 32 為 DAC0832 的引腳圖。 圖 31 AT89C51 引腳圖 8 位 數(shù)模 轉(zhuǎn)換器 DAC0832 簡介 DAC0832 是雙列直插式 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時， EA 將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng) EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時 ，這兩次有效的 PSEN信號將不出現(xiàn)。 PSEN ：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口， P3 口管腳備選功能 如下： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） 0INT （外部中斷 0） 1INT （外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口 同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號 。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4 TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù) 據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 AT89C51 的引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 31，現(xiàn)在對各個引腳的功能進(jìn)行簡單的介紹： VCC：供電電壓。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。此外，AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低 到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 整個 EPROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并 12 保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。 由 XTAL1 和 XTAL2引腳外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容，電容容量的大小會影響震蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，要適當(dāng)選取。 AT89C51 中還有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許定時 /計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 AT89C51 可提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4KB FLASH 閃速存儲器， 128 B 內(nèi)部RAM， 32 個 I/O 口線 ，兩個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 ，適用于布爾運算。 個 8 位并行 I/0 口，共 32 根 I/0 線， 1 個雙工串行口 。 64KB。 程序存儲器 EEPROM，可進(jìn)行 100 次寫 /擦除操作 。因而本系統(tǒng)中選用了 40管腳的 51 單片機(jī) ATMEL89C51 作為主控芯片，它的基本特征如下： MCS—51 產(chǎn)品兼容， 8 位 CPU。這些種類繁多的單片機(jī)家族，給我們單片機(jī)的選擇提供了很大的余地。 11 單片機(jī)的種類是很多的，有 PIC 系列、 Philips、 Motorola 系列、 Intel 系列8051 類單片機(jī)等。因為細(xì)分后步進(jìn)脈沖信號頻率也相應(yīng)升高，因此還要求單片機(jī)的運算速度快。 單片機(jī)輸入信號包括步進(jìn)脈沖信號 CP、方向控制信號、脫機(jī)信號，另外還有細(xì)分步數(shù)選擇信號。 ：點火控制、變速器控制、防滑剎車、排氣控制。 ：導(dǎo)彈控制、智能武器裝置、航天飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)。 ：電子玩具、高級游戲機(jī)、錄像機(jī)，激光唱機(jī)。 單片機(jī)的應(yīng)用范圍很廣，大致可分為以下幾個方面： ：