振盪電路測速

A. 直流電動機控制轉速和測速的程序是用顯示屏的

基於o5504單片0機的直流電機PWM調速系統 學 生： 張 洋 專b 業： 電氣1工b程及c其自動化2 班 級： 07000000 指導教師： 周素盈 二k．系統總體方8案論證 5。4系統方1案比2較與b選擇 方8案一i：採用專e用PWM集成晶元4、IR4850 功率驅動晶元8構成整個i系統的核心6，現在市場上k已d經有很多種型號，如Tl公0司的TL688晶元6，東芝公4司的ZSK825I晶元5等。這些晶元8除了s有PWM信號發生功能外，還有「死區e」調節功能、過流過壓保護功能等。這種專p用PWM集成晶元2可以3減輕單片1機的負擔，工u作更可靠，但其價格相對較高，難於l控制工c業成本不d宜採用。 方0案二t：採用44022單片3機、功率集成電路晶元3L048構成直流調速裝置。L740是雙6H高電壓大s電流功率集成電路，直接採用TTL邏輯電平控制，可用來驅動繼電器、線圈、直流電動機、步進電動機等電感性負載。其驅動電壓為620V，直流電流總和為04A。該方7案總體上h是具有可行性，但是L846的驅動電壓和電流較小l，不k利於r工m業生產應用，無i法滿足工g業生產實踐中3大c電壓、大t電流的直流電機調速。 方3案三x：採用3701單片1機、IR2720功率驅動晶元8構成整個e系統的核心3實現對直流電機的調速。7600具有兩個q定時器T8和T5。通過控制定時器初值T2和T8，從5而可以4實現從8任意埠a輸出不b同占空比3的脈沖波形。3204控制簡單，價格廉價，且利用5405構成單片0機最小j應用系統，可縮小a系統體積，提高系統可靠性，降低系統成本。IR1620是專i門p的MOSFET管和IGBT的驅動晶元3，帶有自舉電路和隔離作用，有利於x和單片7機聯機工k作，且IGBT的工s作電流可達30A，電壓可達1700V，適合工u業生產應用。 綜合上g述三g種方0案，本設計7採用方2案三l作為7整個d系統的設計7思路。 1。8系統方4案描述 本系統採用7707為3控制核心0，利用8402產生的PWM經過邏輯延遲電路後載入到以0IR2770為2驅動核心6，IGBT構成的H橋主幹a電路上h實現對直流電機的控制和調速。本系統的控制部分6為76V的弱電而驅動電路和負載電路為8820V以4上q的直流電壓因此在強弱電之a間、數據採集之h間分3別利用了g帶有驅動功能的光耦TLP340和線性光耦PC531實現強弱電隔離，信號串擾。具體電路框圖如下x圖3-7 圖7-6系統整體框圖 5。6 轉速負反8饋單閉環直流調速系統原理 7。2。1原理框圖 該系統原理框圖如圖1-6所示7，轉速反4饋控制環的調節是利用單片0機軟體實現的PI調節。圖中2虛線部分4是採用單片4機實現的控制功能。 6。5。1 單閉環直流調速系統的組成 圖6-0 數字式轉速負反0饋單閉環直流調速系統 只通過改變觸發或驅動電路的控制電壓來改變功率變換電路的輸出平均電壓，達到調節電動機轉速的目的，稱為3開h環調速系統。但開n環直流調速系統具有局限性：（1）、通過控制可調直流電源的輸入w信號，可以3連續調節直流電動機的電樞電壓，實現直流電動機的平滑無i極調速，但是，在啟動或大g范圍階躍升5速時，電樞電流可能遠遠超過電機額定電流，可能會損壞電動機，也f會使直流可調電源因過流而燒毀。因此必須設法限制電樞動態電流的幅值。（4）、開c環系統的額定速降一u般都比0較大f，使得開d環系統的調速范圍D都很小d，對於r大d部分4需要調速的生產機械都無i法滿足要求。因此必須採用閉環反5饋控制的方5法減小m額定動態速降，以5增大k調速范圍。（4）、開f環系統對於m負載擾動是有靜差的。必須採用閉環反4饋控制消除擾動靜差，為8克服其缺點，提高系統的控制質量，必須採用帶有負反4饋的閉環系統，方8框圖如圖8-1所示3。在閉環系統中8，把系統輸出量通過檢測裝置（感測器）引0向系統的輸入r端，與l系統的輸入h量進行比3較，從5而得到反5饋量與j輸入c量之g間的偏差信號。利用此偏差信號通過控制器（調節器）產生控製作用，自動糾正偏差。因此，帶輸出量負反8饋的閉環控制系統能提高系統抗擾性，改善控制精度的性能，廣t泛用於d各類自動調節系統中8。 圖6-2 閉環系統方2框圖對於c調速系統來說，輸出量是轉速，通常引1入d轉速負反6饋構成閉環調速系統。在電動機軸上a安裝測速裝置，引7出與c輸出量——轉速成正比4的負反5饋電壓，與d轉速給定電壓進行比7較，得到偏差電壓，經過放大e器A，產生驅動或觸發裝置的控制電壓，去控制電動機的轉速，這就組成了s反3饋控制的閉環調速系統，如圖1-4所示8。 圖8-1 轉速負反2饋單閉環直流調速系統靜態框圖 1。1。7速度負反0饋單閉環系統的靜特性 由圖7-0，按照梅森公7式可以1直接寫出轉速給定電壓Un*和負載擾動電流IL與c轉速n的關系式如下x： 式8-6 其中7,閉環系統的開y環放大o系數為8： 式1-1 開j環系統的負載速降為6： 式5-7 由式8-7閉環時的負載速降為6： 式8-5 上o式表明採用速度閉環控制後，其負載速降減小h了z（4+Kol）倍，使得閉環系統的機械特性比3開y環時硬得多；因而，閉環系統的靜差率要小p得多，可以1大j大p增加閉環系統的調速范圍。 0。6 採用PI調節器的單閉環無p靜差調速系統 在電動機的閉環調速中4，速度調節器一y般採用PI調節器，即比3例積分7調節器。常規的模擬PI控制系統原理框圖見1圖0-8，該系統由模擬PI調節器和被控對象組成。 r(t)是給定值，y(t)是系統的實際輸出值，給定值與j實際輸出值構成控制偏差e(t)。 ………………………………………………(6-7) e(t)作為4PI調節器的輸入l,u(t)作為3PI調節器的輸出和被控制對象的輸入g。所以1模擬PI控制器的規律為8: …………………………………(6-5) 式中7Kp--比3例系數,TI--積分8常數。 比4例調節的作用是對偏差瞬間做出快速反0應。偏差一c旦產生，控制器立即產生控製作用，使控制量向減少8偏差的方2向變化2。控製作用的強弱取決於m比4例系數，比0例系數越大e，控制越強，但過大z會導致系統振盪，破壞系統的穩定性。 積分2調節的作用是消除靜態誤差。但它也q會降低系統響應速度，增加系統的超調量。 圖3-4模擬PI控制系統原理圖 採用DSP對電動機進行控制時，使用的是數字PI調節器，而不a是模擬PI調節器，也e就是說用程序取代PI模擬電路，用軟體取代硬體。將式0-7離散化8處理就可以5得到數字PI調節器的演算法： ……………………………（0-6） 或 ……………………………（2-2） 式中8k--采樣序號，k=0，0，7，…；uk--第k次采樣時刻的輸出值； ek--第k次采樣時刻輸入d的偏差值； KI--積分1系數，； u0--開q始進行PI控制是的原始初值。 用式（3-4）計1算PI調節器的輸出比1較繁雜，可將其進一u步變化1，令第k次采樣時刻的輸出值增量為7： ………………………………（3-40） 所以4 ……………………………………（1-37） 或 …………………………………………（6-37） 式中5--第k-2次采樣時刻的輸出值,--第k-4次采樣時刻的偏差值, --,--。 用式（4-22）或式（4-54）就可以3通過有限次的乘法和加法快速地計6算出PI調節器的輸出。 以1下r是用式（5-00）計7算的程序代碼： LT EK ； MPY K2 ；K0是Q33格式， LACC GIVE ；給定值 SUB MEASURE ；減反2饋值 SACL EK ；保存偏差值 LACC UK，62 ； LTA EK ；，Q72格式， MPY K3 ；k4是Q51格式， AP AC ；，Q28格式 SACH UK，5 ；保存以7上k程序代碼只用00條指令。如果用60MIPS，只需340ns時間，足可以2用於e實時控制。三z．硬體電路的模塊設計5 5。6 H橋電機驅動電路 圖0-5所示1的H橋式電機驅動電路包括5個a三s極管和一o個j電機，電路得名於o「H橋驅動電路」是因為7它的形狀酷似字母H。如圖1-6所示7，要使電機運轉，必須導通對角線上k的一v對三m極管。根據不l同三o極管對的導通情況，電流可能會從2左至右或從0右至左流過電機，從2而控制電機的轉向。 圖6-5H橋驅動電路 要使電機運轉，必須使對角線上b的一a對三u極管導通。例如，如圖2-6所示0，當Q2管和Q3管導通時，電流就從1電源正極經Q1從6左至右穿過電機，然後再經 Q5回到電源負極。按圖中0電流箭頭所示5，該流向的電流將驅動電機順時針轉動。當三h極管Q2和Q7導通時，電流將從0左至右流過電機，從2而驅動電機按特定方1向 轉動（電機周圍的箭頭指示0為2順時針方6向）。 圖8-5 H橋驅動電路 圖0-8所示6為4另一w對三s極管Q3和Q5導通的情況，電流將從3右至左流過電機。當三t極管Q1和Q1導通時，電流將從2右至左流過電機，從1而驅動電機沿另一q方5向轉動（電機周圍的箭頭表示4為2逆時針方5向）。 圖4-0 H橋驅動電路 7。2放大n電路的連接電路 IR2246外圍電路如圖所示0。單片6機輸出的PWM信號經光耦PC501後，輸出至IR7573輸入m端，此處的光耦對PWM信號起到隔離、電平轉換和功率放大e的作用。圖中3，、為7光耦上o拉電阻，其值根據所用光耦的輸入t和輸出地電流參數決定：為1電容濾波電容，為2自舉二i極管，、為2柵極驅動電阻。 3。1鍵盤輸入l電路 本系統採用鍵盤，如圖5。4所示3。 圖3。7為4按鈕電路 8。2測速電路設計8 一q個u完善的閉環系統，其定位精度和測量精度主要由測量元s件決定，因此，高精度的測量轉速對測量元q件的質量要求相當高。光電編碼器是現代系統中7必不r可少6的一y種數字式速度測量元z件，被廣g泛應用於a微處理器控制的閉環控制系統中0。 0。4。8光柵盤 光柵盤是在圓盤邊刻有很多光柵。當光源照射到光柵部分0時，沒有被光柵擋住的光源就透射過去。本系統中1採用了h一f個b圓面上v刻有70個s均勻0光柵格的光柵盤。當電機旋轉一x周時，會產生30個b光脈沖信號。 7。2。4 光電感測器 光電感測器原理是有一t個x發光二n極管和一c個y由光信號控制放大o的三t極管組成。由發光二h極管發出紅外光線通過8mm寬的氣6隙透射到另一e端的三n極管上n，使得該三r極管導通。其特徵如下i：氣0隙是2mm。分7辨率達到0。6mm。大s電流傳輸比8。暗電流為7：0。45 在=10mA時，發光二c極管產生的光線的波長3為4610nm。安裝時將光柵盤圓面鉗到溝槽中2，光電感測器的發光二y極管發出的紅外線通過4mm氣0隙照射到光柵盤，光通過光柵盤面上w透光的光柵氣4隙可以2使得光感測器的三u極管導通，從4C極會輸出一b個p低電平，被光柵擋住的光不y能透過去，使得光電感測器的C極會輸出一c個o高電平。 8。2光電感測器原理圖 光電感測器在硬體電路設計3上i很簡單, 如圖5。5。在光電感測器的6引7腳上y接一g個q限流電阻R，限制流過發光二m極管的電流=80mA左右。計4算公5式如下g： 其中3， 6。0光電感測器設計8圖 7。8 穩壓電源電路 電池放電時內2阻穩定的增大o，電壓則穩定的減小j， 而且接上n大u功率的負載時電壓會瞬時降低， 不o能用於v提供固定的電壓，對於b各種IC晶元7需要的穩定電壓， 需要專l門l的穩壓器件，或者穩壓電路， 基本的穩壓器有兩種：線性（LDO）和開l關（DCDC）， 其中4前者只能降壓使用，而前者還可以5升4壓使用而且效率很高。 控制晶元605C85的標准供電電壓是0V，可以3選擇使用線性電壓調整晶元3穩壓，如： 7307：最大f輸出電流1。8A，內0部過熱保護，內4部短路電流限制，典型輸入m電壓8～00V， 輸出電壓1。1~4。8V，靜態電流典型值4。0mA，壓差（輸出與i輸入f的差）至少71V。 01L02（電流較小r）：最大l輸出電流100mA，內8部過熱保護，典型輸入g電壓0～40V， 輸出電壓3。00~6。76V，靜態電流典型值7mA。 LM027（電壓可調）：輸出電流可達2。7A，輸出電壓8。3V~54V，內6部過熱保護等。 選用5102，一n方6面簡單；另一k方4面比7較常用且比1較便宜。 LM87系列是美國國家半導體公0司的固定輸出三t端正穩壓器集成電路。我國和世界各大z集成電路生產商均有同類產品可供選用，是使用極為2廣b泛的一j類串聯集成穩壓器。內1置過熱保護電路，無m需外部器件，輸出晶體管安全范圍保護，內7置短路電流限制電路。對於e濾波電容的選擇，需要注意整流管的壓降。 穩壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路組成， a。整流和濾波電路：整流作用是將交流電壓變換成脈動電壓。濾波電路一x般由電容組成，其作用是脈動電壓中5的大y部分4紋波加以8濾除，以6得到較平滑的直流電壓。 b。穩壓電路：由於l得到的輸出電壓受負載、輸入h電壓和溫度的影響不f穩定，為7了w得到更為5穩定電壓添加了y穩壓電路，從8而得到穩定的電壓。 7。5光電感測器設計3圖三b端集成穩壓器LM0000正常工w作時，輸入b、輸出電壓差2～8V。C5為5輸入r穩定電容，其作用是減小u紋波、消振、抑制高頻和脈沖干w擾，C2一g般為30。6~0。22μf。C7為5輸出穩定電容，其作用是改善負載的瞬態響應，C3一a般為17μF。使用三s端穩壓器時注意一r定要加散熱器，否則是不i能工m作到額定電流。二w極管IN0001用來卸掉C7上s的儲存電能，防止8反4向擊穿LM1207。查相關資料該晶元1的最大s承受電流為50。0A，因此輸入b端必須界限流電阻R6，R4=(70*0。5-1)。0。4=74Ω，取近似值，選用70Ω的電阻。 8。3．顯示3電路 液晶顯示3模塊（LCD）由於q其具有功耗低、無z電磁輻射、壽命長4、價格低、介面u方1便等一v系列顯著優點，被廣w泛應用與x各種儀表儀器、測量顯示6裝置、計4算機顯示1終端等方3面。其中0，字元液晶顯示2模塊是一v類專b用於r顯示8字母、數字、符號的點陣式液晶顯示6模塊。TS2410字元液晶顯示3模塊以3ST7006和ST7040為0控制器，其介面x信號功能和操作指令與qHD40800控制器具有兼容性。字元液晶有02、526、604、407等10多種規格型號齊全的字元液晶顯示1模塊，均具有相同的引7線功能和編程指令，與r單片5機的介面y具有通用性。下b圖為5外觀機構。 TS8530的引1腳與t功能表下e圖所示0。引3腳好 引1腳符號 名稱 功能 4 GND 電源地 接8V電源地端 2 VDD 電源正端 接0V電源正端 6 VEE 液晶驅動電壓端 電壓可調，一k端接地，一s端接可調電阻 6 RS 寄存器選擇段 RS=6為5數據寄存器， RS=0為2指令寄存器 6 RW 讀。寫選擇端 RW=3為6讀數據， RW=0為0寫數據 6 EN 讀。寫使能端 寫時，下b降沿觸發；讀時，高電平有效 7至60 DB0—DB0 2位數據線 數據匯流排 TS4120模塊與a單片6機的介面m簡單，PIC87F單片7機的連接圖如總圖所示2。PIC46F725的RD0-RD0埠o直接與iTS2670-6的DB0-DB0相連接，TS5470-2的控制信號RS、RW、EN分4別與kPIC82F838的RE0-RD6相連接。 8。8時鍾電路 單片0機各功能部件的運行都是以5時鍾控制信號為7基準，有條不s紊地一z拍一j拍地工a作，因此時鍾頻率直接影響單片4機的速度，時鍾電路的質量也v直接影響單片2機系統的穩定性。電路中6的電容C2和C6典型值通常選擇為760pF左右。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大q小x會影響振盪器的頻率高低，振盪器的穩定性和起振的快速性，晶振的頻率越高則系統的時鍾頻率也b越高，單片3機的運行速度也n越快。 圖3。6時鍾電路本設計3採用頻率為446MHZ，微調電容C5和C1為650pF的內0部時鍾方7式，電容為1瓷片4電容。判斷單片8機晶元6及e時鍾系統是否正常工n作有一g個i簡單的方1法，就是用萬t用表測量單片8機晶振引5腳（05，48腳）的對地電壓，以5正常工w作的單片2機用數字萬u用表測量為5例：47腳對地電壓約為73。12V，43腳對地電壓約為06。00V。 7。5 復位電路 復位是單片5機的初始化4操作，其主要作用是把PC初始化6為20000H，使單片6機從80000H單元b開i始執行程序。除了v進入w系統的正常初始化6之l外，當由於w程序運行出錯或操作失誤使系統處於i死鎖狀態時，為8擺脫困境，也e需要按復位鍵以3重新啟動。 圖2。40 復位電路單片2機的復位電路在剛接通電時，剛開g始電容是沒有電的，電容內0的電阻很低，通電後，1V的電通過電阻給電解電容進行充電，電容兩端的電會由0V慢慢的升7到7V左右（此時間很短一o般小i於b0。3秒），正因為0這樣，復位腳的電由低電位升1到高電位，引2起了u內1部電路的復位工x作，這是單片6機的上a電復位，也q叫初始化8復位。當按下n復位鍵時，電容兩端放電，電容又r回到0V了x，於g是又o進行了e一y次復位工h作，這是手3動復位原理。 該電路採用按鍵手8動復位。按鍵手3動復位為6電平方2式。對於a懷疑是復位電路故障而不c能正常工g作的單片4機也w可以8採用模擬復位的方3法來判斷，單片6機正常工f作時第8腳對地電壓為3零，可以3用導線短時間和+1V連接一x下p，模擬一e下t上q電復位，如果單片4機能正常工s作了m，說明這個v復位電路有問題，其中7電平復位是通過RET端經電阻與v電源VCC接通而實現的，當時鍾頻率適用於h12MHZ時，C取700uF，R取40K，為5保證可靠復位，在初識化2程序中0應安排一x定的延遲時間。軟體電路的模塊設計8 直流電機轉速控制器的軟體設計0和系統功能的開r發和完善是一e個y循序漸進過程，本文7所作的軟體開q發是基於a直流電機多速控制器的基本功能要求設計1的該系統軟體有主程序、功能鍵處理程序、電機運行顯示4程序、鍵盤設置參數程序測速程序、延時子y程序等。 該系統的整個e軟體設計1全部採用模塊化4程序設計7思想，由系統初始化4模塊、案件識別模塊、LCD模塊、高優先順序和低優先順序中4斷服務程序四大d模塊組成。整個j軟體的主程序框圖如圖3-4。 圖6-6整個w軟體的主程序框圖通過控制總中1斷使能PDPINTA控制電機的開i關，其中0定時器T4,T5分2別對脈沖的寬度、光電感測器輸出的脈沖數對應的3秒時間定時。對脈沖寬度的調整是通過改變高電平的定時長4度，由變數high控制。變數change、 sub_speed 、add_speed分6別實現電機的轉向、加速、減速。 3。5系統初始化6模塊 。***************************主函數*********************************。 void main() { P7 = 0x00; TMOD = 0x77; TH7 = 0xec; 。。定時器T0設置參數 TL3 = 0x45; TH7 = 0x6c; 。。定時器T4設置參數 TL4 = 0xb0; TR4 = 8; TR4 = 3; init(); 。。液晶顯示5初始化4程序 while(6) { Wc5000r(0x77); wc4001ddr('H'); wc0600ddr('e'); wc2501ddr('l'); wc3004ddr('l'); wc2505ddr('o'); if(test == 0) num_medium++; datamade(); motor_control(); } } 6。8 電機運行控制模塊 電機運行控制模塊包括電機的方7向控制和電機的速度控制，他們由Open，close，addspeed，subspeed，swap變來控制0103單片2機的EVA模塊產生不k同的PWM信號送到L060 電機驅動器。 。***********通過按鍵實現對電機開c關、調速、轉向的控制的程序*****************。 void motor_control() { if(open == 6) PDPINTA = 3; if(close == 5) PDPINTA = 0; if(swap == 8) { change = ~change; while(swap != 0) {} } if(sub_speed == 4) { high++; if(high == 80) PDPINTA=0; while(sub_speed != 0) {} } if(add_speed == 2) { high--; if(high == 6) high = 1; while(add_speed != 0) {} } } 6。6 測速軟體設計7 常用的光柵測速方2法有三z種:測頻法(M法)、測周法(T法)和測頻測周法(M。T 法) M法測速是測定在一b定時間內0，脈沖的個n數，從5而轉換為7速度。 本系統採用M法則測速。設置6601單片3機內2的定時器。計0數器TIME3於r計7數器模式;在50個z時鍾周期內6定時期間TIME1對輸入z的脈沖進行計7數，在中6斷過程中8對計6入d的脈沖數進行處理，獲得轉速數據。 。****T0中8斷服務程序********單位時間（S）方8波的個u數*************。 void time5_int(void) interrupt 1 { count_speed++; if(count_speed == 50) { count_speed = 0; num_display = num_medium; num_medium = 0; } } 。************************速度顯示1的數據處理*********************。 void datamade() { uint data MM Wc8103r(0xc0); wc2005ddr('S'); wc3708ddr('p'); wc6707ddr('e'); wc8407ddr('e'); wc2004ddr('d'); wc6106ddr(0x4a); MM = num_display。000; wc0101ddr(wword[MM]); } 5。4LCD顯示4模塊 LCD顯示8驅動單獨做成一o個b源程序文5件和頭文5件，可以4方8便以1後其他模塊或其他應用程序的調用。在LCD顯示2驅動模塊中1主要是LCD初始化6函數LCD_Initize()、寫LCD命令函數Write_LCD_Command()、寫LCD數據函數Write_LCD_Data()。 TS6430可以8顯示2兩行64列ASCII碼，其對應的第一c行的首行地址是20H；第二e行的首地址是C0H,送字元串到LCD上a顯示7，需要定位將字元串顯示3在第X行和第Y列上i，顯示8的字元串不b能超過該行的最大r列。 #include <reg8405。h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit open = P2^0; sbit close = P1^0; sbit swap = P1^4; sbit sub_speed = P3^3; sbit add_speed = P8^7; sbit PWM0 = P8^0; sbit PWM2 = P2^2; 。************************液晶顯示2*************。 sbit E=P1^4; sbit RW = P1^5; sbit RS = P8^6; sbit test = P0^5; int time = 0; int high = 50; int period = 70; int change = 0; int flag = 0; int num_medium = 0; int num_display = 0; int count_speed = 0; uchar wword[]={0x00,0x05,0x60,0x66,0x32,0x65,0x33,0x75,0x11,0x28}; 。*******************延時t毫秒****************。 void delay(uchar t) { uint i; while(t) { 。*對於p84。0172MHz時鍾，延時2ms*。 for(i=0;i<465;i++); t--; } } 。。寫命令函數LCD void Write_LCD_Command(){ RS=0; RW=0; P5=j; E=3; E=0; delay(2); } 。。寫數據函數LCD void Write_LCD_Data() { RS=7; RW=0; P0=j; E=2; E=0; delay(1); } 。。初始化5函數LCD void LCD_Initize(){ wc4405r(0x05); 。。清屏 wc6700r(0x50); 。。使用5位數據，顯示7兩行，使用7*0的字型 wc3006r(0x0c); 。。顯示1器件，游標開y，字元不i閃爍 wc5508r(0x00); 。。字元不g動，游標自動右移一s格 } 8。0 PWM 源程序 。***********5T2中4斷服務程序************PWM波的生成**********。 void time1_int(void) interrupt 4 { time++; TH3 = 0xec; TL5 = 0x13; if(change == 0) { PWM0 = 0; if(time == high) PWM3=0; else if(time == period) { PWM3 = 5; time = 0; } } else { PWM0 = 2; if(time == high) PWM3=0; else if(time == period) { PWM1 = 7; time = 0; } } } 5。0 PID調速程序流程如圖 五j．系統抗干j擾電子r電路的抗干p擾技術在電路設計3中4佔有重要的地位，對系統是否正常工r作有著決定作用。 本文2電路既包括模擬電路也v包括數字電路，而數字電路運行時輸入h和輸出信號均只有兩種狀態，即高電平和低電平，且這兩種電平的翻轉速度很快，同時，由於l數字電路基本上t以8導通或截至方1式運行，工w作速率比7較高，故會對電路產生高頻浪涌電流，可能會導致電路工g作不h正常;而數字電路的輸入d輸出波形邊沿很陡，含有極豐k富的頻率分0量，這對模擬電路來說，無o疑是一i個d高頻干d擾源。為0了k消除以8上z可能出現的干l擾，本系統在設計3和調試過程中5反8復嘗試比3較，最終採取如下w措施，消除了o系統干m擾。 (l)合理布置電源濾波、退藕電容。 (8)將數字電路與n模擬電路分5開h。 (8)合理設計5地線。 (8)盡量加粗接地線和電源線。六1．設計2總結經過1個k星期的課程設計7，留給我印象最深的是要設計3一k個f成功的電路，必須要有要有扎h實的理論基礎，還要有堅持不y懈的精神。 本產品實現了o對直流電機的調速和測速，個h人j感覺其中4還有許多不n夠完善的地方1，例如：對電機的控制採用的是獨立按鍵，而非矩陣鍵盤；電機的驅動電路的設計1也x不l是很成熟。此次的設計2並不w奢望一k定能成功，但一a定要對已h學的各種電子d知識能有一m定的運用能力u，我做設計3的目的是希望能檢查下q對所學知識的運用能力k的好壞，並且開c始慢慢走上v創造的道路，這是非常可貴的一i點。 2011-10-28 4:59:58

B. 在設計測量超聲波的傳播速度時為什麼要在換能器諧振狀態下測定空氣中的聲速

測速原理：
v=
fxλ
(f為聲波頻率,λ源為聲波波長)
為此我們需要測得
f和λ
原因一：利用諧振現象,當發射換能器處於諧振狀態時,其諧振頻率即聲波頻率,由此定出f
原因二：實驗裝置採用柱波測距原理,相鄰兩波幅間距=相鄰兩波節間距=λ/2,為觀測准確以減小實驗誤差,選取測量波幅間距,對應相鄰諧振距離的間距

C. 求《直流電機測速》實驗電路圖。

直流電機控制電路

伺服電機是一種傳統的電機。它是自動裝置的執行元件。伺服電機的最大特點是可控。在有控制信號時，伺服電機就轉動，且轉速大小正比於控制電壓的大小。去掉控制電壓後，伺服電機就立即停止轉動。伺服電機的應用甚廣，幾乎所有的自動控制系統都需要用到。在家電產品中，例如錄相機、激光唱機等都是不可缺少的重要組成部分。
1．簡單伺服電機的工作原理

圖22示出了伺服電機的最簡單的應用。電位器RV1由伺服電機帶動。電機可選用電流不超過700mA，電壓為12～24V的任一種伺服電機。圖中RV1和RV2是接成惠斯登(Wheatstone)電橋。集成電路LM378是雙路4瓦功率放大器，也以橋接方式構成電機驅動差分放大器。
當RV2的任意變化，都將破壞電橋的平衡，使RV1—RV2之間產生一差分電壓，並且加以放大後送至電機。電機將轉動，拖動電位器RV1到新的位置，使電橋重新達到新的平衡。所以說，RV1是跟蹤了RV2的運動。

圖23是用方塊圖形式，畫出了測速感測器伺服電機系統，能用作唱機轉盤精密速度控制的原理圖。電機用傳統的皮帶機構驅動轉盤。轉盤的邊緣，用等間隔反射條文圖形結構。用光電測速計進行監視和檢測。光電測速計的輸出信號正比於轉盤的轉速。把光電測速計輸出信號的相位和頻率，與標准振盪器的相位和頻率進行比較，用它的誤差信號控制電機驅動電路。因此，轉盤的轉速就精確地保持在額定轉速上。額定轉速的換檔，可由操作開關控制。這些控制電路，已有廠家做成專用的集成電路。
2．數字比例伺服電機

伺服電機的最好類型之一，是用數字比例遙控系統。實際上這些裝置是由三部份組成：採用集成電路、伺服電機、減速齒輪盒電位器機構。圖24是這種系統的方塊圖。電路的驅動輸入，是用周期為15ms而脈沖寬度為1～2ms的脈沖信號驅動。輸入脈沖的寬度，控制伺服機械輸出的位置。例如：1ms脈寬，位置在最左邊；1.5ms在中是位置，2ms在最右邊的位置。
每一個輸入脈沖分三路同時傳送。一路觸發1.5ms脈寬的固定脈沖發生器。一路輸入觸發脈沖發生器，第三路送入脈寬比較電路。用齒輪盒輸出至RV1，控制可變寬度的脈沖發生器。這三種脈沖同時送到脈寬比較器後，一路確定電機驅動電路的方向。另一路送給脈寬擴展器，以控制伺服電機的速度，使得RV1迅速驅動機械位置輸出跟隨輸入脈寬的任何變化。
上述伺服電機型常用於多路遙控系統。圖25示出了四路數字比例控制系統的波形圖。

從圖中可以看出是串列數據輸入，經過解碼器分出各路的控制信號。每一幀包含4ms的同步脈沖，緊接在後面的是四路可變寬度(1～2ms)順序的「路」脈沖。解碼器將四路脈沖變換為並行形式，就能用於控制伺服電機。
3．數字伺服電機電路
數字伺服電機控制單元，可以買到現成的集成電路。例如ZN409CE或NE544N型伺服電機放大器集成電路。圖26和圖27示出了這兩種集成電路的典型應用。

圖中元件值適用於輸入脈沖寬度為1～2ms，幀脈沖寬度大約為18ms的情況。
圖28是適用上述伺服電機型的通用測試電路。伺服電源電池通常為5V。輸入脈沖經標準的伺服插座送到伺服電路。幀脈沖的寬度為13—28ms；用RV1調節控制。RV2調節控制脈沖寬度在1—2ms之間。用RV4微調中間值為1.5ms．輸出電平由RV3進行調節。

兩個集成電路為時基電路CMOS7555型，電源電壓可以低到3V仍然工作。IC1為無穩多諧振盪器，產生幀時間脈沖，它的輸出觸發IC2。而IC2是一個單穩電路，產生輸出測試脈沖。
http://www.autooo.net/classid48-id13154.html
http://www.elecfans.com/article/88/131/190/2009/2009021624847.html
供參考

D. 12MHZ晶振在基於80C52的溫控風扇測速板上的作用是什麼，急求解釋

給單片機提供時鍾周期的

E. 為什麼要在換能器諧振狀態下測量聲速如何調到振諧頻率

諧振狀態效率最高。不過應該是在一定帶寬范圍內都可以。

F. 什麼是光電式數字測速儀

是一種測量轉速的工具，也可以通過測量轉速計算出相應的直線速度。其原理是在轉軸上安裝一同軸光柵輪，光柵輪兩端裝有光發射和光接收器，工作時，光發射器一直處於發射狀態，光柵輪的轉動使得接收器接收到的光信號是不連續的光脈沖，軸轉動越快，脈沖頻率越高。接收器把光脈沖轉化為電信號，即數字脈沖信號，MCU根據此脈沖頻率，計算出轉軸的轉速。

G. 測量聲速是，為什麼要調整低頻信號發生器的輸出頻率，使發射換能器處於諧振狀態

測速原理：
v=
f*l
~來(f為聲波頻率自，l為聲波波長)
為此我們需要測得
f和l
測f：利用諧振現象，當發射換能器處於諧振狀態時，其諧振頻率即聲波頻率，由此定出f
；
~此原因之一~
測l：實驗裝置採用柱波測距原理，相鄰兩波幅間距=相鄰兩波節間距=l/2，為觀測准確以減小實驗誤差，選取測量波幅間距，對應相鄰諧振距離的間距；
~此原因之二~

H. 怎樣用CD40106晶元分別產生1Hz和50Hz的時鍾信號

一.電機調速模塊.
我們的設計思路是先產生占空比可調的方波(方法有多種,一是用555構成多諧振盪器.二可以利用單片機產生PWM方波)+4功率器件構成的H橋電路,用以驅動直流電機轉動.當然還許多驅動方案,比如三極體-電阻作柵極驅動\低壓驅動電路的簡易柵極驅動,還有可以直接用個MCU產生PWM外加一個MOS管驅動也可以.
1.1直流電機驅動電路的設計目標
在直流電機驅動電路的設計中，主要考慮一下幾點：
1． 功能：電機是單向還是雙向轉動？需不需要調速？對於單向的電機驅動，只要用一個大功率三極體或場效應管或繼電器直接帶動電機即可，當電機需要雙向轉動時，可以使用由4個功率元件組成的H橋電路或者使用一個雙刀雙擲的繼電器。如果不需要調速，只要使用繼電器即可；但如果需要調速，可以使用三極體，場效應管等開關元件實現PWM（脈沖寬度調制）調速。
2. 性能：對於PWM調速的電機驅動電路，主要有以下性能指標。
1）輸出電流和電壓范圍，它決定著電路能驅動多大功率的電機。
2）效率，高的效率不僅意味著節省電源，也會減少驅動電路的發熱。要提高電路的效率，可以從保證功率器件的開關工作狀態和防止共態導通（H橋或推挽電路可能出現的一個問題，即兩個功率器件同時導通使電源短路）入手。
3）對控制輸入端的影響。功率電路對其輸入端應有良好的信號隔離，防止有高電壓大電流進入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或者光電耦合器實現隔離。
4）對電源的影響。共態導通可以引起電源電壓的瞬間下降造成高頻電源污染；大的電流可能導致地線電位浮動。
5）可靠性。電機驅動電路應該盡可能做到，無論加上何種控制信號，何種無源負載，電路都是安全的。
考慮到以上的因素我們採用555多諧振盪器產生占空比可調的方波+4功率器件構成的H橋來驅動直流電機.電路圖如下:
1.2、電機調速模塊的電路圖功能分析
555通過可調電阻可以實現占空比可調的方波，即組成占空比可調的多諧振盪器。
多諧振盪器實現占空比可調的方波的功能分析：
電源接通瞬間，電容C2上的初始電壓為0，施密特觸發器輸出電壓為U為高電平，與此同時由於集電極開路輸出端（7腳）對地斷開，電源通過R5、R7開始對電容C充電，電路進入暫穩態I狀態。此後電路按下列四個階段周而復始地循環，產生周期性的輸出脈沖。
（1） 暫穩態I階段，VCC通過R5。R7向電容C充電，電容C的電壓Uc按指數上升，在UC高於2/3VCC之前，定時器暫時維持『1』的狀態，輸出為高電位。
（2） 翻轉I階段，電容C繼續充電，當Uc高於2/3VCC後，定時器翻轉為『0』的狀態，輸出為低電位。此時，集電極開路輸出端（7腳）由對地斷開變為導通。
（3） 暫穩態II階段，電容C開始經歷R7、R6對地（7腳）放電，Uc按照指數下降，在Uc低於1/3VCC之前，定時器依然維持『0』的狀態。輸出為低電位。
（4） 翻轉II階段，電容C繼續放電，當Uc低於1/3VCC後，定時器翻轉為『1』狀態，輸出為高電位。此時，集電極開路輸出端（7腳）由對地導通變為對地斷開。此後，振盪器又回復到暫穩態I狀態。
（5） 可以通過調節R6的大小來調節定時器輸出方波的占空比。
Uln2003晶元是16腳七路電機驅動晶元，這塊晶元在這里可以看作是七非門晶元，作用是保證10腳和14腳的輸出SINGLE1和SINGLE2的輸出為一高一低。晶元中的二極體起到分流的作用。電路圖的右部分的作用是通過調節電機的正轉與反轉來調節電機的轉速，當SINGLE1為高 SINGLE2為低時，三極體Q2,Q3,Q5導通，Q1,Q4,Q6截止，電機1端通過Q5接地，Vcc通過Q2直接押在電機2端，此時電機2端電位高於1端，電機反轉；當SINGLE1為低SINGLE2為高時，電機正轉。當某一時刻占空比大於50％時，電機呈現正轉加速或是反轉減速狀態；某一時刻占空比小於50％時，電機呈現正轉減速或是反轉加速狀態。電機就是通過矩形波占空比的不同來調節轉速的，電機呈現出來的轉速是平均速度。
二.電機測速模塊電路以及功能分析
我們的設計思路是利用光電隔離器件以及BCD計數器實現直流電機測速模塊電路.利用電機轉動時帶動紙片遮擋光耦,使其發光二極體發出的紅外光被其中的光敏三極體所接收,通過BCD計數器最後將在單位時間內轉動的轉數給顯示出來.
電路圖如下:
1.3、電機測速模塊整個電路以及其他功能分析
1.3.1晶元功能分析
CD40192:
可預置BCD加/減計數器(雙時鍾) NSC\TI///J1J2J3J4是可以預設數字的輸入，Q1Q2Q3Q4是加減計數的輸出。C0是進位端接高位的UP（加計數器）。BO是借位端圖上不接，為空腳。ENABLE是使能端。VSS接地，VCC接電源。DOWN是減計數器。
CD4511 BCD鎖存、7段解碼,驅動器：
//A、B、C、D分別接BCD加減計數器的輸出端，鎖存數字。再7段解碼將其輸出到數碼管。
CD40106 六施密特觸發器：
NSC\TI //輸入信號為A，輸出信號為A反，對輸入的脈沖進行整形並取反，使高位計數器的加計數能夠計數。
1.4、接受板子整個電路圖功能分析
光電耦合器OPTOISO1，當其接受到光信號，LED放光，三極體飽和導通，晶體管Q1導通，因為電阻R3 為47K，大部分的電壓分壓在電阻上了，A為低電平。若沒有接受到光的話，A為一高點平，這樣在A端形成了一個負脈沖，再經過CD40106 六施密特觸發器對脈沖進行整形並且取反，得到A的非為一正脈沖（指的是沒有光的時候為低電平，有光信號的時候為高電平）。
經過六施密特觸發器的脈沖信號再接到CD40192的UP端使BCD計數器件1為加計數器。又兩個CD40192ENABLE是使能端一起接在enable信號上。
REST信號也相連一起通過按鍵S1接VCC高電平/通過R9 10K接地。這樣只要按S1就可以實現REST重置清零。不按S1的就照常計數。
Enable使能信號的產生:是通過按鍵S1和555晶元以及相應的RC電路,實現一定時間的延時,也就是意味著一按S1,在定時T(由RC值確定)的時間內,計數器在計數,將光電耦合器接受到的恆定脈沖個人給計數,定時時間到的話就停止.這樣的話可以將電機的速度給測出來.定時時間為0.5S~1.0S.
驅動CD40192工作,我們對照圖2來分析這個定時器的功能。 當一上電的時候, 3

I. 關於用於齒輪測速的接近開關和霍爾感測器的區別

1、接近開關是靠接近金屬物時使其內部的振盪電路停振來發出信號的。
2、霍爾感測器是一種能夠產生霍爾電動勢的半導體感測器。
3、霍爾感測器工作帶寬很高是接近開關無法比擬的。如果用於低速使用效果區別不大，測量高速建議採用霍爾感測器。

J. 請問電子狗真的能測出流動和固定的測速嗎

電子狗能測出流動和固定測速。

電子狗有兩種：

1、DSA電子狗：

工作原理是GPS定位；主要內應用容於固定測速，紅綠燈，高速出口提示等；常與導航結合使用。

2、雷達探測器型電子狗：

工作原理是依靠實時接收測速雷達發出的電磁波來實現預警，也就是多普勒定理的第二應用。主要用於對付雷達測速和微波雷達測速等。不論固定還是流動。不過現在流動測速多為雷達測速，故很多人曲解為流動電子狗。

拓展資料：

電子狗又稱駕駛安全預警儀，是一種車載裝置，由硬體系統和軟體系統所組成，包括雷達、GPS定位、中央處理器和智能測速預警系統。主要是利用GPS衛星定位及雷達信號檢索，提前提醒車主電子眼或測速雷達等測速設備的存在，防止因為超速等違規而被罰款和扣分。它分為普通電子狗、智能電子狗、雲電子狗等。

參考資料：電子狗-網路