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基于虚拟仪器的电机调速系统的设计 基于虚拟仪器的电机调速系统的设计

格式:word 上传:2022-06-25 17:08:54

《基于虚拟仪器的电机调速系统的设计》修改意见稿

1、“.....将转速发给电机转动子函数,驱动电机转动。出端口用的时候,需要外加上拉电阻才能输出高电平。本设计中,和用来输出去往驱动电路的高低电平,输出波信号。电路图如下所示驱动电路桥式驱动电路是个典型的直流电机控制电路,基本结构是由四个三极管组成驱使电机运转,电路图如下所示,要使电机运转,必须导通对角线上的对三极管。根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。是公司的产品,比较常见的是脚封装的如图所示,内部同样包含通道逻辑驱动电路,即内含二个桥的高电压大电流双全桥式驱动器,接受标准逻辑电平信号,可以方便的驱动两个直流电机,或个两相步进电机,输出电压最高可达,可以直接通过电源来调节输出电压可以直接用单片机的口提供信号而且电路简单,使用比较方便。的引脚图如图所示,各个引脚的功能如表所示引脚符号功能此两端与地连接电流检测电阻......”

2、“.....用来连接负载电机驱动电源输入端输入标准的逻辑电平信号,用来控制全桥式驱动器的开关使能控制端输入标准逻辑电平信号低电平时全桥式驱动器禁止工作接地端,芯片本身的散热片与脚相通逻辑控制部分的电源输人端口输入标准的逻辑电平信号,用来控制全桥式驱动器的开关此两脚是全桥式驱动器的两个输出端,用来连接负载可接受标准逻辑电平信号,可接电压。脚接电源电压,电压范围为。输出电流可达,可驱动电感性负载。脚和脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻,形成电流传感信号。可驱动个电动机和,之间可分别接电动机,本设计只需驱动台电动机,我们选用,脚接输入控制电平,控制电机的正反转。为使能端,接单片机的信号输出,控制电机的停转与调速。的功能逻辑图如表所示运转状态停止正转反转刹停停止驱动电路整体如图所示转速检测电路如前文所述......”

3、“.....而计数器计量的是接收到的脉冲的数量,因此转速检测电路反馈的应该是脉冲信号,我们选择霍尔元件作为测速电路的主要元件。霍尔开关集成电路应用霍尔效应原理,采用半导体集成技术制造的磁敏电路,它是由电压调整器霍尔电压发生器差分放大器施密特触发器温度补偿点电路和集电极开路的输出级组成的磁敏传感电路,其输入为磁感应强度,输出是个数字电压讯号。其响应频率为,额定电压为检测距离为。其在大电流磁场或磁钢磁场的作用下,能测量高频工频直流等各种波形电流。该传感器具有测量精度高电压范围宽功耗小输出功率大等优点,广泛应用在高速计数测频率测转速等领域。输出电压,直流电源要有足够的滤波电容,测量极性为极。安装时将非磁性圆盘固定在电动机的转轴上,将磁钢粘贴在圆盘边缘,磁钢采用永久磁铁,其磁力较强,霍尔元件固定在距圆盘处。当磁钢与霍尔元件相对位置发生变化时,通过霍尔元件感磁面的磁场强度就会发生变化......”

4、“.....穿过霍尔元件的磁场较强,霍尔元件输出低电平当磁场减弱时,输出高电平,从而使得在圆盘转动过程中,霍尔元件输出连续脉冲信号。这种传感器不怕灰尘油污,在工业现场应用广泛。的磁电转换特性如图所示电机转盘上安装个磁钢,电机转动时,当磁钢靠近霍尔传感器的时候,霍尔传感器产生脉冲,脉冲接至单片机引脚,给单片机的定时器设定定时初值,让其工作在定时状态,计算在定时间内接收到的脉冲数。如图所示为霍尔元件测速电路图串口通信电路单片机与机串行通信,又称为下位机与上位机的串行通信。通信接口标准有务,每个子任务完成项简单的功能,这样便于组织,便于修改。单片机内部资源的分配决定了子程序的功能......”

5、“.....发送信号以及接收计算反馈转速信号。因此,的程序设计就是让单片机通过接收不同的中断指令,进入不同的中断子程序中执行任务,其程序流程图如下主函数系统初始化是否进入串口中断是否进入外部中断是否进入定时器中断计脉冲算转速发送转速接收信号驱动电机转动主函数设计主函数主要完成系统的初始化,然后调用其它子函数。如上表所示,本系统的中断源有三个串口中断,定时器中断,外部中断的中断,因此主函数的初始化就是对串口的初始化,对定时器的初始化,对外部中断的初始化。首先,串口通信的初始化。本设计中串行口的工作于方式,即位步通信方式,即个起始位个有效数据位和个停止位,波特率可以改变由定时器的益处频率决定,并可由加倍,本设计中将波特率设定为波特。串口通信时,定时器是波特率发生器,因此应该工作在模式,作为技术用,用于存放计数初值,当计满溢出时,中的值将自动重装到中......”

6、“.....定时器的技术初值由下面的公式求的波特率,已知为,波特率设定为波特而的设定会影响数据传输的准确性,我们设定,则定时器的初值为将此值带入波特率的公式,可得实际波特率波特率波特率误差误差在允许范围之内,因此选择,而定时器的定时初值为。定时器和外部中断共同来计算反馈的转速值,在定时器所定时间之内计数外部中断接收到的脉冲数。本设计中定时器的定时时间设定为,工作于模式,即位计数器,的计数初值为所以。外部中断采用低电平触发的方式。延时子函数本设计中需要通过软件延时来实现输出波的高低电平的比例控制。延时函数的语句执行时间决定了延时程序的精确程度。本设计用内嵌套循环来实现比较精确的时间计算。属于系列单片机的种,本设计中最小系统设定晶振频率为,因此每个机器周期包含个时钟周期,即。般次循环大概八个机器周期......”

7、“.....然后通过条件判断值的改变可以实现不用时长的延时。延迟子程序如下串口中断子函数本设计中上位机和下位机通过串口通信来实现信号的传递,单片机在接收到上位机发送的调节命令后进入中断子函数,接收上位机的指令,然后返回给主函数接收到的波的值。中断子程序如下外部中断子函数本设计中由外部中断和定时器共同完成反馈转速信号的采集和计算工作,其中外部中断主要是计接收到的脉冲数,进次中断,脉冲数加。其子函数如下定时器中断子函数本设计中定时器不仅承担着定时计算实时转速的任务,还要将计算出来的转速及时地发送给上位机,以便在上位机中能观察到电机的转速变化。其子函数如下等,常用的接口标准有和。在微机串行通信接口中广泛采用,在加装了调制解调器的情况下,这种通信可以通过电话线传输数据,并且可以传输几千公里远的距离,如果没有可以传输十几米远。本课题采用的是直连无方式和连接器其阵脚图见图,功能见表,单片机采用......”

8、“.....针串口引脚简写功能说明载波侦测接收数据发送数据数据终端准备地线数据准备好请求发送清除发送振铃指示是用正负电压来表示逻辑状态,与高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此,为了能够同计算机接口相连或器件相连,必须在与之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可以用单立元件,也可以用集成芯片,本文设计采用来完成美国电子工业联合会双向电平转换。内部有电压倍增电路和转换电路,仅需电源便可工作,使用十分方便,其与连接时可以采用最简单的方式连接见图,的引脚与的串行输入口线相连,引脚与的串行输入口线相连,的分别于与的引脚相连。泵电源引脚必须接电容,如图中的。因为电路中采用了电平转换芯片,只需把单片机所用到的连接器和机串口所用的连接器的管脚对应连接起来,管脚不需交叉连接如图所示如果是机之间或同个机的两个口相连......”

9、“.....因此我们需设计出直流电源电路。本设计通过变压器变压隔离整流桥整流和三端稳压器稳压来输出的直流电压。三端稳压器是种标准化系列化的通用线性稳压电源集成电路,以其体积小成本低性能好工作可靠性高使用简捷方便等特点,成为目前稳压电源中应用最为广泛的种单片式集成稳压器件,用系列三端稳压来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流过热及调整管的保护电路,使用起来可靠方便,而且价格便宜,是系列中固定输出电源的集成电路其内部电路如图所示。如图所示电路为输出电压输出电流的稳压电源。它由电源变压器,桥式整流电路,滤波电容,防止自激电容和只固定式三端稳压器极为简捷方便地搭成的。交流市电通过电源变压器变换成交流低压,再经过桥式整流电路和滤波电容的整流和滤波,在固定式三端稳压器的和两端形成个并不十分稳定的直流电压该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化......”

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