【正文】 當(dāng)轉(zhuǎn)子到下一位置時(shí)，前一位置的霍爾器件停止工作，下一位置的霍爾器件輸出電壓信號(hào)，控制部分使得對(duì)應(yīng) 定子繞組通電，產(chǎn)生推斥場(chǎng)使轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，如此循環(huán)，維持電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)W1V2U3H14H25H36三相電機(jī)插槽C o m p o n e n t _ 1A2B3C5H16H27H38V C C1G N D5霍爾位置電。其原理圖如圖 圖 霍爾傳感電路接線圖 當(dāng)霍爾傳感器用作無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息檢測(cè)裝置時(shí)，將其安放在電機(jī)定子的適當(dāng)位置，霍爾器件的輸出與控制部分相連。因此，在對(duì)性能和環(huán)境要求不是很高的永磁無(wú)刷直流電機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合大量使用霍爾元件式位置傳感器。 第二種方式是直接將霍爾元件敷貼在定子電樞鐵心氣隙表面或繞組端部緊靠鐵心處，利用電機(jī)轉(zhuǎn)子上的永磁體主極作為傳感器的永磁體，根據(jù)霍爾元件的輸出信號(hào)即可判斷轉(zhuǎn)子磁極位置，將信號(hào)放大處理后便可驅(qū)動(dòng)逆變器工作。電角、相位互差 120176。電角度。第一種方式是將霍爾元件粘貼于電機(jī)端蓋內(nèi)表面，靠近霍爾元件并與 之有一小間隙處，安裝 在 與電機(jī)軸同軸的永磁體對(duì)于兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)無(wú)刷直流電機(jī)，三個(gè)霍爾元件在空間彼此相隔 120176。當(dāng)霍爾元件按要求通以電流并置于外磁場(chǎng)中，即輸出霍爾電勢(shì)信號(hào)，當(dāng)其不受外磁場(chǎng)作用時(shí)，其輸出端無(wú)信號(hào)。轉(zhuǎn)子位置傳感器也由定、轉(zhuǎn)子組成，其轉(zhuǎn)子與電機(jī)本體同軸，以跟蹤電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置；其定子固定于電機(jī)本體定子或端蓋上，以感應(yīng)和輸出轉(zhuǎn)子位置信號(hào) 霍爾元件式位置傳感器是磁敏式位置傳感器的一種。 圖 逆變電路原理圖 霍爾位置傳感器模塊 轉(zhuǎn)子位置傳感器是永磁無(wú)刷直流電機(jī)的關(guān)鍵部件。所以可以根據(jù) xy 處的高低電平判斷 電機(jī)的轉(zhuǎn)向問(wèn)題。矢量 Ubc 滯后矢量 Uab 時(shí) xy處為低電位。使用自耦變壓器分辨電路 , 自然體積大、成本高 . 也有使用單 片機(jī)系統(tǒng)來(lái)控制 . 這在技術(shù)上太浪費(fèi) , 且不易維護(hù)、推廣 為了讓單片機(jī)辨別電動(dòng)機(jī)的正傳還是反轉(zhuǎn)，此處用到了辨相電路來(lái)辨別電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方向。 5） 輸入端具有噪聲抑制功能。 3） 自動(dòng)產(chǎn)生成上、下側(cè)驅(qū)動(dòng)所必需的死區(qū)時(shí)間 (2μ s ) 。 IR2130 芯片的特點(diǎn) 1） 可直接驅(qū)動(dòng) 600V 高壓系 統(tǒng) 。 IR2130 具有六路輸入信號(hào)和六路輸出信號(hào) , 其中六路輸出信號(hào)中的三路具有電平轉(zhuǎn)換功能 , 因而它既能驅(qū)動(dòng)橋式電路中低壓側(cè)的功率器件 , 又能驅(qū)動(dòng)高壓側(cè)的功率元件。 IR2130 的拐角圖如圖 所示 圖 芯片 IR2130 拐角圖 IR2130 是國(guó)際整流器公司最新推出的高壓集成驅(qū)動(dòng)器 , 可作為交直流 調(diào)速、UPS 電源、電子鎮(zhèn)流器以及永磁無(wú)刷電機(jī)調(diào)速電路中主功率元件的驅(qū)動(dòng)電路。電角度。 每一瞬間 有兩個(gè)功率管導(dǎo)通，每隔 1/ 6 周期（ 60176。 其電路原理圖如圖 所示 S1S W P BS2S W P BS3S W P BS4S W P BS5S W P BS6S W P BS7S W P BS8S W P BS9S W P BS 1 0S W P BS 1 1S W P BS 1 2S W P BS 1 3S W P BS 1 4S W P BS 1 5S W P BS 1 6S W P BR2R E S 2R3R E S 2R4R E S 2R5R E S 2V C CP 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3P1.7P1.6P1.5P1.4 圖 鍵盤電路硬件原理 圖 逆變主電路設(shè)計(jì) 功率開(kāi)關(guān)主電路 無(wú)刷電機(jī)的連續(xù)運(yùn)行，定子繞組所產(chǎn)生的的磁場(chǎng)和裝洞中轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的永磁場(chǎng)，在空間始終保持在（π /2） rad 左右的電角度，因此定子繞組需要加三相電源，此電源可通過(guò) 下圖 的逆變電路產(chǎn)生。 單片機(jī)通過(guò)中斷或者查詢方式來(lái)判斷鍵盤 I\O 是否有數(shù)據(jù)傳輸。 S15 鍵是電動(dòng)機(jī)減速鍵。 S13 鍵是系統(tǒng)停止鍵。 S12“確定鍵”，在輸入當(dāng)前值完畢的情況下，按此鍵表示 運(yùn)行 當(dāng)前輸入的數(shù)值 速度 。 S11 對(duì)應(yīng)“刪除鍵”。 S1— S10 分別對(duì)應(yīng)數(shù)字鍵 0— 9。 鍵盤電路硬件原理 本系統(tǒng)采用 4*4 矩陣式鍵盤。由行、列線的狀態(tài)就可以判斷是哪一個(gè)鍵被按下（行、列交叉處）。 ②判斷按鍵位置。 其可分為以下三步： ① CPU 先通過(guò)輸出口使所有行線輸出為低電平，然后從輸入口讀入所有列線的狀態(tài)。當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無(wú)鍵按下。由此可見(jiàn)，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤是合理的。 矩陣式鍵盤工作原理： 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接 。 3）鍵值分析：根據(jù)鍵值，找到相應(yīng)的處理程序入口并執(zhí)行。若有，進(jìn)入下一步工作。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，鍵盤的種類也比較多，有按鍵式、感應(yīng)式、觸摸式等，最常用的是按鍵式鍵盤，因?yàn)樗杏布Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能容易實(shí)現(xiàn)、軟件調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。 ， ， 通過(guò) 74LS138把譯碼芯片對(duì)六個(gè)顯示器進(jìn)行“位控制”。其中 74LS244 用于對(duì) LED 顯示器的八位段碼管的驅(qū)動(dòng)； 74LS06 用于對(duì)每個(gè) LED 顯示器的 VCC 電源接線端的驅(qū)動(dòng)，控制每個(gè)晶體管的工作狀態(tài)是“工作”還是“非工作”狀態(tài)，即“位控制”。 表 8 段 LED 的字型碼 顯示字符 共陰極字型碼 共陽(yáng)極字型碼 0 3FH C0H 1 06H F9H 2 5BH A4H 3 4FH B0H 4 66H 99H 5 6DH 92H 6 7DH 82H 7 07H F8H 8 7FH 80H 9 6FH 90H A 77H 88H B 7CH 83H C 39H C6H D 5EH A1H E 79H 86H F 71H 8EH 顯示電路 硬件 原理 速度顯示模塊有驅(qū)動(dòng)電路和 LED 顯示器組成。 動(dòng)態(tài)顯 示的優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡(jiǎn)單（數(shù)碼管越多，這個(gè)優(yōu)勢(shì)越明顯），由于每個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)數(shù)碼管被點(diǎn)亮，所以所有數(shù)碼管消耗的電流較少；缺點(diǎn)是數(shù)碼管亮度不如靜態(tài)顯示時(shí)的亮度高。當(dāng)需要顯示數(shù)字或字符時(shí)，需要將所有數(shù)碼管輪流點(diǎn)亮這時(shí) 對(duì)每個(gè)數(shù)碼管的點(diǎn)亮周期有一個(gè)較嚴(yán)格的要求：由于發(fā)光體從通入電流開(kāi)始點(diǎn)亮到完全發(fā)光需要一定的時(shí)間，叫做響應(yīng)周期，這個(gè)時(shí)間對(duì)于不同的發(fā)光材質(zhì)是不同的，通常情況下為幾百微妙，所以數(shù)碼管的刷新周期（所有數(shù)碼管被輪流點(diǎn)亮一次的時(shí)間）不要過(guò)短，這也與數(shù)碼管的數(shù)量有關(guān)，一般的數(shù)碼管的刷新周期應(yīng)控制在5— 10ms，即刷新率為 200— 100Hz，這樣既保證了數(shù)碼管每一次刷新都被完全點(diǎn)亮，同時(shí)又不會(huì)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。 所謂動(dòng)態(tài)顯示，是指無(wú)論在任何時(shí)刻只有一個(gè)數(shù)碼管處于顯示狀態(tài)每個(gè)數(shù)碼管輪流顯示。 所謂靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)法， 是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī) 的 I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示數(shù)字 0— 字符 A— F、 H、 L、 P、 U 等。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 C43 0 p fC33 0 p fY1C R Y S T A LX T A L 2X T A L 1 圖 AT89S52 的晶振電路 顯示電路的設(shè)計(jì) 顯示電路的分析 LED 數(shù)碼管實(shí)際上是由 7 個(gè)發(fā)光二級(jí)管組成“ 8”字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是 8 個(gè)。 XTAL2: 振蕩器反相放大器的輸出端。在 flash編程期間， EA也接收 12伏的 VPP電壓。為使能從 0000H到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA必須接 GND。當(dāng) AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN將不被激活。在此系統(tǒng)中 ALE/P 懸空 —— 默認(rèn)為高電平。否則， ALE 將被微弱拉高。如果需要，通過(guò)將地址為 8EH的 SFR的第 0位置 “ 1” ， ALE操作將無(wú)效。在一般情況下， ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。 R11 0 kS0S W P B+C82 2 u fV C CR E S T 圖 AT89S52的復(fù)位電路 ALE/PROG： 地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。 DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， RST腳輸出 96個(gè)晶振周期的高電平。 表 P3口的第二功能 引腳號(hào) 第二功能 RXD （串行輸入） TXD （串行輸出） 0INT （外部中斷 0） 1INT （外部中斷 1） T0 （定時(shí) 器 0外部 輸入） 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 T1 （ 定時(shí)器 1外部輸入 ） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器度選通） RST: 復(fù)位輸入。 P3口亦作為 AT89S52特殊功能（第二功能）使用， 如表 。對(duì) P3端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。在這種應(yīng)用中， P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 表 P1口的第二功能 引腳號(hào) 第二功能 T2 （定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX （定時(shí)器 /計(jì) 數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI （在系統(tǒng)編程用） MISO （在系統(tǒng)編程用） SCK （在系統(tǒng)編程用） P2口： P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè) TTL 邏輯電平。此外， /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體如表 。對(duì) P1端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。在這種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻。對(duì) P0端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 對(duì)各個(gè)引腳及外部接口做以下說(shuō)明： VCC： 電源 GND： 地 P0口： P0口是一個(gè) 8位漏極開(kāi)路的雙向 I/O口。空閑模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32 位 I/O口線，看門狗定時(shí)器， 2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。片上 Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 功能特性描述： AT89S52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。 圖 AT89S52 的外部引腳結(jié)圖 下面簡(jiǎn)要介紹其主要性能。 系統(tǒng)原理框圖設(shè)計(jì) 通過(guò)位置傳感器的對(duì)電機(jī)的位置進(jìn)行檢測(cè)，將其位置信號(hào)傳入微控制器，微控制器對(duì)其信號(hào)進(jìn)行邏輯出來(lái)，產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)功率驅(qū)動(dòng)單元放大，放大控制信號(hào)對(duì)逆變電路進(jìn)控制，通過(guò)電力全控晶體管的開(kāi)通達(dá)到將交流電流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娏鞯墓ぷ?。光電編碼器的檢測(cè)精度非常高，通常旋轉(zhuǎn)一圈可輸出幾百至幾千個(gè)脈沖，適用于轉(zhuǎn)速較低的場(chǎng)合。光電傳感器又稱光電開(kāi)關(guān)，由于光電傳感器屬于非接 觸式檢測(cè)器件，對(duì)檢測(cè)器件不會(huì)造成損傷。霍爾傳感器是應(yīng)用電磁感應(yīng)的方式進(jìn)行檢測(cè)，由于其安裝結(jié)構(gòu)的限制，這種傳感器檢測(cè)的精度很低，所以常常用在高轉(zhuǎn)速并且對(duì)精度要求不高的場(chǎng)合。對(duì)于轉(zhuǎn)速的檢測(cè)方法有很多種。 本設(shè)計(jì)采用方案一。 方案二：采用軟件延時(shí)方式獲得 PWM 信號(hào)。 方案一：采用定時(shí) /計(jì)數(shù)器方式獲得 PWM 信號(hào)。本設(shè)計(jì)采用了定頻調(diào)寬方式，采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比較穩(wěn)定，并且在采用單片機(jī)產(chǎn)生 PWM 脈沖的軟件實(shí)現(xiàn)上比較方便。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用了方案一。 方案二：?jiǎn)螛O性工作制。 PWM 調(diào)速工作方式 方案一：雙極性工作制。由于它的價(jià)格便宜 、 使用簡(jiǎn)單 ， 在電器特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛 。因此在選擇好液晶顯示器后用戶無(wú)法更改其驅(qū)動(dòng)方式。 LCD 不發(fā)光他只調(diào)節(jié)光的亮度。 顯示方案論證 通過(guò)查閱資料設(shè)想了兩種方案為本系統(tǒng)的顯示模塊。 當(dāng)需要的按鍵大于 8 時(shí)，一般都采用矩陣式鍵盤。 4 4 矩陣鍵盤共使用 16 個(gè)按鍵，但只需要 8 條測(cè)試線。 方案二：采用矩陣式鍵盤，其特點(diǎn)是：一組定為行線，另一組定為列線，在行線和列線的交叉點(diǎn)上放置按鍵。這種連接方式的優(yōu)點(diǎn)是：鍵盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各條測(cè)試線相互獨(dú)立，容易識(shí)別被按下