基于步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)平衡系統(tǒng)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧資料
2025-07-10 12:42本頁(yè)面
【正文】 /使用。 CH0 模擬輸入 通道 0，或作為 IN+/使用。 CS_ 片選使能，低電平芯片使能。C to +85176。C to +70176。 8P、 14P— DIP（雙列直插） 、 PICC 多種封裝； 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32μS； 輸入輸出電平與 TTL/CMOS相兼容； 8位分辨率； 學(xué)習(xí)并使用 ADC0832 可以使我們了解 A/D 轉(zhuǎn)換器的原理，有助于我們單片機(jī)技術(shù)水平的提高。 （四） ADC8032 資料 ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。由于本芯片的工作電流比較大，發(fā)熱量也比較大，所以在本芯片的散熱片上又連接了一塊鋁合金，以增大它的散熱面積。在可設(shè)計(jì)中就將它們大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 直接接地 。下表是其使能、輸入引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系： EN A（ B） IN1（ IN3） IN2（ IN4） 電機(jī)運(yùn)行情況 H H L 正轉(zhuǎn) H L H 反轉(zhuǎn) H 同 IN2（ IN4） 同 IN1（ IN3） 快速停止 L X X 停止 控制使能引腳 ENA 或者 ENB 就可以實(shí)現(xiàn) PWM 脈寬速度調(diào)整。引腳 6 和 11 腳為電動(dòng)機(jī)的使能接線腳。 它的引腳 2， 3， 13， 14 為 L298N 芯片輸入到電動(dòng)機(jī)的輸出端，其中引腳 2 和 3 能控制兩相電機(jī)，對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，即可控制一個(gè)電動(dòng)機(jī)。引腳 4 為SUPPLY VOLTAGE Vs，即驅(qū) 動(dòng)部分輸入電壓。其引腳排列如上圖中所示 。 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 （二） L298N 引腳圖 L298 是 SGS(通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司 )公司的產(chǎn)品，比較常見(jiàn)的是 15 腳Multiwatt 封裝的 L298N，內(nèi)部包含 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。 每個(gè)斬波器的觸發(fā)器由振蕩器的 脈沖調(diào)節(jié)，當(dāng)負(fù)載電流提高時(shí)檢測(cè)電阻上的電壓相對(duì)提高，當(dāng)電壓達(dá)到Uref 時(shí) (Uref 是根據(jù)峰值負(fù)載電流而定的 )，將觸發(fā)器重置，切斷輸出，直至第二個(gè)振蕩脈沖到來(lái)、此線路的輸出 (即觸發(fā)器 Q 輸出 )是一恒定速率的 PWM 信號(hào)， L297的CONTROL 端的輸入決定斬波器對(duì)相位線 A， B， C， D 或抑制線 INH1和 INH2起作用。由變換器產(chǎn)生 4個(gè)輸出信號(hào)送給后面的輸出邏輯部分，輸出邏輯提供禁止和斬波器功能所需的相序。 在 L297的內(nèi)部，變換器是一個(gè)重要組成部分。該集成電路采用了 SGS 公司的模擬 /數(shù)字兼容的 I2L 技術(shù)，使用 5V 的大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 電源電壓，全部信號(hào)的連接都與 TFL/CMOS 或集電極開(kāi)路的晶體管兼容。 六、其他元器件簡(jiǎn)介 （一） L297 的工作原理介紹 L297是意大利 SGS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)專用控制器，它能產(chǎn)生 4相控制信號(hào)，可用于計(jì)算機(jī)控制的兩相雙極和四相單相步進(jìn)電機(jī)，能夠用單四拍、雙四拍、四相八 拍方式控制步進(jìn)電機(jī)。 在此設(shè)計(jì)圖中使用直通接法，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程如下： MAX232 的 10 腳 T1IN 接單片機(jī)的 TXD 端 ,TTL 電平從 單片機(jī)的 TXD 端發(fā)出，經(jīng)過(guò) MAX232 轉(zhuǎn)換成 RS232 電平后從 MAX232 的 7 腳 T2out 發(fā)出，在連接到串口座的第 2 腳，再通過(guò)平行串口線連接到PC 機(jī)的串口座的第 2 腳 RXD 端，直至計(jì)算機(jī)接收到數(shù)據(jù)。 MAX232 的電容C301, C302， C303， C304,及 V+， V是電源變換電路部分。 MAX 芯片內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變壓器，可以把輸入的 +5V 電源電壓變換成為 RS232 輸出電平所需的 +12V 電壓。 單片機(jī) :一片 AT89S51/52 或其他 51 系列兼容單片機(jī)特別注意 :對(duì)于 31 腳 (EA/Vpp),當(dāng)接高電平時(shí) ,單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部 ROM 的 0000H 開(kāi)始執(zhí)行 。 晶振電路給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，這里選擇的晶振頻率為 ，外接兩個(gè)諧振電容。 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 說(shuō)明 復(fù)位電路 :此處用 RC 諧振電路構(gòu)成上電復(fù)位電路。擺桿的一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸固定在一支架上，另一端固定安裝一臺(tái)電機(jī)，平板固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上；當(dāng)擺桿擺動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以控制平板轉(zhuǎn)動(dòng)。在第二、三個(gè)脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸入兩位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。此時(shí)芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘（ CLK）輸入端輸入時(shí)鐘脈沖 ， DO/DI 端則使用DI 端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng) ADC0832 未工作時(shí)其CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用， CLK 和 DO/DI 的電平可任意。 三、 AD 轉(zhuǎn)換系統(tǒng) ADC0832 與單片機(jī)的接口電路： 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 正常情況下 ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為 4 條數(shù)據(jù)線，分別是 CS、 CLK、 DO、DI。利用單片機(jī)的并行 I/O 口的部分引腳（ ~）連接驅(qū)動(dòng)芯片，各個(gè)端口直接與驅(qū)動(dòng)芯片 L297 直接相連， L297 與 L298N 共用一個(gè) +5V 的電源，輸出 +36V 的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓； L298N 的 1 14 四個(gè)輸出引腳直接與四相四拍的步進(jìn)電機(jī)相連。 L298芯片 是一種高壓、大電流雙 H 橋式驅(qū)動(dòng)器。 L297的特性是只需要時(shí)鐘、方向和模式輸入信號(hào)。 L297與L298配合使用控制雙極步進(jìn)電機(jī)工作電流可達(dá) ；如與 L293E 配套使用，步進(jìn)電機(jī)繞組電流。 經(jīng)比較，我們選擇方案二，用兩組 9V 電池組串聯(lián)給步進(jìn)電機(jī)供電，其中一組經(jīng)LM6210 轉(zhuǎn)換后給控制器、傳感器等模塊使用。 五、電源模塊 方案一 ：鉛酸電池供電，優(yōu)點(diǎn)電流大，缺點(diǎn)重量太沉。將脈寬變化值線性到要求的時(shí)間內(nèi)，一點(diǎn)一點(diǎn)的增加脈寬值，就可以控制舵機(jī)的速度。所以金屬微型舵機(jī)完全能夠滿足題目要求。傾斜度在 20176。通過(guò)編程就可以讓舵機(jī)從 90 度變化到 +90 度。 方案三 ：選用金屬齒輪微型舵機(jī)調(diào)整桌面的傾斜 舵機(jī)具有以下一些特點(diǎn)： 1) 體積緊湊，便于安裝； 2) 輸出力矩大，穩(wěn)定性好； 3) 控制簡(jiǎn)單，便于和數(shù)字系統(tǒng)接口，用單片機(jī)來(lái)控制。 方案二： 選用偏心輪 帶動(dòng)桌面從而來(lái)調(diào)整傾斜角度當(dāng)單片機(jī)把桌面傾斜的信息傳給大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 偏心輪，偏心輪帶動(dòng)桌面做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以此來(lái)調(diào)整角度。步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般還應(yīng)采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。、 176。 在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，考慮到接口、安裝方便等因素 ,我們選擇了方案三。（標(biāo)準(zhǔn)）可選 】。C，絕緣電壓 750V，電氣角度 90176。%高精度需說(shuō)明），額定功率 2W（ 70176。% （ 177。最高工作電壓 30V 方案二 ：采用北京中西泰技術(shù)服務(wù)有限公司所產(chǎn) GC03WDS36A90d 。額定功率 2W（ 70176。% ， 177。我們歸類了以下幾個(gè)方案： 方案一 ：采用 北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司生產(chǎn)的 GC03SP20xx，機(jī)械角度： 360176。ST6 器件采用 16 引腳到 28 引腳封裝，內(nèi)部集成了 1 到 4KB 的 OTP（一次性可編程）或 ROM 存儲(chǔ)器。 52 單片 機(jī)價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛，但是功能單一，如果系統(tǒng)需要增加語(yǔ)音播
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