1、 . 6 第3章 系统软件设计 . 7 3.1 软件总体设计思路 . 7 3.2 主程序流程设计 . 7 附录1 总体电路图 . 10 附录2 实物照片 . 11 附录3 C语言源程序 . 12 实习报告 第1章 总体设计方案 1.1 总体设计方案 早期直流传动的控制系统采用模拟分离器件构成,由于模拟器件有其固有的缺点,如存在温漂、零漂电压,构成系统的器件较多,使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。随着计算机控制技术的发展,微处理器已经广泛使用于直流传动系统,实现了全数字化控制。由于微处理器以数字信号工作,控制手段灵活方便,抗干扰能力强。所以,全数字直流调速控制精度、可靠性和稳定性比模拟
2、直流调速系统大大提高。所以,本次实习采用了驱动芯片来驱动直流电机,并运用单片机编程控制加以实现。系统设计采用驱动芯片来控制的,所以控制精度和可靠性有了大幅度的提高,并且驱动芯片具有集成度高、功能完善的特点,从而极的大简化了硬件电路的设计。STC89C52LED数码管显示独立键盘输入直流电机L293D电机驱动图1.1 直流电机定时正反转方案 1.2 软硬件功能分析 本次实习直流电机控制系统以STC89C52单片机为控制核心,由按键输入模块、LED显示模块及电机驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入,单片机在程序控制下,定时不断给L293D直流电机驱动芯片发送PWM波形,H型驱动电路完
3、成电机正,反转控制;同时单片机不停的将变化的定时时间送到LED数码管完成实时显示。 第 页 1 第2章 硬件电路设计 单片机最小系统电路设计2.1 单片机最小系统设计是单片机应用系统设计的基础。STC89C52单片机最小系统 2.1电路如图所示。 单片机最小系统 图2.1 直流电机驱动电路设计2.2 图2.2 直流电机驱动电路 提供L293D的;36 V至4.5 V,电压是从1 A是提供双向驱动电流高达L293D的。两个设备是专为驱动等感至4.5 V36 V毫安,电压是从双向驱动电流高达600高电压提供电性负载继电器,电磁阀,直流双极步进和马达,也可以给其他高电流/ 第 页 2 源负载。兼容所
4、有的TTL输入。每个输出都是推拉式驱动电路,与达林顿三极管和伪达林源。启用1,2 EN驱动器和3,4 EN驱动器。当使能输入为高电平时,相关联的驱动器被启用和他们的输出处于活动状态,并在其输入端的同相。当使能输入为低,这些驱动器被禁用其输出关闭,在高阻抗状态。【PS:1,2EN为1和2的使能端(高电平使能);3,4EN同理】用适当的数据输入端,每对驱动程序的形式一个完整的H桥可逆驱动器适用于电磁阀或电机应用。L293D外部输出为高速钳位二极管,应使用电感的瞬态抑制。VCC1和VCC2分开,提供逻辑输入,以尽量减少设备功耗。L293D的工作温度是从0C至70C 外部引脚排列图 L293D2.3
5、图 真值表表2.1 输入 A EN H L X 输HLZ 在热关断模式下,输出的是高阻态,而不管输入电平。 页 第 3 图2.4 逻辑图 电机驱动电路组要是由L293D芯片组成,单片机P3.4,P3.6,P3.7输出的信号经过L293D芯片后直接与直流电机相连,从而控制直流电机的运行。其中VCC1接+5V电源,VCC2接+12V电源。2.3 数码管显示电路设计 本设计利用数码管作为显示单元,采用动态显示技术,电路如图2.5所示。 图2.5 显示电路 电路的接法决定了必须采用逐位扫描显示方式。即从段选口送出某位LED的字型码,然后选通该位LED, 并保持一段延时时间。然后选通下一位,直到所有位扫
6、描完。 第 页 4 2.4 独立按键电路设计 独立式键盘的按键相互独立,每个按键接一根I/O口线,一根I/O口线上的按键工作状态不会影响其它I/O口线的工作状态。因此,通过检测I/O口线的电平状态,即可判断键盘上哪个键被按下。 独立按键电路图2.6 系统供电电源电路设计2.5 电源,所采用的电源电路是由整流电路和三端+12V+5V电源和本系统需要采用稳压器组成的。电路输出电压和最大输出电流决定于所选三端稳压器。其电源电路 所示。如图2.7 +12V电源供电电路2.7 +5V和图 页 第 5 直流稳压电路中整流二极管的选取:2.5.1 1)2?1(?t)sinUtd(2U 20(AV)? 0U为
7、副边其中 电压2 解得220.9U?U2?U)2?2( 20(AV) U的实现了全波整流电路,他将由于整流桥电路2负半周也利用起来,所以在变压器副边电压有效值相同的情况下,输出电压的平均 值是半波整流电路的两倍。 输出电流的平均值(即负载电阻中的电流平均值)0.9UUo2(AV)?Io? (AV) )32?(RR LL在单相桥式整流电路中,因为每只二极管只在变压器副边电压的半个周期通过 电流,所以每只二极管的平均电流只有负载电阻上的电流的平均值的一半,即 0.45UUo2(AV)(2?4? (AV) RRLL 与半波整流电路中的平均电流相同。 二极管所能承受的最大反向电压)52?(22UU?m
8、axR %10?的余考虑到电网电压的波动范围为_x0010_,在实际选用二极管时,应至少有U 和最高反向工作电压分别为量,选择最大整流电流IRMF 2(AV)11.IoI.1U1 ?F2)?6(2 ?R2L)(2?7U21U.1 2RM? 2.5.2直流稳压电路中滤波电容的选取:UUO(AV) ?R :输出电压的平均值)VO(AL IL(AV)I负载 : 电流的平均值 L(AV)T T5)C?(3?。.12U时,当C?(35)U? 2O(AV)2RR2LL%?10点解电容的耐压值应,由于采用电解电容,考虑到电网电压的波动范围为 U121.。大于2 第 页 6 第3章 系统软件设计 3.1 软件
9、总体设计思路 经过前几章的设计工作,系统的硬件电路设计已经完成了。然而,对于一个完整的设计系统来说,只有硬件电路的设计完成是不够的,它必须通过软件编程来实现系统工作的控制功能,从而才能实现电路应有的系统功能。单片机系统的软件设计主要使用汇编语言或高级语言。汇编语言与系统硬件的关系密切,可方便地实现诸如中断管理以及模拟/数字量的输入/输出等功能,具有占用系统资源小、执行速度快的特点,但是,对复杂的大型应用系统,其代码可读性差,并不利于升级和维护。高级语言的代码效率和长度都不如汇编语言,但其结构清晰、可读性好、开发周期短、有极强的可移植性,在多数应用方面执行效率与汇编语言的差距也不大,近年来得到了极为广泛的应用。而C语言既有高级语言的各种特点,又可对硬件进行操作,并可进行结构化程序设计。用C语言编写的程序较容易移植,可生成简洁、可靠的目标代码,用C语言进行单片机计算机开发已经是必然的发展趋势。本设计的整体思路为:主程序中循环的调用按键程序,通过按键从而使单片机输出变化的定时时间和控制电机正反转,从而控制直流电机达到不同的旋转效果,并通过数码管将变化的定时时间显示出来。本设计以单片机作为系统的核心控制单元,运用C语言进行编程工作
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