畢業(yè)設(shè)計(jì)電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)abqs

1、電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1目錄目錄摘要摘要.21、引言引言.22、系統(tǒng)要求系統(tǒng)要求.33、總體規(guī)劃總體規(guī)劃.44、電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì).55、主要器件性能及原理主要器件性能及原理.125、1 mcs-51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) .125、2 a/d 轉(zhuǎn)換芯片.165、3 永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī).185、4 三端式穩(wěn)壓器 78l05.215、5 集成轉(zhuǎn)速傳感器 kmi15-1.255、6 譯碼器.296、程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì).316、1 程序框圖.316、2 部分子程序.327、結(jié)束語(yǔ)、結(jié)束語(yǔ).358、致謝、致謝.35參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).36江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2摘要摘要單片機(jī)控制的永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)適用于

2、電動(dòng)自行車等小功率的工作情況。并能將多余的電能回潰。該系統(tǒng)具有調(diào)速性能好、功率因數(shù)高、節(jié)能、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。本文從系統(tǒng)要求分析入手，將整個(gè)系統(tǒng)分成四個(gè)部分，分析和討論了各個(gè)部分的電路原理、控制策略、實(shí)現(xiàn)方法。詳細(xì)討論了系統(tǒng)的各種工況及信號(hào)的傳遞情況，并得到了系統(tǒng)各個(gè)部分在不同工況的工作狀態(tài)。系統(tǒng)各部分的控制電路基于 intel 公司的控制芯片 8051 單片機(jī)。根據(jù)永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的特性實(shí)施脈寬 pwm 控制，并通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速通過(guò)八段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示轉(zhuǎn)速，通過(guò)軟硬件的配合，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、脈寬調(diào)速系統(tǒng) pwm、永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)、八段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示

3、、轉(zhuǎn)速傳感器a abstractbstract the of the single a machine control has no to brush the direct current motive adjusts soon the system is applicable to the work circumstance that electricity move small power in etc. in bicycle. combining can return the superfluous electric power this system possesses the adv

4、antage of good experimental characteristic, high power factor ,energy-saving ,small volume、etc. this paper debates the circuit principle, control method and realization method of into four parts. at the same time, the work condition of every part and the energy transmission direction are discussed .

5、the control circuits of the system are based on intel company 2051 the single a machine .the system by cooperating the hardware and software harmoniously, according to the feature of the experimental motor.keykey wordswords: the single a machine, vein breadth adjusts soon the system pwm, eight figur

6、eses tube development manifestation and turn to spreads to feel soon machine。電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)31 1 引言引言人類與環(huán)境共存和全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展使人們迫切希望尋求到一種既能代替人力又低排放和有效利用資源的交通工具，電動(dòng)車是一種安全、經(jīng)濟(jì)、清潔的綠色交通工具，不僅在能源、環(huán)境方面有其獨(dú)特的優(yōu)越性和競(jìng)爭(zhēng)力，因此使用電動(dòng)車無(wú)疑是一種很有希望的方案。 現(xiàn)代電動(dòng)車是融合了電力、電子、機(jī)械控制、材料科學(xué)以及化工技術(shù)等多種高新技術(shù)的綜合產(chǎn)品。整體的運(yùn)行性能、經(jīng)濟(jì)性等首先取決于電池系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系

7、統(tǒng)一般由 4 個(gè)主要部分組成，即控制器、功率變換器、電動(dòng)機(jī)及傳感器。目前電動(dòng)車中使用的電動(dòng)機(jī)一般有直流電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)以及永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)等。2 2 系統(tǒng)要求系統(tǒng)要求2.2. 1 1 電動(dòng)車對(duì)電動(dòng)機(jī)的基本要求 電動(dòng)車的運(yùn)行，與一般的工業(yè)應(yīng)用不同，非常復(fù)雜。因此，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求是很高的。 2.1.1 電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有瞬時(shí)功率大，過(guò)載能力強(qiáng)、過(guò)載系數(shù)應(yīng)為(34)，加速性能好，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。 2.1.2電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有寬廣的調(diào)速范圍，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運(yùn)行時(shí)具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足起動(dòng)和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時(shí)具有高的速度，以滿足車在平坦

8、的路面能夠高速行駛的要求。 2.1.3電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)能夠在車減速時(shí)實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，將能量回收并反饋回蓄電池，使得電汽車具有最佳能量的利用率，這在內(nèi)燃機(jī)的摩托車上是不能實(shí)現(xiàn)的。 2.1.4電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)，具有高的效率，以提高 1 次充電的續(xù)駛里程。 另外還要求電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適應(yīng)大批量生產(chǎn)，運(yùn)行時(shí)噪聲低，使用維修方便，價(jià)格便宜等。 2.2 鑒于電動(dòng)車對(duì)電動(dòng)機(jī)的基本要求采用永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) 。 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文42.2.1 永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的基本性能 。 永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是一種高性能的電動(dòng)機(jī)。它的最大特點(diǎn)就是具有直流電動(dòng)機(jī)的

9、外特性而沒(méi)有刷組成的機(jī)械接觸結(jié)構(gòu)。加之，它采用永磁體轉(zhuǎn)子，沒(méi)有勵(lì)磁損耗：發(fā)熱的電樞繞組又裝在外面的定子上，散熱容易，因此，永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)沒(méi)有換向火花，沒(méi)有無(wú)線電干擾，壽命長(zhǎng)，運(yùn)行可靠，維修簡(jiǎn)便。此外，它的轉(zhuǎn)速不受機(jī)械換向的限制，如果采用空氣軸承或磁懸浮軸承，可以在每分鐘高達(dá)幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)運(yùn)行。永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)機(jī)系統(tǒng)相比具有更高的能量密度和更高的效率，在電動(dòng)車中有著很好的應(yīng)用前景。 2.2.2 永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng) 。 典型的永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是一種準(zhǔn)解耦矢量控制系統(tǒng)，由于永磁體只能產(chǎn)生固定幅值磁場(chǎng)，因而永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)非常適合于運(yùn)行在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，一般采用電流滯環(huán)控制或電流反饋型s

10、pwm 法來(lái)完成。為進(jìn)一步擴(kuò)充轉(zhuǎn)速，永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)也可以采用弱磁控制。弱磁控制的實(shí)質(zhì)是使相電流相位角超前，提供直軸去磁磁勢(shì)來(lái)削弱定子繞組中的磁鏈。 2.2.3 永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的不足 。 永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)受到永磁材料工藝的影響和限制，使得永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的功率范圍較小，最大功率僅幾十千瓦。永磁材料在受到振動(dòng)、高溫和過(guò)載電流作用時(shí)，其導(dǎo)磁性能可能會(huì)下降或發(fā)生退磁現(xiàn)象，將降低永磁電動(dòng)機(jī)的性能，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞電動(dòng)機(jī)，在使用中必須嚴(yán)格控制，使其不發(fā)生過(guò)載。永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在恒功率模式下，操縱復(fù)雜，需要一套復(fù)雜的控制系統(tǒng)，從而使得永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)造價(jià)很高。3 3 總體規(guī)劃總體規(guī)劃

11、對(duì)于電動(dòng)自行車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要有三個(gè)方面：一、控制電路的設(shè)計(jì)；二、傳感器選擇以及安放設(shè)計(jì)；三、顯示電路的設(shè)計(jì)；四、程序設(shè)計(jì)。從總的方面來(lái)考慮，傳感器的使用應(yīng)該盡量減少單片機(jī)的信號(hào)處理量，但是又必須能使車行駛自如。控制電路要根據(jù)選用的電機(jī)和傳感器來(lái)設(shè)計(jì)，主要考慮穩(wěn)定性，抗干擾性。控制核心采用 51 單片機(jī)，控制系統(tǒng)與電路用光耦完全隔離以避免干擾?？刂粕喜捎梅謺r(shí)復(fù)用技術(shù)，僅用一塊單片機(jī)就實(shí)現(xiàn)了信號(hào)采集，電機(jī)控制和轉(zhuǎn)速顯示。如圖 3-1 所示電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5 圖圖 3-14 4 電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)控制電路主要有電源電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)接口電路、顯示電路四個(gè)部分?？紤]到電機(jī)的起動(dòng)電流和制

12、動(dòng)時(shí)比較大，會(huì)造成電源電壓不穩(wěn)定容易對(duì)單片機(jī)和傳感器的工作產(chǎn)生干擾，所以，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和單片機(jī)以及傳感器電路用光耦隔離。傳感器的電源直接使用 24v 蓄電池，單片機(jī)的電源則通過(guò)三端穩(wěn)壓器 78l05 將 24v 電源轉(zhuǎn)換到 5v。 4 41 1 電源電路電源電路vin3gnd2+5v178l05c10.33fc20.33fc310f24v5v 圖 4-1-124v 直流電源經(jīng)三端穩(wěn)牙器 74l05 輸出即為單片機(jī)所要求的+5v 電源。電路中接入電容 c1、c2是用來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償?shù)?，可防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩并抑制電路引入的高頻干擾。大容量的 c3是電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入

13、的低頻干擾。d 是保護(hù)二極管，當(dāng)輸入端意外短路時(shí)，給輸出電容器 c3一個(gè)放電通路，防止 c3兩端電壓作用于調(diào)整管的 be 結(jié)，造成調(diào)整管直流電動(dòng)機(jī)單片機(jī)顯示部分轉(zhuǎn)速傳感器控制電路驅(qū)動(dòng)江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文6be 結(jié)擊穿而損壞。4 42 2 顯示電路顯示電路顯示部分采用單片機(jī)串口通訊，以節(jié)省單片機(jī)的端口，單片機(jī)通過(guò)中斷的方式為顯示服務(wù)。直流電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為 190 轉(zhuǎn)每分大約需要三位數(shù)碼顯示。驅(qū)動(dòng)器采用 74ls164 串接 510 歐的限流電阻。4 43 3 控制電路控制電路in-026msb2-1212-220in-1272-3192-418in-2282-582-615in-312-714

14、lsb2-817in-42eoc7in-53add-a25in-64add-b24add-c23in-75ale22ref(-)16enable9start6ref(+)12clock10adc080910k12mhzea/vp31x119x218reset9rd17wr16int012int113t014t115p101p112p123p134p145p156p167p178p0039p0138p0237p0336p0435p0534p0633p0732p2021p2122p2223p2324p2425p2526p2627p2728psen29ale/p30txd11rxd108051c13

15、0pfc130pf+51231a74als024561b74ls0289101c74ls02電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7打開(kāi)系統(tǒng)電源后由電位器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，in0-in6 線上那一路模擬電壓被轉(zhuǎn)換成數(shù)字量由 adda-addc 線上的地址決定。addc0809 內(nèi)部“地址鎖存與譯碼”電路便能把 in0線上模擬電壓送入 8 位 a/d 轉(zhuǎn)換器此時(shí)，若單片機(jī)使 star 線處于高電平，則 adc0809便開(kāi)始 a/d 轉(zhuǎn)換，一旦 a/d 轉(zhuǎn)換完成，adc0809 一方面把 a/d 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量送入它的三態(tài)輸出緩沖器另一方面又使 eoc 線變?yōu)楦唠娖较騿纹瑱C(jī)提出中斷請(qǐng)求。單片機(jī)檢測(cè)和響應(yīng)該中斷請(qǐng)求

16、后就通過(guò)使 rd 非變?yōu)榈碗娖蕉?oe 線變高，以便可以從 2-1-2-8引線上取走a/d 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。單片機(jī)根據(jù) a/d 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量輸出相應(yīng)的巨型脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)經(jīng) 74ls245 放大后經(jīng)光電藕荷控制繼電器。4 44 4 驅(qū)動(dòng)電路及原理驅(qū)動(dòng)電路及原理 下面主要對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行一下介紹：電動(dòng)自行車使用 24v 直流電機(jī)， 對(duì)于這種小功率直流電機(jī)的調(diào)速方法一般有兩種。一種線性型：使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。線性型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，成本低，加速能力強(qiáng)，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電阻 r 的電流大，發(fā)熱厲害，損耗大。另一種脈寬調(diào)制型：脈寬調(diào)速（

17、pulse wide modulationpwm）較常用的一種調(diào)速方式，這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過(guò)載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可以實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的等優(yōu)點(diǎn)。因此決定采用 pwm 方式控制直流電機(jī)。永磁式直流電機(jī)脈寬調(diào)速原理 永磁式直流電動(dòng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速由電樞電壓 ud決定，電樞電 ud越高電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，電樞電壓 ud降為 0v，電機(jī)就停轉(zhuǎn)。直流電機(jī)的具體調(diào)速過(guò)程是：先讓它啟動(dòng)一段時(shí)間，然后切斷電源，電動(dòng)機(jī)因慣性而降速轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)速降到一定限度時(shí)使電動(dòng)機(jī)再次接通電動(dòng)機(jī)因此而再次加速。不斷的給電樞兩端送入脈動(dòng)電壓源（即脈動(dòng)信號(hào)） 就可以使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制

18、在指定的范圍內(nèi)。如圖 4-4-1 所示：江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文8脈沖信號(hào)：tt轉(zhuǎn)速：vmaxvdvmin 圖 4-4-1 vmax為電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速值。vmin為電動(dòng)機(jī)的最小轉(zhuǎn)速值。vd為二者的平均值。vd=d * vmax 式中 d=t/t 稱為占空比 d 越大 vd就越大反之亦然。平均轉(zhuǎn)速和電樞上的脈沖占空比 d 之間的關(guān)系如 4-4-2 圖：vd（平均速度）00.51 d（占空比）圖 4-4-2電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9由圖可知，平均轉(zhuǎn)速與占空比并非完全的線性關(guān)系，但可以近似的看成是線性關(guān)系。因此電動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速 vd 就可以有占空比 d 加以控制。pwm 調(diào)速分為雙向式和單向式兩種一種雙

19、向式在一個(gè)脈沖周期內(nèi)(t=tatb)，t1 和 t3 導(dǎo)通的時(shí)間為 ta，t2 和 t4 導(dǎo)通的時(shí)間為 tb，這樣在 ta 這段時(shí)間內(nèi)，電機(jī)通過(guò)的是正向電流，在 tb 這段時(shí)間內(nèi)為反相電流。當(dāng) ta=tb 時(shí)電機(jī)停轉(zhuǎn)，tatb 時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)， ta tb 則電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。通過(guò)改變 ta 、tb 的占空比即可改變轉(zhuǎn)速。5 5 主要器件性能及原理主要器件性能及原理5 51 1 mcs-51mcs-51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)11 8051 是 mcs-51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(rom)

20、、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(ram)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說(shuō)明：5.1.1 中央處理器 中央處理器(cpu)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，cpu 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。5.1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(ram) 8051 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的的 ram 只有12

21、8 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。5.1.3 程序存儲(chǔ)器(rom) 8051 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 rom，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。5.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器(rom) 8051 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。5.1.5 并行輸入輸出(i/o)口 8051 共有 4 組 8 位 i/o 口(p0、 p1、p2 或 p3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。5.1.6 全雙工串行口 8051 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 5.1

22、.7 中斷系統(tǒng) 8051 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文12擇。 5.1.8 時(shí)鐘電路 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12mhz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 8051 單片機(jī)需外置振蕩電容。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)的形式，即哈佛(harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(princeton)結(jié)構(gòu)。intel 的 mcs-51 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16

23、 位的 mcs-96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。 下圖是 mcs-51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。5.1.9mcs-51 的引腳說(shuō)明 mcs-51 系列單片機(jī)中的 8031、8051 及 8751 均采用 40pin 封裝的雙列直接 dip 結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40 個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4 組 8 位共 32 個(gè) i/o 口，中斷口線與 p3 口線復(fù)用。現(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明：電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)13 pin40:正電源腳，正常工作或?qū)ζ瑑?nèi) eprom 燒寫程序時(shí)，接+5v 電源。 pin19:時(shí)鐘 xtal1 腳，片內(nèi)振蕩電路的

24、輸入端。 pin18:時(shí)鐘 xtal2 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸出端。 8051 的時(shí)鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需在 18 和 19 腳外接石英晶體(2-12mhz)和振蕩電容，振蕩電容的值一般取 10p-30p。另外一種是外部時(shí)鐘方式，即將 xtal1 接地，外部時(shí)鐘信號(hào)從 xtal2 腳輸入。mcs-51 系列單片機(jī)中的 8031、8051 及 8751 均采用 40pin 封裝的雙列直接 dip結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40 個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4 組 8 位共 32 個(gè) i/o 口，中斷口線與 p3 口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以

25、說(shuō)明： pin20:接地腳。 pin40:正電源腳，正常工作或?qū)ζ瑑?nèi) eprom 燒寫程序時(shí)，接+5v 電源。 pin19:時(shí)鐘 xtal1 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。 pin18:時(shí)鐘 xtal2 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸出端。江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文14 8051 的時(shí)鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需在 18 和 19 腳外接石英晶體(2-12mhz)和振蕩電容，振蕩電容的值一般取 10p-30p。另外一種是外部時(shí)鐘方式，即將 xtal1 接地，外部時(shí)鐘信號(hào)從 xtal2 腳輸入。輸入輸出(i/o)引腳： pin39-pin32 為 p0.0-p0.7 輸入輸出腳，pin1-pin1 為

26、 p1.0-p1.7 輸入輸出腳，pin21-pin28 為 p2.0-p2.7 輸入輸出腳，pin10-pin17 為 p3.0-p3.7 輸入輸出腳，這些輸入輸出腳的功能說(shuō)明將在以下內(nèi)容闡述。pin9:reset/vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng) 8051 通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在reset 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器 pc 指向 0000h，p0-p3 輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫入 07h，其它專用寄存器被清“0”。reset 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000h地址開(kāi)始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變 ram（包括工作寄存器 r0

27、-r7）的狀態(tài)，8051 的初始態(tài)如下表：特殊功能寄存器初始態(tài)特殊功能寄存器初始態(tài)acc00hb00h電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)15psw00hsp07hdph00hth000h8051 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)下圖。此外，reset/vpd還是一復(fù)用腳，vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 ram 的數(shù)據(jù)不丟失。5.5. 2 2 a/da/d 轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換芯片adc0809 芯片是最常用的 8 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。 它的模數(shù)轉(zhuǎn)換原理采用逐次逼進(jìn)型，芯片由單個(gè)5v 電源供電，可以分時(shí)對(duì) 8 路輸入模擬量進(jìn)行 ad 轉(zhuǎn)換，典型的 ad 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100 微妙左右。

28、在同類型產(chǎn)品中，adc0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率、轉(zhuǎn)換速度和價(jià)位都屬于居中位置。內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，如圖 5-2-1 所示。圖 5-2-1 adc0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳功能說(shuō)明：d7d0：8 位數(shù)字量輸出，ad 轉(zhuǎn)換結(jié)果。江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文16in0in7：8 路模擬電量輸入，可以是：05v 或者5v5v 或者10v+10v。+vref：正極性參考電源。vref：負(fù)極性參考電源。start：?jiǎn)?dòng) ad 轉(zhuǎn)換控制輸入，高電平有效。clk：外部輸入的工作時(shí)鐘，典型頻率為 500khz。ale：地址鎖存控制輸入，高電平開(kāi)啟接收 3 位地址碼，低電平鎖存地址。cba：3 位地址輸入，其 8 個(gè)地址值分別

29、選中 8 路輸入模擬量 in0in7 之一進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。c 是高位地址，a 是最低位地址。oe：數(shù)字量輸出使能控制，輸入高有效，輸出 ad 轉(zhuǎn)換結(jié)果 d7d0。eoc：模數(shù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出。當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換未完成時(shí)，eoc 輸出低電平；當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換完成時(shí)，eoc 輸出高電平。eoc 輸出信號(hào)可以作為中斷請(qǐng)求或者查詢控制。vcc：芯片工作電源5v。gnd：芯片接地端。5 53 3 永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) 5.3.1 稀土永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱星形接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)

30、子上粘有已充磁的電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)17永磁體，為了檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的極性，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號(hào)，用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等等。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的原理簡(jiǎn)圖如圖 5-3-1 所示：主電路是一個(gè)典型的電壓型交-直-交電路，逆變器提供等幅等頻 5-26khz 調(diào)制波的對(duì)稱交變矩形波。永磁體 n-s 交替交換，使位置傳感器產(chǎn)生相位差 120的 u、v、w 方波，結(jié)合正/反轉(zhuǎn)

31、信號(hào)產(chǎn)生有效的六狀態(tài)編碼信號(hào)：101、100、110、010、011、001，通過(guò)邏輯組件處理產(chǎn)生 t1-t4 導(dǎo)通、t1-t6 導(dǎo)通、t3-t6 導(dǎo)通、t3-t2 導(dǎo)通、t5-t2導(dǎo)通、t5-t4 導(dǎo)通，也就是說(shuō)將直流母線電壓依次加在 a+b-、a+c-、b+c-、b+a-、c+a-、c+b-上，這樣轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì) n-s 極，t1-t6 功率管即按固定組合成六種狀態(tài)的依次導(dǎo)通。每種狀態(tài)下，僅有兩相繞組通電，依次改變一種狀態(tài)，定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)軸線在空間轉(zhuǎn)動(dòng) 60電角度，轉(zhuǎn)子跟隨定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文18動(dòng)相當(dāng)于 60電角度空間位置，轉(zhuǎn)子在新位置上，使位置傳感器 u、v、w 按約定產(chǎn)

32、生一組新編碼，新的編碼又改變了功率管的導(dǎo)通組合，使定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)軸再前進(jìn) 60電角度，如此循環(huán)，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)負(fù)載作連續(xù)旋轉(zhuǎn)。正因?yàn)闊o(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的換向是自身產(chǎn)生的，而不是由逆變器強(qiáng)制換向的，所以也稱作自控式同步電動(dòng)機(jī)。 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的位置傳感器編碼使通電的兩相繞組合成磁場(chǎng)軸線位置超前轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)軸線位置，所以不論轉(zhuǎn)子的起始位置處在何處，電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)瞬間就會(huì)產(chǎn)生足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此轉(zhuǎn)子上不需另設(shè)啟動(dòng)繞組。由于定子磁場(chǎng)軸線可視作同轉(zhuǎn)子軸線垂直，在鐵芯不飽和的情況下，產(chǎn)生的平均電磁轉(zhuǎn)矩與繞組電流成正比，這正是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電流-轉(zhuǎn)矩特性。5 54 4 三端式穩(wěn)壓器三端式穩(wěn)

33、壓器 78l0578l05 三端式穩(wěn)壓器三端式穩(wěn)壓器 78l0578l05 的工作原理的工作原理電路如圖 5-4-1 所示，三端式穩(wěn)壓器由啟動(dòng)電路、基準(zhǔn)電壓電路、取樣比較放大電路、調(diào)整電路和保護(hù)電路等部分組成。下面對(duì)各部分電路作簡(jiǎn)單介紹電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)195.4.1 啟動(dòng)電路 在集成穩(wěn)壓器中，常常采用許多恒流源，當(dāng)輸入電壓 v1接通后，這些恒流源難以自行導(dǎo)通，以致輸出電壓較難建立。因此，必須用啟動(dòng)電路給恒流源的 bjt t4、t5提供基極電流。啟動(dòng)電路由 t1、t2、dz1組成。當(dāng)輸入電壓 v1高于穩(wěn)壓管 dz1的穩(wěn)定電壓時(shí)，有電流通過(guò) t1、t2，使 t3基極電位上升而導(dǎo)通，同時(shí)恒流

34、源 t4、t5也工作。t4的集電極電流通過(guò) dz2以建立起正常工作電壓，當(dāng) dz2達(dá)到和 dz1相等的穩(wěn)壓值，整個(gè)電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)，電路啟動(dòng)完畢。與此同時(shí)，t2因發(fā)射結(jié)電壓為零而截止，切斷了啟動(dòng)電路與放大電路的聯(lián)系，從而保證 t2左邊出現(xiàn)的紋波與噪聲不致影響基準(zhǔn)電壓源。5.4.2 基準(zhǔn)電壓電路 基準(zhǔn)電壓電路由 t4、dz2、t3、r1、r3及 d1、d2組成，電路中的基準(zhǔn)電壓為 式中 vz2為 dz2的穩(wěn)定電壓，vbe為 t3、d1、d2發(fā)射結(jié)（d1、d2為由發(fā)射結(jié)構(gòu)成的二極管）的正向電壓值。在電路設(shè)計(jì)和工藝上使具有正溫度系數(shù)的r1、r2、dz2與具有負(fù)溫度系數(shù)的 t3、d1、d2發(fā)射結(jié)互

35、相補(bǔ)償，可使基準(zhǔn)電壓vref基本上不隨溫度變化。同時(shí)，對(duì)穩(wěn)壓管 dz2采用恒流源供電，從而保證基準(zhǔn)電壓不受輸入電壓波動(dòng)的影響。5.4.3 取樣比較放大電路和調(diào)整電路。 這部分電路由 t4t11組成，其中t10、t11組成復(fù)合調(diào)整管；r12、r13組成取樣電路；t7、t8和 t6組成帶恒流源的差分式放大電路；t4、t5組成的電流源作為它的有源負(fù)載。t9、r9的作用說(shuō)明如下：如果沒(méi)有 t9、r9，恒流源管 t5的電流 ic5=ic8+ib10，當(dāng)調(diào)整管滿載時(shí)ib10最大，而 ic8最?。欢?dāng)負(fù)載開(kāi)路時(shí) io=0，ib10也趨于零，這時(shí) ic5幾乎全部流入 t8，使得 ic8的變化范圍大，這對(duì)比較放

36、大電路來(lái)說(shuō)是不允許的，為此接入由 t9、r9級(jí)成的緩沖電路。當(dāng) io減小時(shí)，ib10減小，ic8增大，待 ic8增大到 0.6v 時(shí)，則 t9導(dǎo)通起分流作用。這樣就減輕了 t8的過(guò)多負(fù)擔(dān)使 ic8的變化范圍縮小。 5.4.4 減流式保護(hù)電路 減流式保護(hù)電路由 t12、r11、r15、r14和 dz3、dz4組成，r11為檢流電阻。保護(hù)的目的主要是使調(diào)整管（主要是 t11）能在安全區(qū)以內(nèi)工作，特別要注意使它的功耗不超過(guò)額定值 pcm。首先考慮一種簡(jiǎn)單的情況。江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文20假設(shè)圖 1 中的 dz3、dz4和 r14不存在，r15兩端短路。這時(shí)，如果穩(wěn)壓電路工作正常，即 pcpcm并且輸出

37、電流 io在額定值以內(nèi)，流過(guò) r11的電流使 =ior110.6v 時(shí)，使 t12管導(dǎo)通。由于它的分流作用，減小了 t10的基極電流，從而限制了輸出電流。這種簡(jiǎn)單限流保護(hù)電路的不足之處是只能將輸出電流限制在額定值以內(nèi)。由于調(diào)整管的耗散功率 pcm=icvce，只有既考慮通過(guò)它的電流和它的管壓降 vce值，又使pc（vz3+ vz4），則dz3、dz4擊穿，導(dǎo)致 t12管發(fā)射結(jié)承受正向電壓而導(dǎo)通。vbe12的值為經(jīng)整理后得顯然，（vi vo）越大，即調(diào)整管的 vce值越大，則 io越小，從而使調(diào)整管的功耗限制在允許范圍內(nèi)。由于 io的減小，故上述保護(hù)稱為減流式保護(hù)。5.4.5 過(guò)熱保護(hù)電路 過(guò)熱

38、保護(hù)電路電路由 dz2、t3、t14和 t13組成。在常溫時(shí)，r3上的壓降僅為 0.4v 左右，t14、t13是截止的，對(duì)電路工作沒(méi)有影響。當(dāng)某種原因（過(guò)載或環(huán)境溫升）使芯片溫度上升到某一極限值時(shí)，r3上的壓降隨 dz2的工作電壓升高而升高，而 t14的發(fā)射結(jié)電壓 vbe14下降，導(dǎo)致 t14導(dǎo)通，t13也隨之導(dǎo)通。調(diào)整管 t10的基極電流 ib10被 t13分流，輸出電流 io下降，從而達(dá)到過(guò)熱保護(hù)的目的。電路中 r10的作用是給 t10管的 iceo10和 t11管的 icbo11一條分流通路，以改善溫度穩(wěn)定性。值得指出的是：當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，上述幾種保護(hù)電路是互相關(guān)聯(lián)的。電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的

39、設(shè)計(jì)21圖 5-4-2 三端穩(wěn)壓器的典型接法圖 5-4-2 是應(yīng)用 78l05 輸出固定電壓 vo的典型電路圖。正常工作時(shí)，輸入、輸出電壓差應(yīng)大于 23v。電路中接入電容 c1、c2是用來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償?shù)?，可防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩并抑制電路引入的高頻干擾。c3是電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。d 是保護(hù)二極管，當(dāng)輸入端意外短路時(shí)，給輸出電容器 c3一個(gè)放電通路，防止 c3兩端電壓作用于調(diào)整管的 be 結(jié)，造成調(diào)整管 be 結(jié)擊穿而損壞。三端穩(wěn)壓器的參數(shù)參 數(shù)單位7805輸出電壓范圍v4.85.2最大輸入電壓v35最大輸出電流a1.5v0(i0 變化引起)mv100(i

40、0=5ma1.5a)v0(vi 變化引起)mv50(vi=725v)v0(溫度變化引起)mv/0.6(i0=500ma)器件壓降(vi-v0)v22.5(i0=la)偏置電流ma6輸出電阻m17輸出噪聲電壓(10100khz)v40江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2255 集成轉(zhuǎn)速傳感器 kmi15-1 集成轉(zhuǎn)速傳感器具有靈敏度高、測(cè)量范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)、外圍電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)的分立式轉(zhuǎn)速傳感器的升級(jí)換代產(chǎn)品。下面是 kmi15 系列磁阻式集成轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理與典型應(yīng)用。轉(zhuǎn)速屬于常規(guī)電測(cè)參數(shù)。測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)經(jīng)常采用磁阻式傳感器或光電式傳感器進(jìn)行非接觸性測(cè)量，傳統(tǒng)的磁阻式傳感器是由磁鋼、線圈等分立元件

41、構(gòu)成的，亦可用耳塞機(jī)改裝而成。但這種傳感器存在一些缺點(diǎn)：第一，靈敏度低，傳感器與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的最大間隙（亦稱磁感應(yīng)距離）只有零點(diǎn)幾毫米；第二，在測(cè)量高速旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速時(shí)，因安裝不牢固或受機(jī)械振動(dòng)，容易與齒輪發(fā)生碰撞，安全性較差；第三，這種傳感器所產(chǎn)生的是幅度很低且變化緩慢的模擬電壓信號(hào)，因此，需要經(jīng)過(guò)放大、整形后變成沿口陡直的數(shù)字頻率信號(hào)，才能送給數(shù)字轉(zhuǎn)速儀或數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量轉(zhuǎn)速，而且外圍電路比較復(fù)雜；第四，它無(wú)法測(cè)量非常低（接近于零）的轉(zhuǎn)速，因?yàn)檫@時(shí)磁阻式傳感器可能檢測(cè)不到轉(zhuǎn)速信號(hào)。目前，轉(zhuǎn)速傳感器正朝著高靈敏度、高可靠性和全集成化的方向發(fā)展5.5.1型傳感器的性能特點(diǎn) 芯片內(nèi)含高性能磁鋼、磁敏電

42、阻傳感器和。它利用來(lái)完成信號(hào)變換功能，其輸出的電流信號(hào)頻率與被測(cè)轉(zhuǎn)速成正比，電流信號(hào)的變化幅度為。由于其外圍電路比較簡(jiǎn)單，因而很容易配二次儀表測(cè)量轉(zhuǎn)速。 器件的測(cè)量范圍寬，靈敏度高，它的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率范圍是，而且即使在轉(zhuǎn)動(dòng)頻率接近于零時(shí)，它也能夠進(jìn)行測(cè)量。傳感器與齒輪的最大磁感應(yīng)距離為（典型值） ，由于與齒輪相距較遠(yuǎn)，因此使用比較安全。 該傳感器抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)具有方向性，它對(duì)軸向振動(dòng)不敏感。另外，芯片內(nèi)部還有電磁干擾（）濾波器、電壓控制器以及恒流源，從而保證了其工作特性不受外界因素的影響。 的體積較小，其最大外形尺寸為，能可靠固定在齒輪 電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)23附近。 采用電源供電（典型

43、值） ，最高不超過(guò)。工作溫度范圍寬達(dá)。4.5.2工作原理 kmi15-1 型集成轉(zhuǎn)速傳感器的外形如圖所示，它的兩個(gè)引腳分別為cc（接12v 電源端）和（方波電流信號(hào)輸出端） 。為使信號(hào)變換器處于較低的環(huán)境溫度中，設(shè)計(jì)時(shí)專門將與傳感元件分開(kāi)，以改善傳感器的高溫工作性能。 其內(nèi)部主要包括以下六部分：磁敏電阻傳感器；前置放大器 a1；施密特觸發(fā)器；開(kāi)關(guān)控制式電流源；恒流源；電壓控制器。江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文24實(shí)際上，該傳感器是由 4 只磁敏電阻構(gòu)成的一個(gè)橋路，可固定在靠近齒輪的地方。 當(dāng)齒輪沿軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于氣隙處的磁力線發(fā)生變化，磁路中的磁阻也隨之改變，從而可在傳感器上產(chǎn)生電信號(hào)。此外，該傳感器

44、具有很強(qiáng)的方向性，它對(duì)沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體十分敏感，而對(duì)沿軸方向的振動(dòng)或抖動(dòng)量很不敏感。這正是測(cè)量轉(zhuǎn)速所需要的。 工作時(shí)，傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)首先通過(guò)濾波器濾除高頻電磁干擾，然后經(jīng)過(guò)前置放大器，再利用施密特觸發(fā)器進(jìn)行整形以獲得控制信號(hào)，并將其加到開(kāi)關(guān)控制式電流源的控制端。kmi15-1 的輸出電流信號(hào)cc 是由兩個(gè)電流疊加而成的，一個(gè)是由恒流源提供的 7a 恒定電流h，另一個(gè)是由開(kāi)關(guān)控制式電流源輸出的可變電流 1k。它們之間的關(guān)系式為： cc1h1k當(dāng)控制信號(hào) uk0（低電平）時(shí)，該電流源關(guān)斷，0，17a。當(dāng) kk1（高電平）時(shí)，電流源被接通，7a，從而使得cc14a。圖 4 給出了從端輸出的方波電流

45、信號(hào)的波形，其高電平持續(xù)時(shí)間為，周期為。輸出波形的占空比t1t5020。上升時(shí)間和下降時(shí)間分別僅為 0.5和 0.7。 kmi15 芯片中的電壓控制器實(shí)際上是一個(gè)并聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器，可用于為傳感器提供穩(wěn)定的工作電壓。而電阻3、穩(wěn)壓管和晶體管1 則可構(gòu)成取樣電路，其中1 接成射極跟隨器。2 為誤差放大器，2 為并聯(lián)式調(diào)整管。這樣，在經(jīng)過(guò)1、2 分壓后可給2 提供基準(zhǔn)電壓ref，從而在ucc 發(fā)生變化時(shí)，由2 對(duì)取樣電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后產(chǎn)生誤差電壓，同時(shí)通過(guò)改變2 上的電流來(lái)使保持不變。電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)255.5.3 kmi151 的典型應(yīng)用 安裝方法 kmi15-1 應(yīng)當(dāng)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪

46、的旁邊。若被測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)工件上沒(méi)有齒輪，亦可在轉(zhuǎn)盤外緣處鉆一個(gè)小孔，套上螺扣，再擰上一個(gè)螺桿并用彈簧墊圈壓緊，以防止受震動(dòng)后松動(dòng)，并以此代替齒尖獲得轉(zhuǎn)速標(biāo)記信號(hào)。4、6 譯碼器 74ls164 為串行移位譯碼器，它主要由時(shí)鐘線控制，時(shí)鐘線每來(lái)一個(gè)上升弦，數(shù)據(jù)線將把一位數(shù)移進(jìn)去，移八次就進(jìn)一個(gè)字節(jié)，同時(shí)在數(shù)碼管顯示出來(lái)。譯碼器是實(shí)現(xiàn)組合邏輯的功能部件。它的輸入是二進(jìn)制的代碼，輸出是一組高低電平信號(hào)，每輸入一組不同的代碼，只有一個(gè)輸出端呈現(xiàn)有效信號(hào)。74ls245 芯片是一個(gè)八位的總線收發(fā)器，其輸入/輸出引腳分成兩組，其工作原理如下：允許 e 方向控制 dir 操作低電平 低電平 b 數(shù)據(jù)到 a 總線低

47、電平 高電平 a 數(shù)據(jù)到 b 總線高電平 懸空 隔離5.5.程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)5.15.1 主程序框圖主程序框圖開(kāi)始啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換棧針初始化分配顯示緩沖區(qū)設(shè)置中斷開(kāi) cpu 中斷允許 int0 int1中斷掃描鍵盤未按下按下掃描 in0in6掃描 in7啟動(dòng) a/d轉(zhuǎn)換調(diào)用調(diào)寬程序返回啟動(dòng) a/d 轉(zhuǎn)換調(diào)用顯示程序 江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文265.25.2 int0int0 中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)讀 a/d 轉(zhuǎn)換結(jié)果送至顯示緩沖區(qū)啟動(dòng) a/d 轉(zhuǎn)換恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)返回電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)275.35.3 部分子程序部分子程序延時(shí)子程序：定時(shí)功能。pwm 子程序：用于控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速。89c51 芯

48、片沒(méi)有 pwm 輸出功能，需要通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)。為了在輸出 pwm 波時(shí)，單片機(jī)仍能執(zhí)行其他程序，可以利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器溢出中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。占空比占用一個(gè)字節(jié)的 ram，占空比 d=n/256。（脈寬調(diào)速是使用單片機(jī)內(nèi)部中斷產(chǎn)生周期約為 8ms 的方波，通過(guò)改變高電平的寬度來(lái)進(jìn)行改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速）利用單片機(jī)輸出 pwm 信號(hào).實(shí)現(xiàn)了從 0%100%線性可調(diào)。 源碼如下： ;單片機(jī)串口通信+pwm 輸出程序;在 p1.3 輸出調(diào)寬信號(hào)。 ;定時(shí)器 0 工作在方式 3，tl0 為調(diào)寬值，th0 為脈沖頻率。 ;定義：th0=30h ，tl0=31h ;th0dat equ 30h ;脈沖頻率 ;tl0dat equ 31h ;脈沖寬度 org 0000h江南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文28 ajmp start org 000bh ajmp pwm_tun ;調(diào)寬子程序 org 001bh ajmp pwm ;脈頻率子程序start: clr p1.3 mov tcon,#00h mov tmod,#03h ;t0 工作在方