【正文】 硬 件 電 路 pcb 板 的 制 作在 控 制 系 統(tǒng) 的 電 路 原 理 圖 設(shè) 計 結(jié) 束 之 后 ， 便 可 以 應(yīng) 用 Protel軟 件 運 行 系 統(tǒng) 的 PCB設(shè) 計 ，在 設(shè) 計 除 了 要 充 分 考 慮 控 制 系 統(tǒng) 的 安 裝 尺 寸 之 外 ， 還 要 充 分 考 慮 系 統(tǒng) 的 防 干 擾 設(shè) 計 ， 因 為對 于 電 子 類 產(chǎn) 品 來 說 ， 僅 有 正 確 的 原 理 圖 設(shè) 計 是 不 夠 的 ， 產(chǎn) 品 最 終 性 能 指 標(biāo) 的 好 壞 ， 在 很大 程 度 上 還 與 電 路 板 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 和 組 裝 工 藝 有 關(guān) ， 所 以 要 從 元 器 件 的 。 開 關(guān) 管 Q1 的 S 極 流 出 的 電 流 經(jīng) R1 產(chǎn) 生 電 壓 ， 當(dāng) 電 壓 大 于 1V 時 ， 6 腳 就停 止 脈 沖 輸 出 ， 保 護 開 關(guān) 管 不 受 損 壞 。 2 腳 接 電 阻 R10 上 的 電 壓 取 樣 信 號 ， 也 稱 電 壓 反 饋 信 號 ，實 現(xiàn) 了 電 壓 的 閉 環(huán) ； 如 果 2 腳 電 壓 上 升 ， 1 腳 電 壓 是 下 降 ， 6 腳 脈 沖 變 窄 ， 使 負(fù) 載 電 壓 降低 ， 起 穩(wěn) 壓 作 用 ； 反 之 6 腳 脈 沖 變 寬 ， 以 此 來 調(diào) 節(jié) MOSFET 開 關(guān) 管 Q1 的 占 空 比 。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 ； 此 時 ， 變 壓 器 初 級 線 圈 有 電 流 產(chǎn) 生 ， 根 據(jù) 互 感原 理 ， 自 饋 線 圈 （ 45） 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 壓 ， 經(jīng) D2， D7 整 流 C28， C61 濾 波 后 為 UC3845 的 7腳 供 電 ， 此 時 UC3845 的 工 作 電 壓 由 自 饋 線 圈 （ 45） 提 供 。 通 過 改 變 其 它 線 圈 與 初 級 線 圈 的 匝 數(shù) 比 就 能 得 到 不 同 的 電 源 輸 出 。I R 2 1 3 0RC+12341 1AU 0圖 電 壓 比 較 器 的 電 路常 州 工 學(xué) 院 電 子 信 息 與 電 氣 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書19 開 關(guān) 電 源 電 路圖 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 。 比 例 積 分 調(diào) 節(jié) 器的 輸 出 信 號 與 三 角 波 電 路 的 輸 出 分 別 接 入 電 壓 比 較 器 的 正 向 ， 反 向 輸 入 端 ， 比 較 器 輸 出 脈沖 寬 度 正 比 于 控 制 電 壓 的 矩 形 波 。 Uo的 上 升 時 間 和 下 降 時 間 相 等 ， 斜 率 絕 對 值 也 相等 ， 故 Uo為 三 角 形 。 因 此 在 開 環(huán) 狀 態(tài) 下 ， 只 要 反 相 輸 入 端 U的 電 位 高 于 同 相 輸 入 端 U+的 電 位 ， 則 輸 出 為 負(fù) 電 平 Uz， 反 之 ， 則 輸 出 為 高 電 平 +Uz.當(dāng) 滯 回 比 較 器 其 輸 出 Uo1=+Uz時 ， 則 積 分 器 的 電 容 C充 電 ， 同 時 Uo按 線 性 逐 漸 下 降 ，當(dāng) 使 滯 回 比 較 器 運 放 的 U+略 低 于 U時 ， 即 電 位 略 低 于 0時 ， Uo1從 +Uz跳 變 為 Uz。常 州 工 學(xué) 院 電 子 信 息 與 電 氣 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書17積分電路滯回比較器T L 0 8 4T L 0 8 4A+A++ 1 4 1 4+ 1 4 1 4R 1CR 2R 3U 0 1 U 0圖 三 角 波 發(fā) 生 器 的 電 路三 角 波 電 路 由 滯 回 比 較 器 和 積 分 器 閉 環(huán) 組 合 而 成 ， 滯 回 比 較 器 輸 出 方 波 ， 積 分 器 可 將方 波 變 為 線 性 的 三 角 波 ， 積 分 器 的 輸 出 反 饋 給 滯 回 比 較 器 。 電 路 由 三 角 波 電 路 和 電 壓 比 較器 組 成 。 下 圖 所 示 是 點 擊 一 相 繞 組 的 電 流 反 饋 和 比 例 積 分 電 路 ，該 電 路 的 比 例 積 分 放 大 倍 數(shù) 為 R2/R1， 積 分 時 間 常 數(shù) 為 R1C。 電 壓 跟 隨 器 的 輸 出 電 阻 很 小 ， 輸 入 電 阻 很 大 ， 能 真 實 的 將 信 號 傳 遞給 負(fù) 載 ， 而 向 信 號 源 所 取 得 電 流 極 小 。在 本 驅(qū) 動 器 中 ， 用 兩 個 霍 爾 傳 感 器 分 別 檢 測 三 相 電 機 中 兩 相 的 繞 組 中 的 電 流 ， 第 三 相繞 組 的 實 際 電 流 如 45圖 示 所 示 ：選 用 的 霍 爾 電 流 傳 感 器 的 檢 測 電 流 與 輸 出 值 之 比 為 500： 1， 即 電 機 的 電 流 為 10A時 ，傳 感 器 輸 出 為 20mA的 電 流 。霍 爾 傳 感 器 可 以 檢 測 從 直 流 到 100KHz的 各 種 波 形 的 電 流 ， 精 度 高 ， 線 性 度 好 ， 響 應(yīng)第 4 章 驅(qū) 動 電 路 設(shè) 計16時 間 大 大 減 小 。 因 此 ， 檢 測 電 路 的 輸 入 ， 輸 出 電 路 是 完 全 電隔 離 的 。 由 此 ， 可 以 構(gòu) 成 霍 爾 電 流 傳 感 器 。 眾 所 周 知 ， 在 有 電 流 流 過 的導(dǎo) 線 周 圍 會 感 應(yīng) 出 磁 場 ， 該 磁 場 與 流 過 的 電 流 的 關(guān) 系 ， 可 由 安 培 定 理 求 出 。 通 過 電 路 在 控 制 電 路 中 加 入 兩 個 霍 爾 電 流 傳 感 器 即0??cbaII得 到 ， ， 而 的 獲 得 通 過 一 個 減 法 器 既 可 以 得 到 。 需 要 進(jìn) 行 電 平 轉(zhuǎn) 換 ， 從 05V變 換 為 5V +5V， 該 電 路 如 下 圖 所 示該 電 路 中 運 放 的 正 相 輸 入 端 接 來 自 單 片 機 輸 出 的 正 弦 波 ， 即 ??第 4 章 驅(qū) 動 電 路 設(shè) 計142 . 5 V5 V0 tu圖 單 片 機 的 輸 出 波 形V c cP 1 . 6 U3 0 KR 13 0 KR 2+T L 0 8 4U 1 1 DU 0+ 1 4 1 4圖 電 平 轉(zhuǎn) 換 電 路對 于 上 圖 中 的 集 成 運 放 用 虛 短 和 虛 斷 的 概 念 ， 有 ： （ 42）10RUVC??取 R1=R2， 得 以 下 公 式 ： （ 43）?20代 入 ， VCC=5V和 ， 得 44公 式 ：??U0 wtsin5..??? （ 44）U0該 電 路 的 輸 出 將 正 弦 波 由 05V轉(zhuǎn) 換 成 5V+5V。 每 個 轉(zhuǎn) 換 器 的 輸 出 電 壓 均 采 用 下 式 表 示 ：REFV （ 41）2/DACi?N=0， 1， 2…….,256， 對 應(yīng) 于 8位 的 DAC的 輸 入 碼 過 調(diào) 節(jié) 的 變 化 范 圍 ，REFV便 可 以 調(diào) 節(jié) 步 進(jìn) 電 機 繞 組 中 的 電 流 的 幅 值 。 內(nèi) 接 頻 率 補 償 電 路 和 短 路 保 護 電 路 ， 四 個 運 放 之 間具 有 良 好 的 匹 配 性 能 和 隔 離 性 能 ， 同 道 隔 離 度 為 120dB， 輸 出 電 壓 速 率 為 16V/us， 單 位增 益 帶 寬 乘 積 為 4MHz， 開 環(huán) 電 壓 增 益 為 150V/mV， 輸 入 失 調(diào) 電 流 為 5mA， 適 用 于 高 速 數(shù) 據(jù)采 集 系 統(tǒng) ， 高 速 A/D轉(zhuǎn) 換 系 統(tǒng) 等 領(lǐng) 域 。 電 平 轉(zhuǎn) 換 與 第 三 相 正 弦 波 合 成 電 路驅(qū) 動 器 中 的 三 角 波 發(fā) 生 電 路 ， 脈 寬 調(diào) 制 電 路 等 均 由 運 算 放 大 器 電 路 構(gòu) 成 ， 三 角 波 的 頻率 可 到 十 幾 K赫 茲 ， 因 此 需 要 用 用 高 速 運 算 放 大 器 。DAC 用 電 源 作 為 參 考 電 壓 ， Vdd(+5V)作 為 上 限 參 考 電 壓 ， Vss（ 0V） 作 為 下 限 參 考 電 壓 。通 過 SPCE061A 和 兩 種 同 道 16 位 數(shù) 模 轉(zhuǎn) 換 器 （ DAC） 輸 出 兩 相 相 位 差 120176。驅(qū) 動 器 每 接 受 到 一 個 步 進(jìn) 脈 沖 將 驅(qū) 動 步 進(jìn) 電 機 按 設(shè) 定 的 方 向 轉(zhuǎn) 動 一 個 固 定 的 角 度 ， 方 向 信號 指 明 步 進(jìn) 電 機 順 時 針 或 逆 時 針 轉(zhuǎn) 動 。常 州 工 學(xué) 院 電 子 信 息 與 電 氣 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書13第 4 章 驅(qū) 動 電 路 設(shè) 計 單 片 機 控 制 電 路單 片 機 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 信 號 等 ， 這 幾 種 信 號 連 接 到 單 片 機 的 引 腳 上 。 產(chǎn) 生 非 線 性 誤 差 有 兩 種 原 因 ：一 是 各 位 模 擬 開 關(guān) 的 壓 降 不 一 定 相 等 ， 而 且 接 和 接 地 時 的 壓 降 也 未 必 相 等 ； 二 是 各 個 電阻 阻 值 的 偏 差 不 可 能 做 到 完 全 相 等 ， 而 且 不 同 位 置 上 的 電 阻 阻 值 的 偏 差 對 輸 出 模 擬 電 壓的 影 響 又 不 一 樣 。3 ． 輸 出 建 立 時 間 從 輸 入 數(shù) 字 信 號 開 始 ， 到 輸 出 電 壓 或 輸 出 電 流 到 達(dá) 穩(wěn) 定 值 時 所 需 要 的 時 間 ， 稱 為 輸出 建 立 時 間 。 分 辨 率 也 可 以 用數(shù) 模 轉(zhuǎn) 換 器 的 最 小 輸 出 電 壓 ( 對 應(yīng) 的 輸 入 二 進(jìn) 制 數(shù) 只 有 最 低 位 為 1) 與 最 大 輸 出 電 壓 ( 對 應(yīng) 的 輸 入 二 進(jìn) 制 數(shù) 的 所 有 位 全 為 1) 的 比 值 來 表 示 。主 要 技 術(shù) 指 標(biāo)1 ． 分 辨 率 分 辨 率 用 輸 入 二 進(jìn) 制 數(shù) 的 有 效 位 數(shù) 表 示 。+UDD 端 接 電 源 的 正 端 。UDDAD75202345678 910111213141516第 3 章 相 關(guān) 器 件 性 能 介 紹12Rf 端 是 反 饋 電 阻 Rf 的 一 個 引 出 端 ， 另 一 個 引 出 端 和 IO1 端 連 接 在 一 起 。 1 IO1IO2GNDD0D1D2D3D4 D5D6D7D8D9RfUREF163。圖 AD7520 引 腳 圖D0~D9 是 10 個 數(shù) 碼 控 制 位 ， 控 制 內(nèi) 部 CMOS 的 電 流 開 關(guān) 。 它 內(nèi) 部 不 含 運 算 放 大 器 ，使 用 時 需 外 加 。 SPCE061A 只 有 32K字 的 閃 存 ， 只 占 用 一 頁 的 存 儲 空 間 ， 所 以 CS 和 DS 字 段 在 SPCE061A 中 都 是 設(shè) 為 0。狀 態(tài) 寄 存 器 SR (Status Pointer)SR 內(nèi) 含 許 多 字 段 ， 每 個 字 段 都 有 特 別 的 用 途 ， 如 圖 所 示 。 CPU 每 執(zhí) 行 完 一 個 指 令 ， 就 會 改 變 PC 的 值 ， 使 其 指 向 下 一 條 指 令的 地 址 。 因 此 ， 在 本 書 或 程 序中 ， BP 與 R5 是 共 享 的 ， 均 代 表 基 址 指 針 寄 存 器 ?；?址 指 針 寄 存 器 BP (Base Pointer)常 州 工 學(xué) 院 電 子 信 息 與 電 氣 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書11μ ’nSPTM 提 供 了 一 種 方 便 的 尋 址 方 式 ， 即 基 址 尋 址 方 式 [BP+IM6]； 程 序 設(shè) 計 者 可通 過 BP 來 存 取 ROM 與 RAM 中 的 數(shù) 據(jù) ， 包 括 ： 局 部 變 量 （ Local Variable） 、 函 數(shù) 參數(shù) （ FunctionParameter） 、 返 回 地 址 （ Return Address） 等 等 。 當(dāng) CPU 執(zhí)行 pop 時 、 子 程 序 返 回 ret、 以 及 從 ISR 返 回 reti 時 ， SP 會 遞 增 以 反 映 堆 棧 用 量 的減 少 。 堆 棧 是 一 個 先 進(jìn) 后 出 的內(nèi) 存 結(jié) 構(gòu) ， μ ’nSPTM 的 堆 棧 結(jié) 構(gòu) 是 由 高 地 址 往 低 地 址 的 方 向 來 儲 存 的