【正文】 LK背光源負(fù)極 LCD1602指令說明及時序LCD1602指令說明如表42所示：表42 LCD1602控制命令表 序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存儲器地址0001字符發(fā)生存儲器地址8置數(shù)據(jù)存儲器地址001顯示數(shù)據(jù)存儲器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF 計數(shù)器地址10寫數(shù)據(jù)CGRAM或DDRAM10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容LCD1602液晶顯示程序流程如圖43所示，先對LCD輸入模式、光標(biāo)是否閃爍、字符的移位等進行初始化，延時20ms,對LCD寫指令。但是有的控制器內(nèi)部自帶字符發(fā)生器，如LCD1602，顯示一個字符就非常容易了，把控制器的工作設(shè)定在文本方式，再根據(jù)字符顯示的位置，找到該位置找出顯示RAM所對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在把所需要的字符代碼送上去就可以了。}} else while( { square()。i=a。}void main(void){if(Function==0) //判斷功能鍵是否按下void delay(uchar t) //延時去抖if(Function==0){If(Direction==0)void delay(uchar t)If(Direction==0)While(Function==0) //確定要改變轉(zhuǎn)向 {a=j。 DAC0832=0xffff。}void square(void){ /* 方波發(fā)生函數(shù) */ DAC0832=0x0000。 //定義減速減速按鍵uchar i,j,a。 //定義功能按鍵 Sbit Direction=P1^1。 開 始由占空比得到波 形持續(xù)的時間計算各段定時器所需常數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的PWM波 返回主程序 圖41 PWM波子程序 開 始 初 始 化 D/A 啟 動N掃描參數(shù)調(diào)節(jié)鍵有鍵按下？YN 確實有鍵按下？Y延時20msN參數(shù)調(diào)節(jié)完畢？ 調(diào)用PWM程序 返回主程序圖42 PWM波主程序流程圖程序如下所示：includeinclude //使用其中定義的宏來訪問絕對地址define DAC0832 XBYTE[0x7fff] /* 定義DAC0832端口地址 */define uchar unsigned chardefine uint unsigned intSbit E=P3^1。S1是復(fù)位按鍵；S2是功能按鍵；S3是加速/正傳按鍵；S4減速/反轉(zhuǎn)按鍵；S5是啟動/停止按鍵，當(dāng)要進行轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)時，按下功能鍵然后選擇正傳還是反轉(zhuǎn)，按下功能鍵確定；當(dāng)要進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時，按下功能鍵然后選擇加速還是減速，按下功能鍵確定。圖313 顯示電路 按鍵電路在調(diào)速裝置中，需要通過按鍵來進行簡單的控制，因此它是硬件電路中非常必要的。如果希望亮度大一些，電阻可減小，最小不要小于200歐姆，否則電流太大；如果希望亮度小一些，電阻可增大，增加到多少呢，主要看亮度情況，以亮度合適為準(zhǔn)，一般來說超過3K以上時，亮度就很弱了。如果你想讓它輸出高電平的話，必須要通過上拉電阻接VCC。本系統(tǒng)采用液晶LCD1602進行顯示，它微功耗、體積小、超薄輕巧、顯示內(nèi)容豐富；+5V電壓，對比度可調(diào) 、內(nèi)含復(fù)位電路并提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能。其硬件電路圖如圖312所示。電源是3V到6V,它能很方便的采用串行口的方式與單片機連接。檢測到的電壓通過7腳輸出。被檢測的電流通過引腳1和2,3和4輸入，在片內(nèi)通過霍爾IC感應(yīng)轉(zhuǎn)換為成比例的電壓。圖311 速度檢測電路 電流檢測電路電流檢測采用ACS712傳感器,它是一種線性的電流傳感器，內(nèi)部有低偏置的線性霍爾傳感器，能輸出與檢測的交流或直流電流成比例的電壓。然后再接到SN74HC14上對波形進行整形將整形后的信號接入一個RC低通濾波器，濾除高頻脈沖毛刺，提高測量精度，、進行轉(zhuǎn)速測量。電容類型選擇的時候，應(yīng)選擇那些高頻特性好的陶瓷電容，而且盡可能的靠近6N137光耦合器的VCC管腳。光電編碼器輸出的三路脈沖信號OUTZ、OUTA和OUTB，再分別通過三片光電耦合器使脈沖信號隔離輸出穩(wěn)定的5V電壓，在這里選用6N137光耦合器，它具有溫度、電流和電壓補償功能，高的輸入輸出隔離，能了TTL電平兼容。A、B兩相脈沖相位之差是90176。的兩路脈沖信號。光柵盤是在一定直徑的圓盤上等分開通若干長方形孔。若DIR1是1時，DIR2為0,則PWM1為0，PWM2是和PWM一致的轉(zhuǎn)速控制信號，這時A點的點位為1，光電隔離器U3截止,U4導(dǎo)通，B、F點的點位為0，又因為DIR2為0，則C點的點位為0，光電隔離器飽U1導(dǎo)通，U2截止，D點的點位為E2，使得U2受PWM2控制工作在開關(guān)狀態(tài)。在選則光電隔離器時，根據(jù)設(shè)計要求和每個光電隔離器的功能不同，在這里選用的2種光電隔離器，他們的型號是817C和PS9713。其中邏輯電路圖39所示。 圖37 波形整形及放大電路設(shè)計 功率放大和驅(qū)動模塊直流電動機驅(qū)動控制組成如圖38所示：由圖可以看出，電機驅(qū)動主要控制信號有電機轉(zhuǎn)向控制信號DIR，電機轉(zhuǎn)速信號PWM，E1為驅(qū)動邏輯電路部分提供電源，E2為電機驅(qū)動電源；M+，M為直流電機接口。同時為滿足實驗時對不同功率脈沖信號的要求，將第二級放大增益設(shè)計為可調(diào)的。波形整形芯片選擇MAX4624，它是先合后開的小電阻，低電壓的單刀雙擲的模擬開關(guān)，自身有過流保護裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)快速開閉，其最大時間均為50ns,電路開路時的電阻很低，當(dāng)供電電壓是5V時，開路電阻式1歐姆；當(dāng)供電電壓是3V時，開路電阻是2歐姆。單片機與DAC0832的接口電路如圖36所示。要得到滿足要求的波形，還d得經(jīng)過DAC0832的輸出口接運算放大器來實現(xiàn)?！　? （6） Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V～+15V。　　　 （4） IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化。 單 片 機 鍵 盤 D/A轉(zhuǎn)換整形部分 PWM波 輸出 放 大圖35 PWM波系統(tǒng)硬件框圖 單片機控制D/A芯片接口電路的設(shè)計D/A芯片選用由National Semiconductor公司生產(chǎn)的DAC0832，它是20引腳雙列直插式低功耗CMOS器件，其中： （1） D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時間應(yīng)大于90ns （2） ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效。圖34 單片機最小系統(tǒng)圖 PWM信號接口電路對于電機轉(zhuǎn)速的控制，通常是調(diào)節(jié)電壓來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的，我們用PWM辦法來控制，它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于測量，通信，功率控制與變換等許多領(lǐng)域，我們通過調(diào)節(jié)PWM波的占空比來控制加在電機兩端的電壓，從而實現(xiàn)了調(diào)速，為了滿足設(shè)計要求，要求改信號發(fā)生器能產(chǎn)生占空比可調(diào)，高精度，大功率的脈寬調(diào)制信號。 （5）XTAL2：反向振蕩器的輸出，與外部晶振相連。 （3）/EA/VPP：當(dāng)/EA是低電平時，在這段時間內(nèi)訪問外部程序存（0000HFFFFH）， 當(dāng)/EA是高電平時，這時訪問內(nèi)部存儲器。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平 時間。P3口同時也可作為一些特殊功能口， /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1)等。 圖33 電源電路 AT89C51主控芯片的最小系統(tǒng)本系統(tǒng)選用AT89C51型號單片機作為主控部件，AT89C51是一種具有4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，它有40個引腳，有四組輸入輸出接口，每組8個，分別是P0，P1，P2和P3口。穩(wěn)壓器LM7805輸出端輸出穩(wěn)定的+5V直流電壓，12V電源同理，只是把220V的交流電壓變?yōu)?6V，芯片選用LM7812。穩(wěn)壓器LM7805是由三個管腳的串聯(lián)型降壓式電源芯片，Vin是輸入端，Vout輸出端，兩個端口接去耦電容后接地。橋式整流電路由四個型號相同的二極管組成，VD1和VD3兩個二極管組成一對橋臂；VD2和VD4兩個兩個二極管組成一對橋臂。圖32 主電路圖 電源電路的設(shè)計電源電路是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它是輸出的電壓是否穩(wěn)定對整系統(tǒng)的穩(wěn)定運行起到至關(guān)重要的作用，因此很據(jù)需要設(shè)計了5V和12V的電源。本設(shè)計采用電容濾波的三橋式相不可控整流電路，電路圖如32所示。速度檢測模塊檢測直流電動機的速度，反饋到單片機的中，對直流電動機進行一個實時反饋控制；最后再由LCD1602液晶顯示把轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向顯示出來，便于操作控制。 （3） 按照小時間常數(shù)近似處理轉(zhuǎn)速時間常數(shù)，取 （216）2. 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇按照設(shè)計要求，選則PI調(diào)節(jié)器，它的傳遞函數(shù)式為： （217）3. 計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)按照跟隨性和抗擾性能都比較好的原則，先取h=5，所以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)為： （218） 則轉(zhuǎn)速環(huán)的開環(huán)增益 K （219）可得轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)為 （220）式中 電動勢常數(shù) 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) 4. 近似條件的校驗轉(zhuǎn)速截止頻率是： （221） （1）能把電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化的條件為: （222） （2）近似處理轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)的條件是： （223） 式（222）和式（223）均滿足近似條件。 3. 計算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)： =電流開環(huán)增益：要求時，取 所以 （210）于是電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)是： = （211）式中，為電流反饋系數(shù)其值為；晶閘管裝置放大系數(shù)Ks=36。 （28）2. 電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)的選擇根據(jù)任務(wù)要求，并保證穩(wěn)態(tài)電流無靜差，可按典型I型系統(tǒng)來設(shè)計電流調(diào)節(jié)器。（3）按照小時間常數(shù)近似計算，電流環(huán)的小時間常數(shù)之和。 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計1. 時間常數(shù)的確定（1）三相整流裝置的滯后時間常數(shù)，即平均時空時間 Ts=。 圖25 帶截止負(fù)反饋系統(tǒng)啟動電流波形TAV+++ACRASRn圖26 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 為了能夠?qū)崿F(xiàn)電流和轉(zhuǎn)速兩個負(fù)反饋都能起作用，在系統(tǒng)中分別設(shè)置了電流調(diào)節(jié)器和速度調(diào)節(jié)器，把他們串級相連，如圖26所示。 由圖25啟動電流的變化特性可知，在電機啟動時, 啟動電流很快加大到電機所允許過載能力值, 而且是恒定不變, 在這種條件下,轉(zhuǎn)速程線性增長，當(dāng)達(dá)到我們設(shè)定的值時，電動機的電流又迅速下降到能夠克服負(fù)載所需的電流值 ，于是這就要求晶閘管的電壓在一開始啟動的時候應(yīng)為，由于轉(zhuǎn)速電機轉(zhuǎn)速n上升， 也上升, 達(dá)到穩(wěn)轉(zhuǎn)速時,.這種情況就要求電動機在啟動過程中把電流作為被調(diào)節(jié)量，并保持在電動機電流允許的最大值，這就需要設(shè)計一個電流調(diào)節(jié)