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小直流电机的调速

时间:2024-03-28 16:30:01    作者:服务与支持

  解决:8253计数器为减1计数,则初值减现值得计数值。对程序进行调试分析,0.25S采一次数,发现在下一次计数时计数初值并没有重新装入,起初认为是8253计数器0工作方式的问题,但改变其工作方式并未处理问题,最后修改程序,用上次计完数的值减此次计数后的值得计数值进行显示,成为一个累减的过程。这样修改后显示正确,但是减为零时的计数值需避过,否则会有错误。

  在此设计中,选用计数器0工作在方式二作为计数器,对霍尔元件产生的转速脉冲进行计数;用计数器1工作在方式二作为定时器,定时0.25S,可循环定时,每次定时到会产生负脉冲,利用其上升沿作为8259的中断信号,在中断服务中对所计数进行显示。

  解决:经请教老师,发现是设计思路有误。开始时,我们是用8255检测按键状态,通过对PC口的置位和复位控制计数器8253的门控信号,以此控制计数的停止来产生中断再显示计数。老师讲每个芯片的工作都是有时延的,这样连接下来,时延就比较大了,不能准确的测速,甚至异常的显示。分析后我们直接用定时计数器1的OUT1作为8259的中断信号,利用其计数定时到的上升沿产生中断,对计数进行显示。

  (6)测速功能:在一段时间内对霍尔元件产生的脉冲数计数,从而求得电机转速,并在数码管显示。

  在硬件上,所用到的芯片主要有:CPU8086、并行通信接口芯片8255A、可编程定时计数芯片8253、可编程中断控制器8259A、以及键盘扫描显示芯片8279。

  (1)电机转速的控制:电机转速大小的控制能够最终靠改变加于电机两端的电压来实现,选用DAC0832芯片实现数字量到模拟量的转化,设置电机转速给定值,不同的数字量对应输出不同的电流,再通过一个高输入阻抗的线得到相应的模拟电压信号,从而控制电机转速。

  4、显示模块:利用可编程键盘/显示接口8279,8279可为64键的接触式按键阵列提供扫描接口,显示部分能为发光二极管、数码管、液晶显示器等提供扫描显示接口。由于它本身可提供扫描信号,因而可代替微处理器完成键盘和显示器的控制,单个芯片就能完成键盘输入和LED显示控制两种功能。

  在此设计中,通过调用8279显示函数在晶体管上显示开关状态和电机运行速度。

  设计中用到的有8253、8255,8259的初始化程序,各开关状态检测及电机速度控制子程序,以及调用库函数DISPLAY8显示程序,中断服务程序,延时子程序等。

  DAC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片,集成电路内有两级输入寄存器,使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式。其由倒T型R-2R电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压VREF四大部分所组成。运算放大器输出的模拟量与输入的数字量成正比,以此来实现D\A转换。

  (2)按档调速功能:直流电机可有三个转速,分为一、二、三档,其中按下按键“一”电机在低速档运行;按下按键“二”电机在中速档运行;按下按键“三”电机在高速档运行。

  (3)连续调速功能:按下“加速”键,编程控制DA0832输入数字量累加,直流电机可在原速基础上升速;按下“减速”键,编程控制DA0832输入数字量自减,直流电机可相对原速减速。

  (2)按键状态的检测及显示:设K1、K2、K3为一、二、三档,K4为停止键,K5、K6为加速和减速键。选用8255芯片PA口读取按键状态从而控制电机在不同档运行以及电机加速或减速,并能通过8255的PB口输出控制相应按键指示灯的亮灭以及利用8279芯片得到数码管相应的显示,如:在一档,其灯亮,且显示“1”。

  在主程序中有8253、8255、8259的初始化以及开关状态检测程序,检测到某开关闭合转入相应的档位子程序或连续加减速子程序并进行速度的输出,控制电机的调速。为实现测速,加入了中断服务程序,0.25S产生一次中断,即0.25S采一次值,进入中断服务程序,锁存计数值并计算得所记脉冲数进行显示,即为电机的转速。

  (1)加跳转指令进行调试:若程序中出现逻辑错误,可在某一句的后边加跳转指令,跳过下一段指令,以检测前面的程序是否有问题。这样做才能够缩小查找问题的范围,以察觉缺陷之所在。

  (2)单步进入进行调试:星研软件中可进行单步调试,这样做才能够掌握指令的执行顺序及跳转的位置,并可观察每一步运行后寄存器内值的变化,从而发现一些问题。

  (5)按下K4键LED4亮,状态显示04,为停止档,电机停止运行,晶体管高两位显示00。

  (6)按下K5键LED5亮,状态显示AA,为连续加速档,电机在原速上逐渐加速,直至最高速度后以最高速度运行,速度显示增加至显示最高速。

  (7)按下K6键LED6亮,状态显示DD,为连续减速档,电机在原速上逐渐减速,直至停止,速度显示逐减至显示00。

  利用实验装置,设计一个直流电机控制管理系统的原理线路,编制应用程序,实现直流电机的转速控制。操作和功能要求如下:

  DAC0832输出的是电流,本设计中需用输出电压控制电机转速,所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。

  DAC0832外部线、按键控制模块:利用并行接口通信8255芯片,其有三个8位的并行I/O端口为PA、PB、PC,一个控制端口,运用可编程功能对控制端口写入不同的控制字可定义PA、PB、PC的工作方式或者直接对C口进行操作。

  先在星研软件下编好程序进行编译链接,若无语法错误,则与硬件连接,全速运行,看预期功能是否实现,若有逻辑错误,可进行:

  (3)转速的测量及显示:利用霍尔传感器产生转速脉冲,用8253芯片设计定时/计数电路通过脉冲计数测得转速。可用8253的CT0记脉冲数,CT1定时到利用8259产生中断,显示计数。经分析,实验时电机旋转一圈可产生4个脉冲,则可以定时0.25S产生中断,利用8279对计数进行显示,即为转速。

  在此设计中,用PA、和PB工作在基本输入输出方式,PA输入开关状态,PB作为输出口控制8个LED的亮灭。8255接线有3个完全独立的16位定时计数器:CT0、CT1、CT2,均为减法计数器,可预置计数初值,有6种可选择的工作方式,写入相应控制字,以实现计数、定时、分频等功能。

  (1)开始运行时,电机停止,未按键前,状态灯全灭,状态显示00,转速显示00。

  (2)按下K1键LED1亮,状态显示01,表示为一档,电机以低速运行,晶体管高两位显示对应速度。

  (3)按下K2键LED2亮,状态显示02,表示为二档,电机以中速运行,晶体管高两位显示对应速度。

  (4)按下K3键LED3亮,状态显示03,表示为三档,电机以高速运行,晶体管高两位显示对应速度。

  (1)在调速方面既能直接的选择低、中、高某一档位让电机运行,要想更精准的调速,可使用连续加减速按键加或减至自己想要的速度让电机以此速度运行。可见,此系统的调速是灵活的。

  (2)本设计有速度显示功能,将此刻的电机转速成为可观量,切实的掌握电机转速,从而按主覌要求要求进行调速。

  (3)在测速时,采用定时到产生中断进行计数显示的方法,时延比较小,较为精确。

  (4)停止功能:设有停止键,控制电机的停止运行。调节电位器改变DA0832的基准电压,使得初值00H对应的输出电流为0,从而电机停止运行。

  (5)改变转向功能:原理上,调节DAC0832的基准电压,使得某一中间值对应转速为零,则在输入数字量大于此值时为正电压,电机正转;再输入数字量小于此值时为负电压,电极反转。

  解决:通过对实验箱上的LED进行电平测试,发现所采用的8个LED灯是在接低电平的情况下亮的,由此,应对8255的A口输入量取反后再由B口输出控制灯的亮灭,这样开关状态刚好与状态灯的亮灭对应,解决了此问题。

  此设计要求利用实验装置,设计一个直流电机控制管理系统的原理线路,编制应用程序,实现直流电机转速控制的功能,并且进一步可增加转速测量的功能。系统功能具体实际的要求及分析如下:

  (1)开始运行,电机停止:未按任何键之前,设定初值,使经DA0832转换后的电流为零,电机不转。

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