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富聯(lián)朝登陸,P0口:P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時,被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時,P0口作為原碼輸入口,當FIASH進行校驗時,P0輸出原碼,此時P0外部必須被拉高。
P3口:P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。作為輸入,由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣故。
此電路的作用是將從AT89C51單片機P10端口中輸出的PWM脈沖波形進行放大,然后傳給下一階段的電機驅(qū)動電路。
由于線性功率放大器的最大缺點就是效率低,引起過熱,尤其在低電壓、大電流時特別突出,因此采用晶體管放大器,而在采用晶體放大器時必須降低晶體管本身的損耗。
其中Ui為給定值,從輸入端輸入,然后經(jīng)過功率放大器,帶動電動機工作,從而獲得輸出端的輸出轉(zhuǎn)速n,再由測速機測量電動機的轉(zhuǎn)速,通過比較器進行比較,與所需要的轉(zhuǎn)速經(jīng)過比較,看是否滿足需要,若不滿足,改變給定值的大小。
RST:復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時,要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。
圖1.1所示電樞電壓為Ua,電樞電流為Ia,電樞回路總電阻為Ra,電機常數(shù)K,勵磁磁通量是φ。
直流電機的轉(zhuǎn)速計算公式如下:n=(Ua-IaRa)/Kφ,其中Ua為電樞端電壓,Ia為電樞電流,Ra為電樞電路總電阻,φ為每極磁通量,K為電動機結(jié)構(gòu)參數(shù)。
EA/VPP:當/EA保持低電平時,則在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時,/EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當/EA端保持高電平時,此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間,此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。
在圖1.2.2的原理中,由計算機進行總控制,滑動變阻器為手動控制系統(tǒng),由計算機對單片機AT89C51進行控制,改變輸入,使單片機的一個I/O端口作為輸出指令端口,產(chǎn)生PWM控制波形,經(jīng)過電機驅(qū)動帶動直流電動機工作,產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速經(jīng)過速度測量裝置,再反饋給單片機最終由顯示電路顯示,然后根據(jù)顯示器的顯示數(shù)值,與所需的輸出值進行比較,若不吻合,則通過調(diào)節(jié)活動變阻器,改變阻值,最后由單片機再反應(yīng)給下一階段,再重復(fù)一開始的步驟,最終達到改變轉(zhuǎn)速的目的
之所以采用分壓式滑動變阻器,主要是因為本電路要求待測用電器電流及其兩端電壓可變范圍較大,這樣電動機的調(diào)速范圍也可以相對較大,能夠滿足設(shè)計需要。
AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器,俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。
我們知道,公式中的Ia可以通過改變電壓進行改變,而我們常提到的PWM控制也就是用來調(diào)節(jié)電壓波形的常用方法,這里我們也就是用PWM控制來進行電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的。通過單片機輸出一定頻率的方波,方波的占空比大小絕對平均電壓的大小,也決定了電機的轉(zhuǎn)速大小。
P1口:P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時,P1口作為第八位地址接收。
P2口:P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL門電流,當P2口被寫“1”時,其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時,P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時,P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢,當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時,P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。
ALE/PROG:當訪問外部存儲器時,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時,ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號,此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是:每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時,將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時,ALE只有在執(zhí)行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,該引腳被略微拉高如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止,置位無效。
最后在單片機的一個I/O端口設(shè)置為PWM輸出指令。其指令程序如下:(其中使用了P10端口輸出PWM,定義變量pwmvalue為占空比數(shù)值,信號頻率為400Hz)
滑動變阻器是電路中的一個重要元件,它可以通過移動滑片的位置來改變自身的電阻,從而起到控制電路的作用。在電路分析中,滑動變阻器既可以作為一個定值電阻,也可以作為一個變值電阻。
根據(jù)設(shè)計分析,選擇DAC0832芯片。DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片直流電機調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計。與微處理器完全兼容。這個DA芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點,在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。
其中,對于極對數(shù)p,匝數(shù)為N,電樞支路數(shù)為a的電機來說:電機常數(shù)K=pN/60a,意味著電機確定后,該值是不變的。而在Ua-IaRa中,由于Ra僅為繞組電阻,導(dǎo)致IaRa非常小,所以Ua-IaRa約等于Ua。由此可見我們改變電樞電壓時,轉(zhuǎn)速n即可隨之改變,同時可以看出,轉(zhuǎn)速和Ua、Ia有關(guān),并且可控量只有這兩個,因此我們可以通過調(diào)節(jié)這兩個量來改變轉(zhuǎn)速。