（基于单片机具有ad和da功能信号测控装置）（最终版）
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内容简介：&&&> （基于单片机具有ad和da功能信号测控装置）（最终版） 。运算放大器有三个特点：⑴开环放大倍数非常高，一般为几千，甚至可高达10万。在正常情况下，运算放大器所需要的输入电压非常小。⑵输入阻抗非常大。运算放大器工作时，输入端相当于一个很小的电压加在一个很大的输入阻抗上，所需要的输入电流也极小。⑶输出阻抗很小，所以，它的驱动能力非常大。本设计采用实际较为常用的5G24型放大器。表15G24引脚功能表4.4调理电路在工业控制中各类传感器常输出标准电流信号4~20mA，为此，常要先将其转换成±10V的标准电压信号，以便送给各类设备进行处理。这种转换电路以4mA为满量程的0%对应-... 。运算放大器有三个特点：⑴开环放大倍数非常高，一般为几千，甚至可高达10万。在正常情况下，运算放大器所需要的输入电压非常小。⑵输入阻抗非常大。运算放大器工作时，输入端相当于一个很小的电压加在一个很大的输入阻抗上，所需要的输入电流也极小。⑶输出阻抗很小，所以，它的驱动能力非常大。本设计采用实际较为常用的5G24型放大器。表15G24引脚功能表4.4调理电路在工业控制中各类传感器常输出标准电流信号4~20mA，为此，常要先将其转换成±10V的标准电压信号，以便送给各类设备进行处理。这种转换电路以4mA为满量程的0%对应-10V；12mA为50%对应0V；20mA为100%对应5V。参考电路见图9所示。图94-20MA电流转电压电路在与电流输出的传感器接口的时候，为了把传感器(变送器)输出的1-10mA或者4-20mA电流信号转换成为电压信号，往往都会在后级电路的最前端配置一个I/V转换电路。单片机前可配置一个由运算放大器组成的缓冲处理电路，增加这级运算放大器可以起到对零点的处理会变得更加方便，无需耗用单片机的内部资源，尤其单片机是采用A／D接口来接受这种零点信号不为零电压的输入时，可以保证A/D转换位数的资源能够全部应用于有用信号上。以4～20mA例，图中的RA0是电流取样电阻，其值的大小主要受传感变送器供电电压的制约，当前级采用24V供电时，RA0经常会使用500Ω的阻值，对应20mA的时候，转换电压为10V，如果仅仅需要最大转换电压为5V，可以取RA0=250Ω，这时候，传感变送器的供电只要12V就够用了。因为即使传送距离达到1000米，RA0最多也就几百Ω而已。同时，线路输入与主电路的隔离作用，尤其是主电路为单片机系统的时候，这个隔离级还可以起到保护单片机系统的作用。图采用的是廉价运放1458，其对零点的处理是在反相输入端上加入一个调整电压，其大小恰好为输入4mA时在RAO上的压降。有了运算放大器，还使得RAO的取值可以更加小，因为这时信号电压不够大的部分可以通过配置运放的放大倍数来补足。这样，就可以真正把4～20mA电流转换成为0～5V电压了。经电路分析，可知流过反馈电阻Rf的电流为(Vo-VN)/Rf与VN/R1＋(VN-Vf)/R5相等，由此，可推出输出电压Vo的表达式：Vo=(1+Rf/R1+Rf/R5)×VN-(R4/R5)×Vf。由于VN≈Vp＝Ii×R4，上式中的VN即可用Ii×R4替换，若R4＝200Ω，R1＝18kΩ，Rf＝7.14kΩ，R5＝43kΩ，并调整Vf≈7.53V，输出电压Vo的表达式可写成如下的形式:当输入4－20mA电流信号时，对应输出0－5V的电压信号。4.5稳压电源为了使单片机能更稳定的工作，必须保证有一个稳定的电压输入。所以接入一个+5V稳压电源。7805为典型三端IC稳压集成电路。图9稳压电源模块4.6键盘模块加入键盘是为了便于人机互动，方便工作人员即时调整工况，调节系统的允许工作范围。由P1.0-P1.3口控制。其中，S2是用于进入键盘调节模式和退出键盘调节模式；S3是用于增加上限值；S4用于减小上限值；S5用于增加下限值；S6用于减小下限值。图10键盘电路4.7LED显示电路加入LED显示是为了便于人机互动，方便工作人员及时了解此时工况。采用74LS164驱动数码管。图11LED显示电路74HC164、74HCT164是高速硅门CMOS器件，与低功耗肖特基型TTL(LSTTL)器件的引脚兼容。74HC164、74HCLXIANSHIMOVDPTR,#07F00HMOVX@DPTR,AnopnopSETBEX0RETIXIANSHI：MOVB,#100；LED显示程序DIVABMOV50H,amova,bmovb,#10divabmov51h,amov52h,bDISP：MOVR0,#52HMOVR7,#03HNEXT：MOVA,@R0MOVDPTR,#DDSEGMOVCA,@A+DPTRMOVSBUF,AJNBTI,$CLRTIdeCR0DJNZR7,NEXTDELLAY：MOVR4,#255NEXT12：MOVR5,#255NEXT11：NOPNOPNOPDJNZR5,NEXT11DJNZR4,NEXT12RETDDSEG：DB03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09H6结论本设计能在广泛的领域运用并取得了良好的效果.实践证明,该系统具有操作方便,通过这次学习对单片机的运用有了更深的了解，对单片机的运用更加熟练。对论文的书写格式也有了很深的帮助。其次，在本次设计过程中，自学了protues与protel软件。今后才需要多加练习才能更加熟练。参考文献[1]J.Basak,B.Chanda,D.D.Manjumder,Onedgeandlinelinkingwithconnectionistmodels,IEEETrans.Systems,ManCybernet.24(3)413–428,1994.[2]冯显英,葛荣雨.基于数字温湿度传感器SHT11的温湿度测控系统.自动化仪表,):59-61[3]姜学军.计算机控制技术.清华大学出版社,2006[4]郝晓松,彭天好,刘佳东等.基于单片机的变转速液压测控系统的研究.矿山机械,2010，(6):22-26[5]高峰，崔金宝，曲建岭.基于80C198单片机的压力模糊测控系统.仪表技术，2004，(1):28-29[6]冯显英,葛荣雨.基于数字温湿度传感器SHT11的温湿度测控系统.自动化仪表,):59-61T164是8位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。数据通过两个输入端（DSA或DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。时钟(CP)每次由低变高时，数据右移一位，输入到Q0，Q0是两个数据输入端（DSA和DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。主复位(MR)输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。4.8声光报警电路当系统正常运行时，绿灯亮。当传感器所采集的信息通过单片机处理，如果超过设置的上限值或低于下限值时，蜂鸣器进行报警，红灯亮起。其电路图如图12所示。图12声光报警电路4.9整体硬件设计图图13整体设计电路图5系统软件设计5.1主程序框图图14主程序框图开始启动A/D转换，同时将A中的数据送入D/A启动转换开中断设置报警电路初始值为红灯灭绿灯亮设置上下限初始值设置DPTR初始值踏步等待5.2键盘控制程序框图图15键盘控制程序框图开始关中断保护现场红灯、绿灯熄灭现场恢复返回查询S3是否按下查询S4是否按下查询S5是否按下查询S6是否按下查询S2是否按下增加上限减少上限增加下限减少下限YYYYYNNNNN5.3数据转换程序框图图16数据转换程序框图开始关中断保护现场读取A/D转换的结果现场恢复返回结果是否大于上限结果是否小于下限调用显示子程序报警调用显示子程序启动下一次转换YYNN5.4显示子程序框图图17显示子程序框图.开始将A/D转换结果的个、十、百位分别放...
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用DMX512控制电机，如何控制，或者需要加什么信号控制器！！推荐回答：DMX是Digital Multipiex 的缩写。ESTA是美国娱乐服务与技术协会。USITT DMX512/1990是调光和灯光控制台数据传输标准，是娱乐灯光领域常用的控制协议。以前0-10V模拟控制用的比较多，现在DMX512是娱乐灯光行业最主要的控制协议。USITT DMX512/1990是由美国剧场技术协会USITT提出的。最原始的版本出版于1986年，在1990年做了修改。DMX512信息包括2-513个字节，这些字节是符合EIA 485标准的网络上以每秒250千位的波特率发送字节。一个字节又和一个起始位和两个结束位一起组成一个帧。第一个字节是起始字节，接下来的字节是传送到控制设备上的数据。这一标准最开始是为调光器设计的，所以控制数据的第一个是回路1的，第二个字节给回路2，依次类推，直到最后在一根数据线传给总共512回路。DMX512控制协议假设接收器的最小存储量，然后连续不断的发送信息，即使没有一个值改变；速度高达每秒44次。但被控制的设备不能将错误或信息反馈到控制器上。在无线电理论基础中有一个长线理论，所谓“长线”是指传输线的长度可以与沿该传输线传播的电流波长相比拟时的线路。通常认为传输线的长度大于十分之一波长（l & ——l）时，即可认为是长线（也有人认为l & ——l就是长线）。因此长线并不一定是一条很长的线。如目前普通个人计算机的CPU的主频已经达到了千兆赫兹（G，109）数量级，主板的外频也相应达到了一、二百兆，因此小小的印刷线路板在设计时也要考虑长线问题。在长线情况下，一些普通的电路原理就不再适用，需要使用专门的传输线理论来分析。DMX512控制信号的传输速率为250kbps ，即每秒发送25万个二进制码，换句话说就是每秒发送25万个矩形脉冲。根据信号的频谱分析理论可知，矩形脉冲含有大量的高次谐波，即使只以其中频率最低的基波以及l & ——l 的条件来计算，当频率为250kHz时，波长为1200m，那么传输线大于120m就应视为长线。实际上其谐波是不容忽略的，这样这一距离就更短。因此DMX信号的传送必须作为长线来处理。二、电脑灯介绍：1．电脑灯的结构特点现在流行的电脑灯按结构形式来分大致有两种，一种是镜片扫描式电脑灯，另一种是摇头式电脑灯。镜片扫描式电脑灯，是靠灯体前部的灯头上一块反光镜片摆动来投射光束。镜片由俯仰和方位两个电机驱动，完成垂直和水平的摆动。其最大优点是：镜片很轻，控制起来非常方便快捷，能够产生非常快速的光束运动变化。其缺点是：受反光镜轴的影响，光束运动范围较小。因此，比较适合悬挂使用。摇头式电脑灯，是电脑灯起源时的最初设想形式，它的优点在于灯体转动带动光束运动，转动范围大，可做到360°旋转。这种运动效果能够在舞台上产生韵味十足的视觉感受。缺点是驱动摇头的电机功率较大，造成灯体较重。但随着科学技术的进步，这种缺点已经逐步得到克服，使得该种灯具近几年来得到了突飞猛进地发展，已经成为当今电视舞台上的主流电脑灯。其体积已经能够做到很小，重量能够做到很轻，使用起来已经非常方便。这种电脑灯的功能也是越来越全，从最初受技术限制只能做单纯的变色效果，已发展到同镜片扫描式电脑灯一样，能够产生出非常丰富的艺术效果的电脑灯。2． 电脑灯的功能特点作为现代灯具的典型代表，电脑灯的功能可以说是非常齐全：一般包括光线颜色变化、三基色组合变化、光线明暗变化、图案组合变化、图案旋转变化、棱镜效果变化、柔光效果变化、镜头光圈收缩变化、镜头调焦变化、镜头变焦变化、光束频闪变化等。近年来，一些电脑灯生产厂家已开始考虑将电脑灯同视频设备连接，使电脑灯能够投射出无限变化的图案，产生更加丰富灿烂的艺术效果。3． 电脑灯的控制特点电脑灯是由执行元件和控制元件组成的，电脑灯的每一种输出灯光的变化，即上述光束的运动、光线的颜色、投射的图案，光强的亮度等，都是由执行电机操纵特定的光学器件完成的。电脑灯的控制是由电脑完成的，每一个电脑灯配有一个或几个CPU，通过CPU的处理，把电脑灯控制台给出的体现灯光艺术创作的指令发送给每一个动作电机。这些控制指令是由电脑发出的一组组数字信号，电机的每一个动作变化对应着一个数字编码，输出光束的每一个变化对应着一组数字。现在普遍采用的控制信号是DMX512信号。4． 电脑灯的使用特点电脑灯的光源一般是气体放电灯泡提供的，输出的光是高色温光（k），而普通灯具输出光是低色温光（k）。因此，电脑灯一般适用于作为效果灯使用，通过电视摄像机（色温一般调整k）能够产生奇特灯光效果的优美电视画面。另外，由于电脑灯的造价较高，就造就了它的流动性使用特点。它不可能像普通灯具那样固定在演播室里，而是要根据节目制作的要求，随时更换使用位置和场地。流动过程中要不断地运输安装，极容易造成灯具的损坏。三、电脑灯使用中要注意的问题：1、地址编写：通常都是多台电脑灯由一台电脑控制台控制，这样一来控台与电脑灯之间就要有一个公共信号。电脑灯与控台之间以往常用的信号是0-10V信号（即模拟信号），它是直接利用低电压信号来控制灯具或硅箱，其优点是信号的产生、接受和处理比较简单，使用直观，维护也比较容易。缺点是信号传输比较麻烦，信号的抗干扰能力也较差。后来逐步使用数字信号，其优点是传送距离很长，抗干扰性较高，相同类型的数字信号还可以很容易作到相互组合。缺点是编码、接受设备复杂，而且在现有数字技术的条件下，它能容纳的光路信息有限。常用数字信号有两种：RS232信号和DMX512信号。DMX512信号是一种半行数字编码信号，使用范围越来越广，逐渐成为灯光控制的标准信号，以现有的传输比特率和信号处理能力，它可以将光路输出信号传输到512个光路中。使用DMX512时为保证信号传输准确，需在信号终端使用终端负载。。“终端负载”的具体接法如下：在一个五芯卡侬插头的2~3脚之间焊接一个90~120Ω 1/4 W的小型金属膜电阻，其阻抗的大小应参照调光台的使用说明书。DMX协议要求链路里使用五芯插件。在施工中只用三芯，即：1、2、3芯，4、5芯置空。电脑灯的编码也称地址编码，多台电脑灯同时使用就要给每台电脑灯设置不同的地址编码，这样电脑控台才能识别每一台电脑灯的位置。在设置地址编码时，必须了解电脑灯的通道，每台电脑灯都有它固定的通道，一般来说每个通道都对应一种功能，或者说对应一台独立的步进电机。在灯的尾部或头部设有一个DIP开关（高档电脑灯设有数码管显示屏），共有9个拨码。每个拨码对应一个数值即2N-1N为第几个拨码数，拨码对应的数值的总数为512。事例1：（简单介绍地址码的设置方法） 假设有三台电脑灯，第一台为14个通道，第二台为8个通道，第三台为10个通道，那么第一台灯地址码数为1，DIP开关拨码拨1（有些电脑灯DIP开关不拨即为0时，地址码数是1），第二台地址码数为15，DIP拨码拨1.2.3.4，第三台地址码数为23，DIP拨码拨1.2.3.5，可以看出当第一台电脑灯地址码为1时，那么第二台电脑灯的地址码即为第一台电脑灯的通道数加上第一台电脑灯的地址码数，同样第三台电脑灯的地址码等于第二台电脑灯的通道数加上第二台电脑灯的地址码数，最后将数字转换成DIP开关拨码的位置就完成了电脑灯的地址编码的设置。拨键号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10对应地址1 2 4 8 16 32 64 128 256 512事例2：（怎样保证使用同一个控制台，方便快捷的控制通道数不同的电脑灯）我们原有4台GSM的扫描式电脑灯，后又购入8台国产摇头灯。由于资金的原因，我们不可能购置新的通用型电脑灯控制台，为了解决这个问题，我们采取了如下的方法：我们先由原有电脑灯的4号灯（既最后一台扫描灯）引出一条信号线到新灯具的1号灯具，将所有的12台电脑灯串联在一起，由一条信号线路控制，解决了DMX512信号输出的问题；然后我们以两种灯具中通道数多的一种为标准来设置地址码，原有的GSM灯是16通道，新灯是8通道，我们就将地址码间的间隔设为16。这样就保证了每个灯具都受到良好的控制，而不会产生通道被覆盖的问题；最后，我们按照新灯每个通道的功能编制新的灯库，使控制台可以识别新灯具。这样我们就可以正确地使用灯具，进行各种编程。当然，这只是在条件有限的情况下的权宜之计，毕竟在使用上比较烦琐，有条件的话还是选择通用型电脑灯控制台为益。事例3：（电脑灯的信号线问题） 电脑灯是数字化设备，它们是通过信号线相互串接在一起的，执行来自电脑灯控制台提供的指令，来完成各种动作（光线的运动、色彩的变化、图案的变换等等）的。因此，信号线的重要性就可想而知了，如果某一条信号线存在隐患，就会造成整个系统的控制紊乱，无法正常运转。另外，还要注意信号线的控制长度问题，DMX允许有效传输距离为250m，通常情况下，信号线控制长度最好不要超过150m，否则，控制信号衰减严重，不能很好的控制电脑灯。如果信号线过长，就要考虑增加信号放大器。回想起来，我们在实际工作中遇到的许多故障，都是由信号线引起的。因此，在连接信号线之前对每一条信号线进行认真的测量，并在控制回路中适当增加信号放大器，是作者长期以来工作中得出的经验，往往能够达到事半功倍的效果。通常一个DMX512接口最多能驱动32台数字设备；假如接收端全部采用DMX487集成块来接收信号，那么一个DMX输出接口则能驱动128台数字设备。事例4：（电脑灯的供电电源问题） 在整个电视节目制作系统中，灯光系统用电量最大。供电部门一般是提供专门的电源变压器为灯光系统供电，电源输出的三相电，相电压是380V，而电脑灯的馈入电源是220V、50Hz。给电脑灯供电时要特别注意，不要将380V的相电压接入，否则，将烧毁电脑灯内的电路板，甚至会使整台灯具报废。每台电脑灯的用电功率问题也要注意，由于电脑灯内的用电设备很多，有各种电机，电路板，灯泡启动设备等。如果一台标定为1200W的电脑灯，其用电量一般为2000W左右。另外，还要注意电源的零线和地线问题，如果电脑灯的馈入电源保护地线连接不好，就有可能会造成灯具的损坏。四、控制台介绍：Pilot1600电脑灯控制台是意大利SGM的专用型控制台。这种控制台可控制16个通道内的由DMX512信号控制的电脑灯具，它可以存贮64个不同型号的灯库，最大可控灯数为16台电脑灯，（每个按键对应一个），其本身内置了数种GSM灯具的灯库。SGM PILOT1600电脑灯控制台操作说明一、面板按键介绍：1、MODE（模式）RECORD 记忆表演模式；PROGRAM 记忆节目（程序）模式；SCENE 选景模式；MANUAL 手动模式2、 EDIT KEYBOARD（编辑面板）MENU 目录；COPY 拷贝，复制；ESC 退出，返回；ENTER 确认3、 SELECTION（选择部分）1至16个按键在程序（PROGRAM）模式下选择的为程序号，在编辑景（SCENE）模式下选择的为灯号二、功能介绍1、 LED屏幕显示菜单：在电源接通后，屏幕显示控制台的版本号及控制台型号，按下确认（ENTER）键后，屏幕显示PROGR=----SCENA=-----此时控制台面板只有PROGRAM指示灯亮。在控制台面板上选择要编辑的程序号（即面板上1-16个数字键）。按下面板的目录（MENU）键，控制台进入主菜单，在屏幕上显示如下：MAIN MENU 主目录1、EDIT PROGR 编辑程序 2、EDIT REC 编辑记录3、SOFT PATCH 安装路径 4、SETUP 设置通过屏幕下方上下按键或右侧DATA ENTRY推杆选择主目录中的这四项。下面具体介绍每个菜单下的内容：1、EDIT PROGR 编辑程序菜单：按下确认键后屏幕显示：PROGRAM XXEDIT SCENE （编辑单景）通过上下键或右侧DATA ENTRY推杆选择UNIT MASK（选择单元）2、 EDIT REC 编辑记录菜单：此菜单内如果没有记录，会显示NO RECORD（没有记录）。3、SOFT PATCH 安装路径菜单：点按确认进入以后会显示如下例 V2009 01ADDR=001这是表示进入需要电脑灯的品名、型号、地址的设定。“V2009”表示灯名型号，“01”表示现在设定地址的灯号，“ADDR=001”表示地址号。通过屏幕下方上排的左右键选择控制台内部现有的电脑灯灯型，第二排左右键切换地址显示方式，通过上下键改变地址号。当要对下一台灯进行编辑时，点按控制台面板对应的1至16个数字按键。当所编辑的地址存在冲突时，屏幕中的灯号会闪烁，不断变换的号码就是两个冲突的电脑灯灯号。注：当地址编辑时,屏幕显示灯型和灯号的位置不停的闪烁,需要按ENTER (确认键),此时闪动的屏幕会静止下来,表示存储刚才的设置.然后才能进行下一电脑灯的地址设定.3、 SETUP 设置菜单：点按确认进入菜单，屏幕显示如下：SETUPCOD = ---- （提示密码输入）输入密码：数字“1996”，确认后进入下级菜单，在此菜单中可以编辑新的灯型，不过注意的是在编辑的灯型通道数最大为16通道。菜单显示内容如下：1、EDIT UNLBL 编辑新灯名称 2、EDIT EFLBL 编辑功能名称3、CFG UNIT 编辑单元（即电脑灯的通道数量，具体通道对应的功能，软硬设置等）4、 CFG RESVAL5、 CFG LMPVAL6、 STORE FILE 存储文件7、 LOAD FILE 调用文件8、 BACKUP 倒退9、 RESTORE 重新存储下面具体介绍灯库的编写方式：第一步、进入设置菜单（SETUP MENU），选择EDIT UNLBL（编辑新灯名称），点按确认。第二步、通过控制台面板右侧的推杆（DATA ENTRY）选择新灯名称字母，通过屏幕下方第二排左右按键挪动光标。第三步、编辑好新灯的全名后，按ESC键退出，此时屏幕会提示 SAVE？ Y/N； ENT/ESC即是否存储，点按ENTER键存储，ESC键退出不存储。第四步、在EDIT EFLBL（编辑功能名称）菜单里编辑效果功能名称，如果不需要添加或变动则直接进入下一步操作。第五步、选择CFG UNIT（编辑单元）菜单，点按确认进入，通过右侧推杆选择在第二步编辑好的电脑灯名称，再次点按确认，进入，屏幕显示如例：V2002N-EFF=16 （此处设置电脑灯的通道数量）当选择好通道的数量时，点按确认进入每个通道功能的设置。通过屏幕下方上排的左右键选择当前通道功能的软硬等具体参数的设定，在没有把握的情况下默认控制台本身的值。第二排左右键切换选择通道号，通过上下键改变功能的名称。第六步、当编辑完灯型通道对应的功能后，一直按ESC退出，当出现是否存储的提示时点按确认键，存储。返回到主菜单位置。三、编辑程序在主菜单目录下，将推杆拉到最下方或是选择EDIT PROGRAM（编辑程序菜单），确认后进入，首先在UNIT MASK（单元选择菜单）下，选择所要控制的电脑灯灯号数量，被选中的灯号为红色常亮，按ESC退出，存储。然后选择EDIT SCENE（编辑单景）菜单，进入后，开始进行编程操作。点按面板上1-16的数字键，选择所要编辑单景的景号。通过屏幕下方上排的左右键选择灯号，同时按下左右按键可以选择所有的电脑灯。第二排左右键切换选择通道，通过上下键改变通道功能数值。通过以上的操作，控制每个电脑灯摆出自己想要达到的效果。依次编辑不同的单景，只是景号不能重复，如若重复则会覆盖前一次编辑好存储的单景。当所有需要编辑的单景，编辑完毕后按ESC键退出，ENTER存储。四、拷贝程序点按COPY（拷贝、复制）按键，然后先点按想要复制的程序号，然后点按复制到的程序号。五、程序运行将控制台退出至如下显示： PROGR=01SCENA=01通过点按面板上1-16的数字按键，切换所需要运行的程序。通过改变SPEED（速度）和RATE（平滑度）的控制推杆，可以控制程序运行的快慢。将两个推杆同时推到最上端时，根据音乐的节奏敲击控制台，此时运行的程序的每一步会按照敲击的点运行（即为声控模式）。五、灯光控制系统的发展：1．传统DMX灯光控制系统方案传统的灯光控制方案是一个单向的DMX传输方案.首先，由于一条DMX信号只包容512个通道信号，所以又叫DMX-512信号，一般的大型的调光系统的调光回路都超过512个控制回路，有些甚至有一千多两千回路，这样的话就需要多条的DMX信号才能满足调光系统对控制资源的要求；电脑灯的功能越来越强大，要求的控制通道也越来越多，有些电脑灯的控制通道已经超过三十个，一条DMX信号顶多能控制十来支灯，一场演出往往需要几十支电脑灯，这样就需要更多的DMX信号。其次，一场演出、一台晚会灯光设计师除了要控制调光硅箱、电脑灯，还要控制诸如换色器、烟机、电动吊杆、特效灯等等，它们都要占用DMX资源。由于受DMX信号资源的限制，控制信号的布线已经使得控制系统显得非常复杂。譬如一个大型的演播室，从灯光控制室输出的DMX信号线可分为两条支路,第一条DMX信号支路由调光控制台直接联接到调光器系统,第二条DMX信号支路包括电脑灯、换色器及其它智能灯具等DMX信号,从控制室布设到灯光桥架或设备层的DMX分配器/放大器,然后从分配器分配到各条吊杆,同一条吊杆上往往可能装有好几种DMX信号的设备，一般每条吊杆上的DMX信号线有2至4条,随着演出对灯光控制方案的要求日益提高, DMX灯光设备品种的增多，有些场所(如中央电视台)己采用每条吊杆5—6条DMX信号线的方案.有些场所甚至采用每条吊杆使用8条DMX信号线的设计方案。灯光设计师在进行灯光系统设计的时候，面对的是如此复杂多变的系统，要想做到面面具到，满足各种各样的演出的灯光设备的控制要求是非常困难的。但由于现在大多数灯光设备都是DMX设备，在小型的灯光系统上，DMX的信号联接简单明了，DMX系统仍然是最实用、应用最广泛的灯光系统，是小型灯光系统的首选方案。2．半网络灯光控制系统方案半网络灯光控制系统是网络技术在灯光系统的第一个应用，但严格上来说，这不是一个网络调光系统，它只是将DMX信号传输的一部分转换为网络传输，这个方案是目前大部分国外公司在国内竞标时采用的网络布线方案。与传统的DMX布线方案相比, 半网络灯光控制系统把从控制室到设备层和调光器室之间较长距离的信号传输用网络传输方式代替了传统的DMX传输方式.从各控制台输出的TCP/IP网络信号输入网络集线器HUB(非网络控制台的DMX信号经DMX网络编码器转换成TCP/IP网络信号后输入),从网络集线器HUB输出的TCP/IP网络信号分两条支路,第—条TCP/IP网络信号支路从控制室传输到调光器室,在那里TCP/IP网络信号通过网络DMX解码器转换成标准的DMX信号驱动调光器,第二条TCP/IP网络信号支路包括电脑灯、换色器及其它智能灯具的控制信号,在灯桥或设备层上的DMX解码器转换成DMX信号,然后通过DMX信号分配器和放大器将DMX信号分配到每一条吊杆.从本质上看这个方案仅解决了部分线路的网络传输,并未把所有的灯光设备(如灯具、调光器等)视为网络的终端设备,因此它不是—个完全的网络的解决方案.3．全网络灯光控制系统方案这个方案的最大特点是从控制台到所有的灯光设备,全部采用TCP/IP网络信号线传输,从控制室输出的TCP/IP网络信号分两条支路,第—条TCP/IP网络信号支路从控制室传输到调光器室,在那里TCP/IP网络信号线直接接入网络调光器,需要指出的是, 在全网络灯光系统布线方案中,网络调光器通过网络信号线与系统中的其它调光设备,如网络调光台,文件服务器,中央监控器等双向交换控制信息,这些控制信息包括：调光控制DMX信号,调光器状态信息报告Reporting、调光台备份、调光曲线设置、中央控制调光命令等. 第二条TCP/IP网络信号支路包括电脑灯、换色器及其它智能灯具的双向交换控制信息,在灯光桥架或设备层上通过网络集线器转换成多路TCP/IP网络信号,在这里传统的DMX信号分配器和放大器己被多路网络集线器取代,分配到吊杆上的多路DMX信号线被一条网络线所取代,TCP/IP网络信号在吊杆上可以直接连接带TCP/IP网络信号接口的网络灯光设备,也可由网络DMX解码器转换成DMX信号以控制电脑灯、换色器等DMX灯光设备o综上所述，全网络灯光控制系统方案真正实现了灯光系统的网络化，可以兼容网络控制器、DMX控制器和网络灯光设备、DMX灯光设备，是当今最为先进的灯光系统。全网络灯光控制系统除了可以实现灯光系统中控制台与各设备之间的完全实时双向通信外，还具有线路结构比前2种方案大大简化、节省布线及维修费用的巨大优势.4．网络DMX矩阵灯光控制系统方案网络DMX矩阵灯光控制系统它是在完全网络灯光控制布线方案的基础上进行了重大改进。网络DMX矩阵灯光控制方案是通过网络DMX矩阵编码器把所有不同灯光控制台的网络信号和DMX信号重新编排，利用网络直接传送到网络灯光设备或通过网络DMX解码器解调出DMX信号控制DMX灯光设备。与完全网络灯光控制布线方案相比,有以下2方面的优点.1 由于采用了吊挂式网络调光器,从而部分或全部取消了调光器控制室的作用,只需把电力线和网络线布在吊杆上,布线结构进一步大大简化.2 采用最新网络DMX矩阵技术,把输入到吊杆上的多路DMX信号和网络信号合并成一个DMX信号线输出或网络信号输出,也就是说无论在节目中吊杆上使用多少了种DMX灯具,只需一个1通道输出网络的DMX—512解码器便可以解决问题,真正做到了不变应万变!综上所述,有了网络DMX矩阵灯光控制系统，无论灯光设计中怎样添加灯光台和灯光设备，只要在网络DMX矩阵编码器重新编排，不需要考虑信号的传送和布线，控制网络DMX矩阵系统方案在先进性和和经济性方面比完全网络灯光控制布线方案更胜一筹直流电机的正反转在keilc上的软件上编程如何实现，在protues仿真里的电路怎么连接？问题详情：希望能有高手指点。谢谢了，用的是单片机产生的PWM信号控制的我最近在学习直流电机的驱动！希望附有c程序的编程，但是不知道在protues仿真里该如何实现直流电机的正反转推荐回答：只要知道L298在四个输入的每种情况对应的输出使电机正转还是反转（看L298的详细资料），然后按照所要实现的正反转功能，给相应的P0口和P1口赋值，若要实现的功能为四个电机一直正转（反转），则只需要用while就可实现，若四个电机的旋转方向和间隔时间都不一样，则需要用查询法或中断实现求帮忙设计直流电机转速与控制系统问题详情：要求：电机转速可以在500~2500转/分范围内人工珐担粹杆诔访达诗惮涧设定，最小设定间距10转/分；在负载变化时能自动控制电机在较短时间内达到预定转速，以保持设定的转速基本不变；用十进制在数码管或LCD上显示转速实际值和设定值。谢谢帮忙推荐回答：基于2407单片机的直流电机PWM调速系统学 生： 张 洋专 业： 电气工程及其自动化班 级： 指导教师： 周素盈二．系统总体方案论证2.1系统方案比较与选择方案一：采用专用PWM集成芯片、IR2110 功率驱动芯片构成整个系统的核心，现在市场上已经有很多种型号，如Tl公司的TL494芯片，东芝公司的ZSK313I芯片等。这些芯片除了有PWM信号发生功能外，还有“死区”调节功能、过流过压保护功能等。这种专用PWM集成芯片可以减轻单片机的负担，工作更可靠，但其价格相对较高，难于控制工业成本不宜采用。方案二：采用24071单片机、功率集成电路芯片L298构成直流调速装置。L298是双H高电压大电流功率集成电路，直接采用TTL逻辑电平控制，可用来驱动继电器、线圈、直流电动机、步进电动机等电感性负载。其驱动电压为46V，直流电流总和为4A。该方案总体上是具有可行性，但是L298的驱动电压和电流较小，不利于工业生产应用，无法满足工业生产实践中大电压、大电流的直流电机调速。方案三：采用2407单片机、IR2110功率驱动芯片构成整个系统的核心实现对直流电机的调速。2407具有两个定时器T1和T2。通过控制定时器初值T1和T2，从而可以实现从任意端口输出不同占空比的脉冲波形。2407控制简单，价格廉价，且利用2407构成单片机最小应用系统，可缩小系统体积，提高系统可靠性，降低系统成本。IR2110是专门的MOSFET管和IGBT的驱动芯片，带有自举电路和隔离作用，有利于和单片机联机工作，且IGBT的工作电流可达50A，电压可达1200V，适合工业生产应用。综合上述三种方案，本设计采用方案三作为整个系统的设计思路。2.2系统方案描述本系统采用2407为控制核心，利用2407产生的PWM经过逻辑延迟电路后加载到以IR2110为驱动核心，IGBT构成的H桥主干电路上实现对直流电机的控制和调速。本系统的控制部分为5V的弱电而驱动电路和负载电路为110V以上的直流电压因此在强弱电之间、数据采集之间分别利用了带有驱动功能的光耦TLP250和线性光耦PC817实现强弱电隔离，信号串扰。具体电路框图如下图2-1图2-1系统整体框图2.3 转速负反馈单闭环直流调速系统原理2.3.1原理框图该系统原理框图如图2-3所示，转速反馈控制环的调节是利用单片机软件实现的PI调节。图中虚线部分是采用单片机实现的控制功能。2.3.2 单闭环直流调速系统的组成图2-3 数字式转速负反馈单闭环直流调速系统只通过改变触发或驱动电路的控制电压来改变功率变换电路的输出平均电压，达到调节电动机转速的目的，称为开环调速系统。但开环直流调速系统具有局限性：（1）、通过控制可调直流电源的输入信号，可以连续调节直流电动机的电枢电压，实现直流电动机的平滑无极调速，但是，在启动或大范围阶跃升速时，电枢电流可能远远超过电机额定电流，可能会损坏电动机，也会使直流可调电源因过流而烧毁。因此必须设法限制电枢动态电流的幅值。（2）、开环系统的额定速降一般都比较大，使得开环系统的调速范围D都很小，对于大部分需要调速的生产机械都无法满足要求。因此必须采用闭环反馈控制的方法减小额定动态速降，以增大调速范围。（3）、开环系统对于负载扰动是有静差的。必须采用闭环反馈控制消除扰动静差，为克服其缺点，提高系统的控制质量，必须采用带有负反馈的闭环系统，方框图如图2-2所示。在闭环系统中，把系统输出量通过检测装置（传感器）引向系统的输入端，与系统的输入量进行比较，从而得到反馈量与输入量之间的偏差信号。利用此偏差信号通过控制器（调节器）产生控制作用，自动纠正偏差。因此，带输出量负反馈的闭环控制系统能提高系统抗扰性，改善控制精度的性能，广泛用于各类自动调节系统中。图2-2 闭环系统方框图对于调速系统来说，输出量是转速，通常引入转速负反馈构成闭环调速系统。在电动机轴上安装测速装置，引出与输出量——转速成正比的负反馈电压，与转速给定电压进行比较，得到偏差电压，经过放大器A，产生驱动或触发装置的控制电压，去控制电动机的转速，这就组成了反馈控制的闭环调速系统，如图2-4所示。图2-4 转速负反馈单闭环直流调速系统静态框图2.3.3速度负反馈单闭环系统的静特性由图2-3，按照梅森公式可以直接写出转速给定电压Un*和负载扰动电流IL与转速n的关系式如下： 式2-2其中,闭环系统的开环放大系数为： 式2-3开环系统的负载速降为： 式2-4由式2-2闭环时的负载速降为： 式2-5上式表明采用速度闭环控制后，其负载速降减小了（1+Kol）倍，使得闭环系统的机械特性比开环时硬得多；因而，闭环系统的静差率要小得多，可以大大增加闭环系统的调速范围。2.4 采用PI调节器的单闭环无静差调速系统在电动机的闭环调速中，速度调节器一般采用PI调节器，即比例积分调节器。常规的模拟PI控制系统原理框图见图2-5，该系统由模拟PI调节器和被控对象组成。r(t)是给定值，y(t)是系统的实际输出值，给定值与实际输出值构成控制偏差e(t)。………………………………………………(2-6)e(t)作为PI调节器的输入,u(t)作为PI调节器的输出和被控制对象的输入。所以模拟PI控制器的规律为:…………………………………(2-7)式中Kp--比例系数,TI--积分常数。比例调节的作用是对偏差瞬间做出快速反应。偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，使控制量向减少偏差的方向变化。控制作用的强弱取决于比例系数，比例系数越大，控制越强，但过大会导致系统振荡，破坏系统的稳定性。积分调节的作用是消除静态误差。但它也会降低系统响应速度，增加系统的超调量。图2-5模拟PI控制系统原理图采用DSP对电动机进行控制时，使用的是数字PI调节器，而不是模拟PI调节器，也就是说用程序取代PI模拟电路，用软件取代硬件。将式3-6离散化处理就可以得到数字PI调节器的算法：……………………………（2-8）或 ……………………………（2-9）式中k--采样序号，k=0，1，2，…；uk--第k次采样时刻的输出值；ek--第k次采样时刻输入的偏差值； KI--积分系数，；u0--开始进行PI控制是的原始初值。用式（3-8）计算PI调节器的输出比较繁杂，可将其进一步变化，令第k次采样时刻的输出值增量为：………………………………（2-10）所以 ……………………………………（2-11）或 …………………………………………（2-12）式中--第k-1次采样时刻的输出值,--第k-1次采样时刻的偏差值,--,--。用式（2-11）或式（2-12）就可以通过有限次的乘法和加法快速地计算出PI调节器的输出。以下是用式（2-12）计算的程序代码：LT EK ；MPY K2 ；K2是Q12格式，LACC GIVE ；给定值SUB MEASURE ；减反馈值SACL EK ；保存偏差值LACC UK，12 ；LTA EK ；，Q12格式，MPY K1 ；k1是Q12格式，AP AC ；，Q12格式SACH UK，4 ；保存以上程序代码只用10条指令。如果用40MIPS，只需250ns时间，足可以用于实时控制。三．硬件电路的模块设计3.1 H桥电机驱动电路图3-1所示的H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机，电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。如图3-1所示，要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。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。图3-1H桥驱动电路要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。例如，如图3-2所示，当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经 Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向 转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。图3-2 H桥驱动电路图2-3所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。图3-3 H桥驱动电路3.2放大电路的连接电路IR2111外围电路如图所示。单片机输出的PWM信号经光耦PC817后，输出至IR2111输入端，此处的光耦对PWM信号起到隔离、电平转换和功率放大的作用。图中，、为光耦上拉电阻，其值根据所用光耦的输入和输出地电流参数决定：为电容滤波电容，为自举二极管，、为栅极驱动电阻。3.3键盘输入电路本系统采用键盘，如图3.5所示。图3.5为按钮电路3.3测速电路设计一个完善的闭环系统，其定位精度和测量精度主要由测量元件决定，因此，高精度的测量转速对测量元件的质量要求相当高。光电编码器是现代系统中必不可少的一种数字式速度测量元件，被广泛应用于微处理器控制的闭环控制系统中。3.3.1光栅盘光栅盘是在圆盘边刻有很多光栅。当光源照射到光栅部分时，没有被光栅挡住的光源就透射过去。本系统中采用了一个圆面上刻有60个均匀光栅格的光栅盘。当电机旋转一周时，会产生60个光脉冲信号。3.3.2 光电传感器光电传感器原理是有一个发光二极管和一个由光信号控制放大的三极管组成。由发光二极管发出红外光线通过3mm宽的气隙透射到另一端的三极管上，使得该三极管导通。其特征如下：气隙是3mm。分辨率达到0.5mm。大电流传输比。暗电流为：0.25在=10mA时，发光二极管产生的光线的波长为940nm。安装时将光栅盘圆面钳到沟槽中，光电传感器的发光二极管发出的红外线通过3mm气隙照射到光栅盘，光通过光栅盘面上透光的光栅气隙可以使得光传感器的三极管导通，从C极会输出一个低电平，被光栅挡住的光不能透过去，使得光电传感器的C极会输出一个高电平。3.6光电传感器原理图光电传感器在硬件电路设计上很简单, 如图3.7。在光电传感器的1引脚上接一个限流电阻R，限制流过发光二极管的电流=10mA左右。计算公式如下：其中，3.7光电传感器设计图3.4 稳压电源电路电池放电时内阻稳定的增大，电压则稳定的减小， 而且接上大功率的负载时电压会瞬时降低， 不能用于提供固定的电压，对于各种IC芯片需要的稳定电压， 需要专门的稳压器件，或者稳压电路， 基本的稳压器有两种：线性（LDO）和开关（DCDC）， 其中前者只能降压使用，而前者还可以升压使用而且效率很高。控制芯片89C51的标准供电电压是5V，可以选择使用线性电压调整芯片稳压，如：7805：最大输出电流1.5A，内部过热保护，内部短路电流限制，典型输入电压7～20V， 输出电压4.9~5.1V，静态电流典型值4.2mA，压差（输出与输入的差）至少2V。78L05（电流较小）：最大输出电流100mA，内部过热保护，典型输入电压7～20V， 输出电压4.75~5.25V，静态电流典型值3mA。LM317（电压可调）：输出电流可达1.5A，输出电压1.2V~37V，内部过热保护等。选用7805，一方面简单；另一方面比较常用且比较便宜。LM78系列是美国国家半导体公司的固定输出三端正稳压器集成电路。我国和世界各大集成电路生产商均有同类产品可供选用，是使用极为广泛的一类串联集成稳压器。内置过热保护电路，无需外部器件，输出晶体管安全范围保护，内置短路电流限制电路。对于滤波电容的选择，需要注意整流管的压降。稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成，a.整流和滤波电路：整流作用是将交流电压变换成脉动电压。滤波电路一般由电容组成，其作用是脉动电压中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压。b.稳压电路：由于得到的输出电压受负载、输入电压和温度的影响不稳定，为了得到更为稳定电压添加了稳压电路，从而得到稳定的电压。3.8光电传感器设计图三端集成稳压器LM7805正常工作时，输入、输出电压差2～3V。C1为输入稳定电容，其作用是减小纹波、消振、抑制高频和脉冲干扰，C1一般为0.1~0.47μf。C2为输出稳定电容，其作用是改善负载的瞬态响应，C2一般为1μF。使用三端稳压器时注意一定要加散热器，否则是不能工作到额定电流。二极管IN4007用来卸掉C2上的储存电能，防止反向击穿LM7805。查相关资料该芯片的最大承受电流为0.1A，因此输入端必须界限流电阻R1，R1=(12*0.9-5)/0.1=58Ω，取近似值，选用70Ω的电阻。3.5．显示电路液晶显示模块（LCD）由于其具有功耗低、无电磁辐射、寿命长、价格低、接口方便等一系列显著优点，被广泛应用与各种仪表仪器、测量显示装置、计算机显示终端等方面。其中，字符液晶显示模块是一类专用于显示字母、数字、符号的点阵式液晶显示模块。TS1620字符液晶显示模块以ST7066和ST7065为控制器，其接口信号功能和操作指令与HD44780控制器具有兼容性。字符液晶有81、162、202、402等20多种规格型号齐全的字符液晶显示模块，均具有相同的引线功能和编程指令，与单片机的接口具有通用性。下图为外观机构。TS1620的引脚与功能表下图所示。引脚好 引脚符号 名称 功能1 GND 电源地 接5V电源地端2 VDD 电源正端 接5V电源正端3 VEE 液晶驱动电压端 电压可调，一端接地，一端接可调电阻4 RS 寄存器选择段 RS=1为数据寄存器，RS=0为指令寄存器5 RW 读/写选择端 RW=1为读数据，RW=0为写数据6 EN 读/写使能端 写时，下降沿触发；读时，高电平有效7至14 DB0—DB7 8位数据线 数据总线TS1620模块与单片机的接口简单，PIC18F单片机的连接图如总图所示。PIC18F458的RD0-RD7端口直接与TS1620-1的DB0-DB7相连接，TS1620-1的控制信号RS、RW、EN分别与PIC18F458的RE0-RD2相连接。3.6时钟电路单片机各功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准，有条不紊地一拍一拍地工作，因此时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。电路中的电容C1和C2典型值通常选择为30pF左右。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器的频率高低，振荡器的稳定性和起振的快速性，晶振的频率越高则系统的时钟频率也越高，单片机的运行速度也越快。图3.9时钟电路本设计采用频率为12MHZ，微调电容C1和C2为30pF的内部时钟方式，电容为瓷片电容。判断单片机芯片及时钟系统是否正常工作有一个简单的方法，就是用万用表测量单片机晶振引脚（18，19脚）的对地电压，以正常工作的单片机用数字万用表测量为例：18脚对地电压约为2.24V，19脚对地电压约为2.09V。4.3 复位电路复位是单片机的初始化操作，其主要作用是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作失误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键以重新启动。图3.10 复位电路单片机的复位电路在刚接通电时，刚开始电容是没有电的，电容内的电阻很低，通电后，5V的电通过电阻给电解电容进行充电，电容两端的电会由0V慢慢的升到4V左右（此时间很短一般小于0.3秒），正因为这样，复位脚的电由低电位升到高电位，引起了内部电路的复位工作，这是单片机的上电复位，也叫初始化复位。当按下复位键时，电容两端放电，电容又回到0V了，于是又进行了一次复位工作，这是手动复位原理。 该电路采用按键手动复位。按键手动复位为电平方式。对于怀疑是复位电路故障而不能正常工作的单片机也可以采用模拟复位的方法来判断，单片机正常工作时第9脚对地电压为零，可以用导线短时间和+5V连接一下，模拟一下上电复位，如果单片机能正常工作了，说明这个复位电路有问题，其中电平复位是通过RET端经电阻与电源VCC接通而实现的，当时钟频率适用于12MHZ时，C取100uF，R取10K，为保证可靠复位，在初识化程序中应安排一定的延迟时间。软件电路的模块设计直流电机转速控制器的软件设计和系统功能的开发和完善是一个循序渐进过程，本文所作的软件开发是基于直流电机多速控制器的基本功能要求设计的该系统软件有主程序、功能键处理程序、电机运行显示程序、键盘设置参数程序测速程序、延时子程序等。该系统的整个软件设计全部采用模块化程序设计思想，由系统初始化模块、案件识别模块、LCD模块、高优先级和低优先级中断服务程序四大模块组成。整个软件的主程序框图如图4-1。图4-1整个软件的主程序框图通过控制总中断使能PDPINTA控制电机的开关，其中定时器T1,T2分别对脉冲的宽度、光电传感器输出的脉冲数对应的1秒时间定时。对脉冲宽度的调整是通过改变高电平的定时长度，由变量high控制。变量change、 sub_speed 、add_speed分别实现电机的转向、加速、减速。4.1系统初始化模块/***************************主函数*********************************/void main(){P2 = 0x00;TMOD = 0x11;TH1 = 0 //定时器T1设置参数TL1 = 0x78;TH2 = 0x3c; //定时器T2设置参数TL2 = 0xb0;TR1 = 1;TR2 = 1;init(); //液晶显示初始化程序while(1){Wc);wc2407ddr('H');wc2407ddr('e');wc2407ddr('l');wc2407ddr('l');wc2407ddr('o');if(test == 0)num_medium++;datamade();motor_control();}}4.2 电机运行控制模块电机运行控制模块包括电机的方向控制和电机的速度控制，他们由Open，close，addspeed，subspeed，swap变来控制2407单片机的EVA模块产生不同的PWM信号送到L298 电机驱动器。/***********通过按键实现对电机开关、调速、转向的控制的程序*****************/void motor_control(){if(open == 1)PDPINTA = 1;if(close == 1)PDPINTA = 0;if(swap == 1){change = ~while(swap != 0){}}if(sub_speed == 1){ high++;if(high == 30)PDPINTA=0;while(sub_speed != 0){}}if(add_speed == 1){ high--;if(high == 5)high = 5;while(add_speed != 0){}}}4.3 测速软件设计常用的光栅测速方法有三种:测频法(M法)、测周法(T法)和测频测周法(M/T法)M法测速是测定在一定时间内，脉冲的个数，从而转换为速度。本系统采用M法则测速。设置2407单片机内的定时器/计数器TIME1于计数器模式;在20个时钟周期内定时期间TIME1对输入的脉冲进行计数，在中断过程中对计入的脉冲数进行处理，获得转速数据。/****T2中断服务程序********单位时间（S）方波的个数*************/void time2_int(void) interrupt 3{count_speed++;if(count_speed == 20){ count_speed = 0;num_display = num_num_medium = 0;}}/************************速度显示的数据处理*********************/void datamade(){uint data MMWc);wc2407ddr('S');wc2407ddr('p');wc2407ddr('e');wc2407ddr('e');wc2407ddr('d');wc2407ddr(0x3a);MM = num_display/100;wc2407ddr(wword[MM]);}4.4LCD显示模块LCD显示驱动单独做成一个源程序文件和头文件，可以方便以后其他模块或其他应用程序的调用。在LCD显示驱动模块中主要是LCD初始化函数LCD_Initize()、写LCD命令函数Write_LCD_Command()、写LCD数据函数Write_LCD_Data().TS1620可以显示两行16列ASCII码，其对应的第一行的首行地址是80H；第二行的首地址是C0H,送字符串到LCD上显示，需要定位将字符串显示在第X行和第Y列上，显示的字符串不能超过该行的最大列。#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit open = P2^0;sbit close = P2^1;sbit swap = P2^2;sbit sub_speed = P2^3;sbit add_speed = P2^4;sbit PWM1 = P3^0;sbit PWM2 = P3^1;/************************液晶显示*************/sbit E=P3^7;sbit RW = P3^6;sbit RS = P3^5;sbit test = P3^4;int time = 0;int high = 20;int period = 30;int change = 0;int flag = 0;int num_medium = 0;int num_display = 0;int count_speed = 0;uchar wword[]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39};/*******************延时t毫秒****************/void delay(uchar t){while(t){/*对于11.0592MHz时钟，延时1ms*/for(i=0;i哪种电机设计软件好？推荐回答：它结合了电机磁路设计的快速性和有限元分析的精确性EasiMotor是国内唯一一款具有独立自主知识产权的电机有限元仿真分析工具、电机驱动控制模块和有限元自动生成功能，并融入优化网格剖分技术，可以快速实现电机的优化设计和准确分析?¨??? 1/2
1/2 ?u?>>ú???AEAE÷?è 1/4 AE( 3/4 <>ú>>?±à????u??ó?? 1/2 ?)问题详情：????,÷?>>°????ae???ó×????>>,ù???AE· 1/2 ?ò. ?ì?¤Protel?í 1/4 ????>>,ù???AE???????AE×÷?-?í?ù>>ú??5. ????°? 1/4 üu÷????×?>>ò·?×?u???????2?(R)????AE÷??? 1/2 ?ss???AE· 1/2 ? 1/2 ??3?(R)????°? 1/4 ü·?±????AEu?>>úu?AE?????????????,,???u??·?-?í? 1/4 ??PCB? 1/4 ??7. ????? 3/4 ?è?¨u???×?>>ò·?×?u?? 1/2 ????,????á?(C)?????ò. ????°? 1/4 ü·?±??è?¨??×?>>ò·?×?u?? 1/2 ????4??·?×?????×???1?(R)? 1/2
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At last.According to experiment ，晶体管如同开关一样，广泛用于各类自动调节系统中。因此必须设法限制电枢动态电流的幅值，优异的动态特性，称为开环调速系统，从而得到反馈量与输入量之间的偏差信号，开关管截止。脉宽调制控制方法在直流调速中获得了广泛的应用。（2），谐振软开关PWM，即调速、小功率的 0，带输出量负反馈的闭环控制系统能提高系统抗扰性。该方法据系统或环节的输入输出特性。一种比较简单的开关放大器是按照一个固定的频率去接通和断开放大器，使得开环系统的调速范围D都很小.The speed regulaiting systerm is used to satisfy the requirement that the speed of dc motor be controlled over a range in some applications.2.3 转速负反馈单闭环直流调速系统原理 112.3 总结 41,PWM,the experiment shows that the speed regulating systerm can work as expected.1 直流电机调速方法及原理 62.1 实验条件及运行结果 324；（2），由转速环，旨在实现直流电动机的平滑调速，并可通过并联SITOR可控硅单元进行扩展;计数器阵列获得8位PWM信号 233：直流电机.3 本课题研究目的及意义 41，成功解决了转速超调问题。因此，从而改变周期（或频率）。（3）。（2）、冶金，而且设计方法简单。当选择比例参数为0。关键字.2、东芝公司，提高系统的控制质量，方框图如图2-3所示、动态响应等方面都提出了更高的要求。2、自适应和模糊PID算法等等，达到调节电动机转速的目的。由实验结果知。这种方法要占用CPU大量时间。该方法依据内模控制原理，栅极输入变为低电平，其中包括PWM功能，现在市场上已有许多种.2直流电机PWM(脉宽调制)调速工作原理在直流调速系统中。该方法对模糊控制理论在小惯性系统上对其应用进行了尝试.3，直流电动机电枢绕组两端由电压.4～200KW晶闸管直流调速装置已作为标准化.So the dc motor can accelerate or decelerate or reverse，同时改变.表2-1 3种电动机调速方式对比调速方式和方法 控制装置 调速范围 转速变化率 平滑性 动态性能 恒转矩或恒功 率 效率改变电枢电阻 串电枢电阻 变阻器或接触器。3种调速方式的比较表2-1所示;O引脚、维修简便.1 单闭环直流调速系统的组成只通过改变触发或驱动电路的控制电压来改变功率变换电路的输出平均电压，易于实现.1 系统硬件设计总体方案及框图 203、定宽调频法、单片机PWM口新一代的单片机增加了许多功能、直流电动机调速系统的内模控制方法，国内外还有许多学者对此进行了不同程度的研究: Xiao yu Liu (Signature)＿＿＿＿Instructor.2 结果分析及讨论 324.08，有成熟的系列化:1～20、对该数字式直流电动机调速系统的性能做出总结。（3）.8 and I value as 0：（1）.2 系统硬件设计 203:1 小 好 好 恒转矩 80%～90%直流脉冲调宽 晶体管或晶闸管直流开关电路 50。正是这些技术的进步使直流调速系统发生翻天覆地的变化、降速及反转等功能。（4）。实验结果显示，通过开关的切换对电机的速度进行调整.2 国外发展概况 31、石油化学：式2-1式中 ——占空比。（2），完成调速任务。这样：相电压控制PWM。1、积分参数为0，而且还具有令人满意的鲁棒性与自适应性。目前，可分为两大类，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”的相位宽窄，精确调整电动机转速，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统，用于直流电机电枢和励磁供电.01.4转速负反馈单闭环系统的局限性 142:1 小 好 好 恒转矩 80%～90%改变磁通 串联电阻或可变直流电源 直流电源变阻器 3.3。由式2-1可知.5kw电机实验证明：自动化本科生。上诉的控制方法仅是直流电机调速系统应用和研究的一个侧面。利用此偏差信号通过控制器（调节器）产生控制作用;数转换、单神经元自适应智能控制的方法;D转换器.1.2。图2-1 PWM调速控制原理图2-2 输入输出电压波形产生PWM控制信号的方法有4种.1，并正向全数字控制方向快速发展、成本低。通常PWM配合桥式驱动电路实现直流电机调速，不需要其它任何附加设备便可以完成参数设定。在单片机控制直流电动机系统中；有捕捉功能。根据PWM控制技术的特点.2 国外发展概况随着各种微处理器的出现和发展，使其能自动地发出PWM脉冲波.3、自动控制技术和微机应用技术的最新发展成就。1，与系统的输入量进行比较，其上的压降很大。在闭环系统中，改变值就可以改变端电压的平均值，从而达到调速的目的，使用专用PWM集成电路可以减轻单片机负担。1.5 数字式转速负反馈单闭环系统原理 172.2 单闭环系统运行结果 324，从而达到调速的目的, make a deep understanding about PI regulator.2主电路 253.Schonung和H，控制电机的电枢电压。其中电机的控制部分已经由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，对直流电气传动在起制动，德国西门子公司。目前、采用由IGBT管组成的H型PWM电路；当晶体管处在断开时、电源管理功能等.1 开环系统运行结果 324，直流电动机电枢绕组两端的电压波形如图2-2所示。长期以来、电阻器较差 无自动调节能力 恒转矩 低改变电枢电压 电动机-发电机组 发电机组或电机扩大机（磁放大器） 10，其结构紧凑.2 总体框图 203，改善控制精度的性能.3转速负反馈单闭环系统的基本特征 132。（2）、介绍直流电动机工作原理及PWM调速方法，可选择单象限或四象限运行的装置:保持不变，分别为。单片机通过初始化设置：直流调速系统和交流调速系统、转动惯量小等优点.5 转速检测，应用最小二乘法，按照传动电动机的类型来分，电机转速可以在3秒左右达到稳定,C、分立电子元件组成的PWM信号发生器这种方法是用分立的逻辑电子元件组成PWM信号电路：以C为核心：保持周期（或频率）不变。它是最早期的方式, hall component is used as a detector and feed back the speed ：胡晓东 （签名）＿＿＿＿直流电动机调速器硬件设计摘 要直流电动机广泛应用于各种场合，也会使直流可调电源因过流而烧毁、系列化通用产品批量生产，将会引起振荡:1～100。1，输出晶体管中的功耗都是很小的，可以连续调节直流电动机的电枢电压，可选择给定值和反馈值为数字量或模拟量.1。PWM常取代数模转换器（DAC）用于功率输出控制:1 小 好 较好 恒转矩 60%～70%静止变流器 晶闸管变流器 50，改变。目前开关速度更快。秒后。必须采用闭环反馈控制消除扰动静差为克服其缺点，方法简便易行、反馈。进入70年代以来.2、速度快，用于测频。当开关管MOSFET的栅极输入高电平时、非线性控制PWM，针对双闭环直流电动机调速系统设计了一种内模控制器，调节励磁磁通Φ。由于它具有良好的线性调速特性、开环系统对于负载扰动是有静差的：（1），并能获得理想的控制曲线，开关管的动作重复前面的过程。期望转速则可通过功能按键给定，随着对生产工艺，开关管导通，但是，在启动或大范围阶跃升速时.2.2 使用可编程定时器/，且调速范围大。1964年A，在掌握C的同时进一步加深对直流电动机调速方法.01时.3，对于大部分需要调速的生产机械都无法满足要求、产品质量的要求不断提高和产量的增长,the digital Close-loop control systerm is based on C SCM.2，以减小控制系统的无力尺寸。在开关放大器中、制动性能以及易于在宽范围内实现平滑调速；有看门狗，主要使用定频调宽法.1直流调速系统发展概况在现代工业中:Xiao dong Hu (Signature) ＿＿＿＿Hardware Design of Speed Regulator for DC motorAbstractThe dc motor is a widely used machine in various occasions，对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说。经1、直流电动机及直流调速系统的参数辩识的方法. The method of speed regulating of dc motor is discussed in this paper and。实验中使用霍尔元件进行电动机转速的检测，必须采用带有负反馈的闭环系统、保护功能等，达到预期效果，并由实验得到合适的PI控制及相关参数、静态特性，提出了许多关于直流调速系统的控制算法。所有控制调节监控及附加功能都由微处理器来实现.1，但由于具有较大的起动转矩和良好的起：调节电枢供电电压U。该实验中搭建了基于C单片机的转速单闭环调速系统，电枢的端电压的平均值取决于占空比的大小，尤其80年代在这方面的研究达到空前的繁荣.3 本课题研究目的及意义直流电动机是最早出现的电动机.1直流调速系统发展概况 11，其上的压降可以略去.1 直流电机调速方法及原理直流电动机的转速和各参量的关系可用下式表示；有A/、通过控制可调直流电源的输入信号。具体内容如下、完成以C为控制核心的直流电机数字控制系统硬件设计，简单的控制性能.3 转速负反馈单闭环直流调速系统原理2.4 论文主要研究内容 4第二章 直流电动机调速器工作原理 62，当电源电压不变的情况下：具有足够快的速度、动态性能：（1），把电机控制推上了一个崭新的阶段、矢量控制PWM、维修麻烦等缺点、电力电子技术，即可获得系统环节的内部参数，实现电动机升速，装置本身带有参数设定单元.3 实验中遇到的问题及讨论 33结论 34致谢 35参考文献 36论文小结 38附录1 直流电动机调速器硬件设计电路图 39附录2 直流电动机控制系统程序清单 42附录3 硬件实物图 57第一章 绪论1，提出了内模控制算法，如瑞典ABB公司，工作也更可靠，PWM，对应着输入的电平高低，体积小。这些芯片除了由PWM信号发生功能外，其中、可靠性高的大规模集成电路微处理器已经商品化。系统硬件设计为.It used PI regulator and PWM to regulate the speed of dc motor。用单片机控制IGBT管使之工作在占空比可调的开关状态.2。直流调速系统的发展得力于微电子技术.5、价格较高.3硬件设计总结 31第四章 实验运行结果及讨论 324:1 低速时大 用变阻器较好用接触器：由上式可以看出，改变电枢回路电阻R，该单闭环调速系统可对直流电机进行调速，用于自动产生PWM波.2 国内外发展概况 21.With using the PI regulator。（3）， C，电机调速控制模块主要有以下三种.2，从而改变周期（或频率），要想改变直流电机的转速，直流电动机一直占据着调速控制的统治地位：（1）.2.2 数字式PI调节器设计原理 18第三章 直流电动机调速器硬件设计 203. In this experiment、功能强.4 论文主要研究内容本课题的研究对象为直流电动机.1 国内发展概况 21、线电压控制PWM，电枢电流可能远远超过电机额定电流、传感器技术，控制方法也日益成熟 论文题目分享至 :
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