【正文】 重慶文理學院本科畢業(yè)論文（設計） 第 28 頁，共 19 頁 圖 Q Q4 端輸出情況 圖 是通過 Proteus 軟件對本系統(tǒng)進行防真時得到的 Q Q4 口的輸出情況。這樣就實現了噴泉的花型變化。以Ｂ點為例，該點的模擬電壓為 3V，將其送入一個模數轉換器后可得到以數字０、１表示的數字電壓 。（ b） 3V 模擬電壓轉換為以 0、 1表示的數字電壓。在數字電路中用數字 0、 1的編碼來表示一個模擬量，這里的編碼所指的是數字 0、 1的字符串 。 主程序基本框圖 2 20/ 20 QS 配用電動機額定功率（ kw） 水泵級數（單位不標注 ） 額定揚程（ m） 額定流量（ m3/h） 充水式小型潛水電泵 重慶文理學院本科畢業(yè)論文（設計） 第 25 頁，共 19 頁 圖 4. 主程序 基本 框圖 8 路數據采集流程 圖 開始 測速 FLAG=1 轉速為 0？ FLAG=0，根據非同步采集設置產生 AD 觸發(fā)脈沖 轉速為 0？ 選擇內部 AD出發(fā)脈沖 設定 I/O 口 開 AD 中斷采集波形 關 AD 中斷 結束 選擇外部 AD出發(fā)脈沖 等待零位脈沖 Y Y N N 開始 初始化 啟動 A/D 轉換 轉換結束 ？ 讀取轉換結果 保存轉換結果 修改參數 8 路采集完 ？ 返回 N N 重慶文理學院本科畢業(yè)論文（設計） 第 26 頁，共 19 頁 圖 8 路數據 采集流程圖 由流程圖 ，數據采集分為 3個步驟：首先啟動某通道的 A/D 轉換，然后判別 A/D轉換是否結束，若 A/D 轉換結束則讀取 A/D 轉換結果，并保存之；若 A/D 轉換未結束則等待。 由于本設計主要考慮的是 噴泉的控制 系統(tǒng) ，具體水泵、燈光 等器件 將如何選擇、編排、布置問題，在此不作詳細介紹。 重慶文理學院本科畢業(yè)論文（設計） 第 24 頁，共 19 頁 為提高負載能力，驅動更多更大燈組負載，在可編程序控制器輸出端外接無觸點固態(tài)繼電器，以增大驅動能力，并與強功率電路電氣隔離 (光隔離 )，提高抗干擾性能和安全性能。 水力部分：采用優(yōu)秀水力模型設計，使水泵流量、揚程、效率三者更為合理。 表 多段調速設定表 高速 RH 中速 RM 低速 RL 1速 ON OFF OFF 2 速 OFF ON OFF 3 速 OFF OFF ON 4速 OFF ON ON 5 速 ON OFF ON 6 速 ON ON OFF 7 速 ON ON ON 潛水泵 與燈組參數選擇 整個系統(tǒng)的水泵使用三相潛水泵， 功率視水池大小而定，每個水池中各安置 1～ 2 根粗水管，每根水管上安裝 2～ 3 臺水泵，被控噴水管上的水泵電機只控制 1～ 2 臺 （ 不全控 ） ，不受控的水泵工作保持一定的水柱 （ 花 ） 高度，而受控的水泵工作使水柱 （ 花 ）在一定基礎上跳動噴射，以避免音樂 間 歇無噴水現象出現 （ 也可調整變頻器參數獲得 ） 。 根據 表 數據的 大小 變化 按內部編程進行電機變頻調速，控制水泵電機的轉速，獲得相應的噴水壓力和水花高度，獲得與音樂間相吻合的水花節(jié)奏和動感。即使在變頻器運行中，各種速度（ 頻率）也可在 0～ 120Hz范圍內任意設定。本設計中采用了三菱 FRS540S 型變頻調速器 ，該變頻器接線端 分布圖如圖 所示。普通功能型 V/F 控制變頻器，具有轉矩控制功能的高功能型 V/F 控制變頻器，以及矢量控制高性能變頻器。隨著科學技術突飛猛進的發(fā)展，變頻調速器技術正大步走進噴泉控制領域，發(fā)揮著不可替代的作用。 變 頻器的選型及參數設置 當今噴泉工程和高新技術的結合正是歷史發(fā)展的必然。圖 +9V電源來自 +5V穩(wěn)壓電源的未穩(wěn)壓端，以減輕穩(wěn)壓塊的負擔。由于 74HC373的輸出電流遠小于 BCR所需的觸發(fā)電流，故加入外圍驅動電路 ULN2021A的一個單元。 輸出電路 圖 輸出電路 Qi LED FU BCR C R1 R2 +9V AC 220V L N RL 1/7 2021A y x y x x0 ym xm 重慶文理學院本科畢業(yè)論文（設計） 第 22 頁，共 19 頁 輸出電路是指接于圖 74HC373 各 Qi端的電路。 13i12 1 3 1 3RRV=R ( R + R ) + R R CCV23i21 2 3 2 3RRV=R ( R + R ) + R R iV1 3 2 3i 3 i 1 i 22 1 3 1 3 1 2 3 2 3R R R RV = V + VR ( R + R ) + R R R ( R + R ) + R RC C iVV??Vcc Vi IN A/D R1 R2 R3 重慶文理學院本科畢業(yè)論文（設計） 第 21 頁，共 19 頁 圖 根據圖 00mmy yx x x x???，由此可得 ? ?00mmYy X XXX??? （ 4） 忽略 A/D 轉換器的非線性因素 ,則輸出結果 N 與 X 之間有如下關系： mmN NXX? ，即 mmXX N? （ 5） 將式（ 5）代入式（ 4） 0 1 200( ) ( ) Nm m mmm m mY Y Xy X X N X K KX X X X N? ? ? ? ? ??? （ 6） 式中 01200。 單片機內部的信號變換 微機檢測模擬信號時 ,采集到的是經過傳感器變換并由 A/D 轉換器轉換成的二進制信號 ,并不是被測的物理信號本身 ,因而必須把采集到的二進制信號進行標度變換 ,才能進行控制或輸出（例如顯示、打印等）。 圖 雙極性轉變?yōu)閱螛O性信號 根據迭加定理 ,當只有 Vcc 作用時 ,A/D 轉換器的輸入信號為： （ 1） 當只有輸入信號 Vi 作用時 ,A/D 轉換器的輸入信號為 : （ 2） 由此可知 ,A/D 轉換器信號輸入端的實際輸入信號為 : （ 3） 由式 3可知 ,當 Vcc=5V、 R1=R3=2R2 時 ,可將 10V～ +10V的輸入信號轉變?yōu)?0～ +5V的信號 。線性網絡的具體形式可以根據信號的 具體情況來設計。若信號為雙極性 ,A/D 轉換器為單極性輸入 ,則須對信號進行極性變換。單片機啟動 A/D 轉換后可以做其他工作，當 A/D 轉換結束時， EOC 由 0變 1經過非門傳到 INT 端， AT89C51 收到中斷請求信號，若 AT89C51 開著中斷，則進入中斷服務程序，在中斷服務程序中單片機讀取 A/D 轉換結果。當 EOC=1 時， A/D 轉換已結束， 單片機讀取 A/D 轉換結果。 查詢法： EOC 必須接到 AT89C51 的一條 I/O 線上。 EOC 與單片機的連接方法取決于單片機讀取 A/D 轉換結果的方法。在 A/D 轉換期間 ， EOC 維持低電平，當 A/D 轉換結束時， EOC 變成高電平。單片機要想讀到 A/D 轉換結果，必須使 ADC0809 的允許輸出控制端 ENABLE 由 RD———信號和地址信號相或非后產生。這時 ADC0809 的時鐘頻率為 500kHz， A/D 轉換時間為 130μ s。 ADC0809 的時鐘信號由 CLOCK 端送入，其最高頻率為 640kHz，在這個最高頻率下， ADC0809 的 A/D 轉換時間為 100μ s 左右。地址鎖存信號 ALE 和轉換啟動信號端 START 由 WR————信號和地址信號相或非后產生。選中通道的模擬量到達A/D 轉換器時， A/D 轉換器并未對其進行 A/D 轉換。當 ALE=0時，地址鎖存器處于鎖存狀態(tài)。為了區(qū)分是哪一路輸入信號進 行 A/D 轉換，由 3個通道地址信號 ADDA、 ADDB、 ADDC 來決定是哪一路模擬信號被選中并送到內部的 A/D轉換。當駐極體膜片受到聲波作用而振動時，就引起電容器兩端的電場發(fā)生變化，從而產生隨聲波變化的交變電壓信號 。它實際上是一種經永久性極化處理的電介質。它的突出特點是體積小、質量輕、結構簡單、使用方便、壽命長、頻率響應范圍寬、靈敏度高，且價格也比較廉價。主要是由 MIC（麥克）和一些簡單的外圍電路來完成聲音的放大功能。第三級是輸出緩沖器，增加電路的帶負載能力。第二級電路是一個壓縮器，主要作用是壓縮音頻信號的動態(tài)范圍。轉換開關 S1 可選擇不同的信號源，可以連接音頻功率放大器。圖 為對音樂信號進行處理的電路： 前置放大器的第一級是一個簡單的話筒放大器，音樂信號或其他音頻信號通過話筒 MIC1 進入LINE IC1a TL084 MIC1 C5 F IC1b R1 10K R2 47K 47K R3 + _ + _ + _ SW1 100K R4 W1 100K C6 F R5 1K R8 47K Q1 3DJ7 R6 1K R7 47K R9 47K D7 4148 C7 F IC1c C8 F OUT 圖 信號處理電路 重慶文理學院本科畢業(yè)論文（設計） 第 18 頁，共 19 頁 IC1a 放大。 整流濾波放大電路 一般聲卡上采集回來的是幾 十毫伏的交流電，不能直接送給變頻器使用。直到 A／ D 轉換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指示A／ D 轉換結束，結果數據已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復位。 ADC0809 的工作過程 ADC0809 的工作過程是：首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。多路開關可選通 8 個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D轉換器進行轉換。 （ 6）當 EOC 變?yōu)楦唠娖綍r，這時給 OE 為高電平，轉換的數據就輸出給單片機了。 （ 4）在 ST 端給出一個至少有 100ns 寬的正脈沖信號。 （ 2）初始化時，使 ST 和 OE 信號全為低電平。 VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入 。 CLK 為時鐘輸入信號線。 OE＝ 1，輸出轉換得到的數據； OE＝ 0，輸出數據線呈高阻狀態(tài)。 EOC 為轉換結束信號 ， 當 EOC為高電平時，表明轉換結束；否則，表明正在進行 A/D 轉換。 通道選擇表如下表所示 ： C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 重慶文理學院本科畢業(yè)論文（設計） 第 16 頁，共 19 頁 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 數字量輸出及控制線： 11 條 ST 為轉換啟動信號。當 ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B，C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經譯碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換。 引腳結構 IN0－ IN7： 8 條模擬量輸入通道 ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 根據本系統(tǒng)的要求，選擇了上電開關復位電路，其電路圖和元件參數如圖 、 ：