微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)任務(wù)8直流電機(jī)的PWM調(diào)速控制ppt課件

1、 義務(wù)8：直流電機(jī)的PWM 調(diào)速控制 任務(wù)義務(wù)描畫(huà)： 經(jīng)過(guò)調(diào)理實(shí)驗(yàn)箱上的電位器旋鈕輸入模擬量，單片機(jī)控制輸出脈沖的脈寬，從而控制直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 學(xué)習(xí)內(nèi)容：學(xué)習(xí)內(nèi)容：一、A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能目的及分類二、并行 ADC0809芯片的引腳功能三、單片機(jī)與ADC0809的典型連線與編程四、常用開(kāi)關(guān)量的驅(qū)動(dòng)方法及單片機(jī)系統(tǒng)隔離方法五、PWM控制 模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口A/D一、A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能目的及分類1、A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能目的上圖描畫(huà)了A/D轉(zhuǎn)換的過(guò)程1轉(zhuǎn)換精度通常用分辨率和量化誤差來(lái)描畫(huà)2分辨率：分辨率=UREF/2N，表示輸出數(shù)字量變化一個(gè)相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。3量化誤差：是指

2、零點(diǎn)和滿度校準(zhǔn)后，在整個(gè)轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)的最大誤差，通常是已相對(duì)誤差的方式出現(xiàn)。以LSB為單位，如8位A/D轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓為5V時(shí)，1LSB20mv,量化誤差1LSB/210mv4轉(zhuǎn)換時(shí)間指A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換完一次A/D轉(zhuǎn)換所需時(shí)間，時(shí)間越短，表示順應(yīng)輸入信號(hào)快速變化才干越強(qiáng)。按照信號(hào)傳輸方式分為：并行A/D和串行A/D2 2、A/DA/D轉(zhuǎn)換器的分類轉(zhuǎn)換器的分類 按照轉(zhuǎn)換原理分位按照轉(zhuǎn)換原理分位: :逐次逼近式、雙積逐次逼近式、雙積分式、分式、V/FV/F變換式變換式3 3、ADC0809ADC0809的芯片引腳及主要性能目的的芯片引腳及主要性能目的主要性能：主要性能： 分辨率分辨率 8 8 位；位

3、； 轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間100100s s； 溫度范圍溫度范圍-40 -40 +85 +85 ； 可運(yùn)用單一的可運(yùn)用單一的 +5V +5V電源；電源； 可直接與可直接與CPUCPU銜接；銜接； 輸出帶鎖存器；輸出帶鎖存器； 邏輯電平與邏輯電平與TTLTTL兼容。兼容。ADC0809有有28條引腳。條引腳。OEADC0809共有28個(gè)引腳，其主要引腳信號(hào)為： START為起動(dòng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換引腳，當(dāng)START=1時(shí)，開(kāi)場(chǎng)起動(dòng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換。 EOC為模/數(shù)轉(zhuǎn)換終了引腳 ，轉(zhuǎn)換終了，該引腳輸出高電平。 OE為輸出允許控制，該引腳用于控制選通三態(tài)門。當(dāng)OE=1時(shí)三態(tài)門翻開(kāi)，模/數(shù)轉(zhuǎn)換后 得到的數(shù)字量才可經(jīng)過(guò)三態(tài)門

4、到達(dá)數(shù)據(jù)總線，進(jìn)而被讀入CPU。 CLOCK為外加時(shí)鐘輸入引腳，其頻率為50-800KHZ，運(yùn)用時(shí)常接500-600KZ。 ALE為模擬通道鎖存信號(hào)，當(dāng)此引腳由低電平到高電平跳變時(shí)將加到C，B，A 引腳的 數(shù)據(jù)鎖存并選通相應(yīng)的模擬通道。 三、單片機(jī)與三、單片機(jī)與ADC0809ADC0809的典型連線與編程的典型連線與編程可以用中斷、查詢和延時(shí)等待三種方式編制程序。可以用中斷、查詢和延時(shí)等待三種方式編制程序。1 1、中斷方式、中斷方式 將將ADC0809ADC0809的的EOCEOC端經(jīng)過(guò)非門之后和單片機(jī)端經(jīng)過(guò)非門之后和單片機(jī)的外部中斷的外部中斷0 0銜接銜接CLKABCD0D7STARTALE

5、OEEOCIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADC0809D0D7Q0Q7GOE74LS373WRRDP2.7P0.0ALEP0.780C51INT0A0-A21112、查詢方式CLKABCD0D7STARTALEOEEOCIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADC0809D0D7Q0Q7GOE74LS373WRRDP2.7P0.0ALEP0.780C51INT0A0-A211P1.0 ADC0809的EOC端和P1.0相連。不斷查詢P1.0的形狀即可得知A/D轉(zhuǎn)換能否終了。 3、延時(shí)等待CLKABCD0D7STARTALEOEEOCIN0IN1IN2IN3IN4IN

6、5IN6IN7ADC0809D0D7Q0Q7GOE74LS373WRRDP2.7P0.0ALEP0.780C51INT0A0-A211ADC0809的EOC端不用和80C51相銜接，而是根據(jù)時(shí)鐘頻率計(jì)算出A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間，略微延伸后直接讀取A/D轉(zhuǎn)換值。大于128us 試比較三種方式，說(shuō)出優(yōu)缺陷 4、ADC0809的運(yùn)用例：將單片機(jī)上0-5V的模擬信號(hào)進(jìn)展A/D轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)過(guò)指示燈或者LED數(shù)碼管進(jìn)展顯示，調(diào)理輸入電壓，可以從指示燈或者LED數(shù)碼管上看到值的變化。5、擴(kuò)展知識(shí)：串行A/D ADC0832及其接口電路隨著單片機(jī)技術(shù)的開(kāi)展，串行接口電路得到越來(lái)越多的運(yùn)用，A/D轉(zhuǎn)換電路同單片機(jī)

7、的接口電路除了并行擴(kuò)展之外，還有串行銜接方式。80C51P1.0R1VTVCCVLR2+5V四、常用開(kāi)關(guān)量的驅(qū)動(dòng)方法及單片機(jī)系統(tǒng)隔離方法1、驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管常見(jiàn)發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流普通為5-10mA，而單片機(jī)的I/O口的輸出電流普通為幾十uA，加正向電壓，導(dǎo)通之后的管壓降為1-2V，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)二極管的典型電路如以下圖所示：1)驅(qū)動(dòng)端口可用P0-P3口中恣意一端P0口應(yīng)加上拉電阻，輸出低電平，LED亮，反之那么暗。2)驅(qū)動(dòng)限流電阻R1可取10K-100K，可視驅(qū)動(dòng)三極管的值而定，值大，那么R1可略大。R1大，可減小流過(guò)80C51的電流，降低功耗。3)驅(qū)動(dòng)晶體管VT，灌電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)選取PNP三極管

8、，普通選取9014、9012.9014的值較大，Icm較??；9012的值略小，Icm較大。4)發(fā)光二極管VL限流電阻R2，可根據(jù)VL電流而定，VL電流普通取5-10mA，電流大，亮度高。2、驅(qū)動(dòng)繼電器驅(qū)動(dòng)繼電器主要思索以下兩個(gè)要素:1)繼電器線圈額定電壓。假設(shè)額定電壓為5V、6V，按照?qǐng)D5-3-2銜接，假設(shè)額定電壓大于6V，那么按照?qǐng)D5-3-3銜接，假設(shè)額定電壓為AC 220V，那么運(yùn)用光耦合器。2)繼電器線圈驅(qū)動(dòng)電流。普通來(lái)講，額定電壓低，驅(qū)動(dòng)電流大，觸電容量大，驅(qū)動(dòng)電流大。可根據(jù)線圈驅(qū)動(dòng)電流大小，選用有足夠輸出電流的晶體三極管，且三極管的值要大，值大時(shí)，80C51的驅(qū)動(dòng)電流可小一些。需求指

9、出的是要適中選取R1，R1過(guò)大，驅(qū)動(dòng)電流缺乏，繼電器會(huì)出現(xiàn)“顫抖。二極管VD的作用是防止換路時(shí)，繼電器產(chǎn)生感應(yīng)電壓損壞晶體三極管 80C51P1.0R1VT1+5V繼電 器VD80C51P1.0R1VT1+5V繼電器VD+12VR2VT23、光電隔離接口 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，有時(shí)要將強(qiáng)電回路與單片機(jī)弱電供電回路隔離，以有效抑制強(qiáng)電干擾信號(hào)，常見(jiàn)的隔離方式是變壓器耦合和光耦合，變壓器耦合只能用于傳送交變信號(hào)，且體積大、量重、功耗大，還會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。光耦合技藝用于傳送交變信號(hào)，又能用于傳送直流信號(hào)，且體積小、量輕、功耗小，抗干擾強(qiáng)。 光耦合器件有多種類型，最常用的是光敏二極管構(gòu)成的光耦合器，以下

10、圖是80C51與光耦合器的典型銜接電路，試分析以下電路中，輸出高低電平常，光耦合器的任務(wù)形狀。IC180C51P1.0R1VT1+5VR3R2+VCCU0IC180C51P1.0R1VT1+5VR2+VCCU0R3需求指出的是：1)光耦合器中的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電流較大，運(yùn)用晶體三極管或者有足夠輸出電流的門電路擴(kuò)展80C51的輸出電流2)既然是隔離，強(qiáng)電回路的接地端與弱點(diǎn)回路的接地端不能銜接在一同，否那么隔離只是一句空話。4、驅(qū)動(dòng)晶閘管 晶閘管常用于單片機(jī)控制系統(tǒng)中交流強(qiáng)電回路的執(zhí)行元件，普通來(lái)講，據(jù)需求光耦合器隔離驅(qū)動(dòng)，圖5-3-5為驅(qū)動(dòng)雙向晶閘管典型運(yùn)用電路。IC180C51P1.0R1VT1

11、+5VR2R3R4R5VT2RLAC 220V+VCC80C51P1.0R1VT1+5VR2MOC3041BCRR3R4RLAC 220V 為減小驅(qū)動(dòng)功率和減小晶閘管觸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的干擾，用于交流電路雙向晶閘管的觸發(fā)常采用過(guò)零觸發(fā)，因此上述電路還需求正弦交流過(guò)零檢測(cè)電路，在過(guò)零時(shí)產(chǎn)生脈沖信號(hào)引發(fā)80C51中斷，在中斷效力子程序中發(fā)出晶閘管觸發(fā)信號(hào)，并延時(shí)關(guān)斷。這就添加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，一種較為簡(jiǎn)單的方法是采用新型元件，圖5-3-6為過(guò)零檢測(cè)觸發(fā)晶閘管電路，MOC3041能在正弦波交流過(guò)零時(shí)自動(dòng)導(dǎo)通，觸發(fā)大功率雙向晶閘管導(dǎo)通。從而省去了過(guò)零檢測(cè)及觸發(fā)等輔助電路，并降低了資料本錢，提高了可靠性。圖中，R3為MOC3041觸發(fā)限流電阻，R4為BCR門級(jí)電阻，防止誤觸發(fā)，提高抗干擾性。五、PWM控制1、PWM引見(jiàn)PWM意為脈沖寬度調(diào)制，是經(jīng)過(guò)控制固定電壓的直流電源開(kāi)關(guān)頻率，改動(dòng)負(fù)載兩端的電壓，從而到達(dá)控制要求的一種電壓調(diào)整方法。PWM可以運(yùn)用在很多方面，比如：電機(jī)調(diào)速、溫度控制、壓力控制等。 在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)電源，并且根據(jù)需求改動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)“接通和“斷開(kāi)時(shí)間的長(zhǎng)短。經(jīng)過(guò)改動(dòng)直流電機(jī)電樞上電壓的“占空比來(lái)到達(dá)改動(dòng)