【正文】 26 附 錄 附錄 1 原理圖 27 附錄 2 PCB 。感謝 同組各位同學(xué)的關(guān)心和幫助，感謝你們?cè)趯W(xué)業(yè)上不斷給予我的支持和幫助，同時(shí)也感謝曾經(jīng)無私幫助過我的其他老師和同學(xué)。同時(shí)，老師還在生活上對(duì)我無微不至的關(guān)懷，并給予良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和科研條件，使我能夠全身心的 投入到學(xué)習(xí)和工作中。 24 參考文獻(xiàn) [1] 王兆安 ,黃俊 .電力電子技術(shù)（第 4 版） . 北京：機(jī)械 工業(yè)出版社 2021 [2] 孟慶春 .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) .沈陽：東北大學(xué)出版社 [3] 李發(fā)海，王巖 .電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ) .第二版 .北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [4] 何立民 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編（ 8） .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [5] 公茂法 .單片機(jī)接口實(shí)例集 .北京：北京航空航天出版社， 1999 [6] 姚世文 .自動(dòng)控制元件及其線路 .北京：國防工業(yè)出版社， 1980 [7] 萬福君 ,潘松峰 .單片微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 (第二版 ) 2021 [8] 劉苗生 .自動(dòng)配料微機(jī)控制 系統(tǒng) 北京： 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究增刊 1995， 4 [9] 何金田 .傳感器原理與應(yīng)用 .河南： 河南科學(xué)技術(shù)出版社 1996， 8 [10]李仁定 .電機(jī)的微機(jī)控制 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2021 [11] Leonhard, .呂嗣杰譯 .北京 :科學(xué)出版社 ,1988. [12] 廖曉鐘 電力電子技術(shù)與電氣傳動(dòng) .北京：北京理工大學(xué)出版社， 2021 [13]Bose B K. 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Addis on Wesley publishing pany,1991 25 致 謝 本論文是在導(dǎo)師庫祥臣老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 通過這次設(shè)計(jì)，我有了很大的收獲： 學(xué)習(xí)與掌握了 STC89C52 單片機(jī)的基本原理及其相關(guān)應(yīng)用，對(duì)它的一些硬件接口與軟件設(shè)計(jì)有了一定程度上的認(rèn)識(shí)和了解。而通過單片機(jī) 來實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)整又有多種途徑，相對(duì)于其他用硬件或者硬件與軟件相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，它能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的效能，對(duì)于簡(jiǎn)易速度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種有效的途徑。也就是說，用單片機(jī)制作智能化的儀器儀表制測(cè)量等方面。因此在許多領(lǐng)域用單片機(jī)作為控制中心器越方便。 在布線之前是 不會(huì)出現(xiàn)你所說的 深藍(lán)色的線的 ， 深藍(lán)色的線是PCB 文件中的底層走線 ， 是實(shí)際的布線結(jié)果 ， 紅色表示的是頂層的走線 。 167。 常用操 作 調(diào)用畫圖工具 View－ Toolbars－ Customize 在移動(dòng)元件時(shí)按空格可旋轉(zhuǎn)元件 找元件時(shí)要參照對(duì)元件庫的描述， Converter 含有 AD、 DA 等； Analog是模擬器件如運(yùn)放等； Memory 是存儲(chǔ)器件 ..... 一個(gè) 工程數(shù)據(jù)庫 中最好不要將所有文件都放在文件夾 Documents 中 ,因?yàn)檫@樣會(huì)產(chǎn)生一些意想不到的小問題。對(duì)某個(gè)工程的操作是對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫的操作，因此不同的數(shù)據(jù)庫會(huì)在不同的窗口中打開，通過最小化可看到各個(gè)數(shù)據(jù)庫的窗口。接下來就可以進(jìn)行局部的連線了。先按照已畫好的電路草圖將所有元件找到拖放到編輯框里。 protel 99SE 繪制電氣原理圖 167。 在本次設(shè)計(jì)中我們使用 protel 99SE。 這款最新高端版本 Altium Designer 6除了全面繼承包括 99SE， Protel2021在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)以外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能。 Altium Designer ，它是完全一體化電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的一個(gè)新版本，也是業(yè)界第一款也是唯一一種完整的板級(jí)設(shè)計(jì)解決方案。在國內(nèi) PROTEL軟件較易買到，有關(guān) PROTEL軟件和使用說明的書也有很多，這為它的普及提供了基礎(chǔ)。 20 第 3 章 PROTEL 軟件的介紹 167。2. 7 本章小結(jié) 本章根據(jù)系統(tǒng)功能需求對(duì)配料控制系統(tǒng)的各個(gè)硬件模塊進(jìn)行了介紹。因此，我們通過程序控制引腳的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。 蜂鳴器的工作原理 蜂鳴器發(fā)生原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能 驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)的引腳輸出的電流較小，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路。所以在單片機(jī)中，按照上圖連接 LED 到 口，我們只需要控制 口的電平是 “0”或 “1”就可以控制 LED 的亮滅。如果 A 接到電源地， 2 端壓差 5V，假設(shè) LED 正常工作壓降 ，正常工作電流 10mA。 LED 燈的工作原理 圖 29A 點(diǎn)就相當(dāng)于單片機(jī)的 I/O 口， A 點(diǎn)相當(dāng)于單刀雙擲開關(guān)，可以接到 +5V，也可以接到電源地。當(dāng)實(shí)際值達(dá)到或者大于設(shè)定值的時(shí)候， LED 燈發(fā)光，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警。報(bào)警電路分為兩部分，聲報(bào)警和光報(bào)警。 步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)選用四相六線的 24BYJ48型永磁感應(yīng)式步進(jìn) 電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)主要參數(shù)： 圖 其外形尺寸如下圖所示： 17 圖 167。本設(shè)計(jì)的電機(jī)工作方式為四相單四拍，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的工作的時(shí)序和波形圖，總結(jié)出其工作方式為四相單四拍時(shí)的脈沖分配規(guī)律，四相雙四拍的脈沖分配規(guī)律，在每一種工作方式中，脈沖的頻率越高，其轉(zhuǎn)速就越快，但脈沖頻率高到一定程度，步進(jìn)電機(jī)跟不上頻率的變化后電機(jī) 出現(xiàn)失 步現(xiàn)象，所以脈沖頻率一定要控制在步進(jìn)電機(jī)允許的范圍內(nèi)。四相步進(jìn)電機(jī)的工作方式為四相單四拍，雙四拍和四相八拍工作的方式。 （ 3）四相步進(jìn)電機(jī)的脈沖分配規(guī)律 目前，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制主要有分散器 件組成的環(huán)形脈沖分配器、軟件環(huán)形 16 脈沖分配器、專用集成芯片環(huán)形脈沖分配器等。四相運(yùn)行時(shí)步距角為 θ=360 度 /（ 50*4） = 度，八拍運(yùn)行時(shí)步距角為 θ=360 度 /（ 50*8） = 度。 步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用 θ 表示。 （ 2）步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)及術(shù)語 相數(shù)：產(chǎn)生不同隊(duì) N、 S 磁場(chǎng)的激磁線圈對(duì)數(shù)，常用 m 表示。只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度由輸入的電脈沖數(shù)確定，所以，也有人稱步進(jìn)電機(jī)為數(shù)字 /角度轉(zhuǎn)換器。步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于其他控制電機(jī)的最大特點(diǎn)是：它是通過輸入脈沖信號(hào)來進(jìn)行控制的。從結(jié)構(gòu)上看，步進(jìn)電機(jī)分為三相單三拍、三相雙三拍和三相六拍 3 種。另一類是用硬件構(gòu)成的環(huán)形分配器，通常稱硬環(huán)形分配器。 電機(jī)電路的設(shè)計(jì) 167。 A/D、 D/A 的最大轉(zhuǎn)換速率約為 11 kHz，但是轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電源需由外部提供。 14 圖 PCF8591 為單一電源供電（ ～ 6 V） 典型值為 5 V， CMOS 工藝。灰底位由主機(jī)發(fā)出，白底位是由 PCF8591 產(chǎn)生。 其中 data 0～ data n 為 A/D 的轉(zhuǎn)換結(jié)果，分別對(duì)應(yīng)于前一個(gè)數(shù)據(jù)讀取期間所采樣 的模擬電壓。上電復(fù)位后讀出的第一字節(jié)為 80H。如果控制字節(jié)中自動(dòng)增量選擇位置 1，則一次 A/D 轉(zhuǎn)換完畢后自動(dòng)選擇下一通道。在每個(gè)應(yīng)答信號(hào)的后沿觸發(fā) A/D 轉(zhuǎn)換周期，采樣模擬電壓并讀出前一次轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。 A\D 轉(zhuǎn)換工作原理 PCF8591 的 A/D 轉(zhuǎn)換為逐次比較型，在 A/D 轉(zhuǎn)換周期中借用 DAC 及高增益比較器。 I2C總線是 Philips（飛利浦）公司推出的串行總線，它與傳統(tǒng)的通信方式相比具有讀寫方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可維護(hù)性好、易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展、易實(shí)現(xiàn)模塊化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、可靠。 I2C 總線 A/D轉(zhuǎn)換具有接口線少，控制方式簡(jiǎn)單，通信速率較高，擴(kuò)展性方便等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。選擇一款合適的 A/D轉(zhuǎn)換芯片顯得由為重要。 傳感器及 A\D 轉(zhuǎn)換芯片的選擇 本系統(tǒng)中我們使用德國 HBM 公司的 HBM26F 稱重傳感器。 13 167。雖然在同一時(shí)刻只有一個(gè)顯示器在工作，但利用人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時(shí)的余輝效應(yīng)，我們看到的都是穩(wěn)定的多個(gè)字符同時(shí)顯示。在每點(diǎn)亮一個(gè)顯示器之后，必須稍停一段時(shí)間，使之發(fā)光穩(wěn)定，然后輪流點(diǎn)亮其他的顯示器。 當(dāng)我們需要同時(shí)顯示多個(gè)字符時(shí)，可逐次把需要的字符顯示在規(guī)定的位置上。 LED 的每一種顯示字符對(duì)應(yīng)一個(gè)段碼， CPU 送出這個(gè)段碼， LED 便顯示這個(gè)段碼所對(duì)應(yīng)的字符。十進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的段碼見表 21。顯示器為七段數(shù)碼管，需由驅(qū)動(dòng)電路 7407(反向器 )驅(qū)動(dòng)，并采用共陰極接法。本系統(tǒng)采用軟件消抖，調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí) 10 ms，待鍵閉合穩(wěn)