直流電機電路的仿真實驗_第1頁
直流電機電路的仿真實驗_第2頁
直流電機電路的仿真實驗_第3頁
直流電機電路的仿真實驗_第4頁
直流電機電路的仿真實驗_第5頁
已閱讀5頁,還剩30頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

8.1直流電機控制電路的原理介紹8.2直流電機硬件電路的設(shè)計8.3軟件編程實現(xiàn)電機電路的控制8.4電機電路在Proteus中的驗證8.5電機轉(zhuǎn)速控制電路的原理介紹8.6實例擴展第八講直流電機電路的仿真實驗8.1直流電機控制電路的原理介紹現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,電動機是主要的驅(qū)動設(shè)備,目前在直流電動機拖動系統(tǒng)中已大量采用晶閘管(即可控硅)裝置向電動機供電的KZ—D拖動系統(tǒng),取代了笨重的發(fā)電動一電動機的F—D系統(tǒng),又伴隨著電子技術(shù)的高度發(fā)展,促使直流電機調(diào)速逐步從模擬化向數(shù)字化轉(zhuǎn)變,特別是單片機技術(shù)的應(yīng)用,使直流電機調(diào)速技術(shù)又進入到一個新的階段,智能化、高可靠性已成為它發(fā)展的趨勢。

8.1.1直流電機的工作原理1.直流電機的組成直流電機由定子(磁極)、轉(zhuǎn)子(電樞)和機座等部分構(gòu)成。3IU–+SbNacdU–+U–+電刷換向片U–+IFFTn圖8-1直流電機組成示意圖2.直流電機的工作原理直流電從兩電刷之間通入電樞繞組,電樞電流方向如圖所示。由于換向片和電源固定聯(lián)接,無論線圈怎樣轉(zhuǎn)動,總是S極有效邊的電流方向向里,N極有效邊的電流方向向外。電動機電樞繞組通電后,受力(左手定則)按順時針方向旋轉(zhuǎn)。如果想改變電機的轉(zhuǎn)動方向,可以通過改變外電源的極性;如果想改變電機的轉(zhuǎn)速,只要改變電機的電壓就可以了。42.直流電機的工作原理改變電壓的方法很多,最常見的一種PWM脈寬調(diào)制,調(diào)節(jié)電機的輸入占空比就可以控制電機的平均電壓,控制轉(zhuǎn)速。58.2直流電動機硬件電路的設(shè)計以直流電機的正反轉(zhuǎn)控制為例,介紹直流電機轉(zhuǎn)向控制電路的設(shè)計。在Proteus中,電機在Proteus元件庫Electromechanical類中,如圖8-5所示,也可以直接在Keyword欄輸入motor拾取。注意直流電機(MOTOR-DC)與步進電機(MOTOR-STEPPER)的區(qū)別。圖8-2電機元器件正反轉(zhuǎn)可控的直流電動機電路如圖8-3所示為電機轉(zhuǎn)向控制電路。圖中,直流電機驅(qū)動采用的是橋式驅(qū)動電路。電路的工作原理是:當(dāng)A點為低電平時,Q3,Q2截止,Q7,Q1導(dǎo)通,電機左端呈現(xiàn)高電平;當(dāng)B點為高電平時,Q8,Q4截止,Q6,Q5導(dǎo)通,電機右端呈現(xiàn)低電平,因此,在A為0,B為1時,電動機正轉(zhuǎn);反之,在A為1,B為0時,電動機反轉(zhuǎn);而當(dāng)A點和B點同為高電平或低電平時,電動機停止轉(zhuǎn)動。圖8-4為單片機主控制電路。圖8-3矩陣鍵盤控制電路圖8-4單片機主控制電路8.3軟件編程實現(xiàn)電機電路的控制以圖8-4為例,我們要求電路運行時,按下K1鍵,直流電機正轉(zhuǎn),發(fā)光二極管D1點亮;按下K2按鍵,直流電機反轉(zhuǎn),發(fā)光二極管D2點亮;按下K3按鍵,直流電機停止轉(zhuǎn)動,發(fā)光二極管D3點亮。由圖8-3可知,通過控制電機驅(qū)動電路的端電壓UA和UB的大小,就可以控制電機的轉(zhuǎn)向,A點電壓由P1.0控制,B點電壓由P1.1控制。參考源代碼為:#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitK1=P3^0;//正轉(zhuǎn)sbitK2=P3^1;//反轉(zhuǎn)sbitK3=P3^2;//停止sbitLED1=P0^0;sbitLED2=P0^1;sbitLED3=P0^2;sbitMA=P1^0;//A端電壓sbitMB=P1^1;//B端電壓參考源代碼為:voidmain(){ LED1=1;LED2=1;LED3=0; while(1) { if(K1==0)//正轉(zhuǎn)

{ while(K1==0); LED1=0;LED2=1;LED3=1;MA=0;MB=1; } if(K2==0)//反轉(zhuǎn)

{ while(K2==0); LED1=1;LED2=0;LED3=1;MA=1;MB=0; } if(K3==0)//停止

{ while(K3==0); LED1=1;LED2=1;LED3=0;MA=0;MB=0; } }}8.4電機電路在Proteus中的驗證8.4.1Proteus電路設(shè)計1.元件清單列表打開ProteusISIS編輯環(huán)境,按表8-1所列的清單添加元件

稱所

類所

類AT89C51MicroprocessorICs8051FamilyCAPCapacitorsGenericCAP-ELECCapacitorsGenericCRYSTALMiscellaneous-RESResistorsGenericLED-REDOptoelectronicsLEDs表8-1元件清單元

稱所

類所

類MOTOR-DCElectromechanical-BUTTONSwitches&RelaysSwitchesBC184TransistorsBipolarTIP31TransistorsBipolarTIP32TransistorsBipolar表8-1元件清單(續(xù)上表)2.電路原理圖圖8-5電路原理圖元件全部添加后,在ProteusISIS的編輯區(qū)域中按圖8-5所示的原理圖連接硬件電路。3、源程序的添加圖8-6電路運行過程參照第五講在Keil中建立工程,添加源程序文件、構(gòu)建.hex文件,加載目標(biāo)代碼,執(zhí)行程序,觀察不同按鍵被按下后直流電機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速,如圖8-6所示。8.5電機轉(zhuǎn)速控制電路的原理介紹直流電機的轉(zhuǎn)速控制也是電機控制電路非常重要的部分,現(xiàn)在最常用的方法是利用PWM(脈寬調(diào)制)調(diào)速。參考前一例子,如果向A點或B點輸入不同占空比的電壓脈沖信號,可以在控制正反轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)速控制功能。PWM是單片機常用的模擬量控制方式,可以通過外接ADC轉(zhuǎn)換電路,對應(yīng)外部不同的模擬電壓值,利用單片機產(chǎn)生占空比不同的控制脈沖。8.5.1ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)及原理A/D轉(zhuǎn)換器把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,以便于單片機進行數(shù)據(jù)處理。盡管A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多,但目前廣泛應(yīng)用在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的主要有逐次比較型轉(zhuǎn)換器和雙積分型轉(zhuǎn)換器,此外-Δ式轉(zhuǎn)換器逐漸得到重視和較為廣泛的應(yīng)用。逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器,在精度、速度和價格上都適中,是最常用的A/D轉(zhuǎn)換器。1.ADC0809引腳及功能ADC0809為一款逐次比較型8路模擬輸入、8位數(shù)字量輸出的A/D轉(zhuǎn)換器,引腳如圖8-7。20圖8-7ADC0809的引腳圖

IN0~IN7:8路模擬信號輸入端。

D0~D7:轉(zhuǎn)換完畢的8位數(shù)字量輸出端。

A、B、C與ALE:控制8路模擬輸入通道的切換。A、B、C分別與單片機的三條地址線相連,三位編碼對應(yīng)8個通道地址端口。C、B、A

=

000~111分別對應(yīng)IN0~IN7通道的地址。

OE、START、CLK:OE為輸出允許端,START為啟動信號輸入端,CLK為時鐘信號輸入端。

EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換開始轉(zhuǎn)換時,該引腳為低電平,當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時,該引腳為高電平。

VR(+)、VR(?):基準(zhǔn)電壓輸入端。212.ADC0809結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換原理22圖8-8ADC0809結(jié)構(gòu)框圖23圖8-9ADC0809芯片工作時序該芯片的工作時序如下圖所示。8.5.2利用ADC控制PWM輸出1、Proteus電路設(shè)計1.元件清單列表打開ProteusISIS編輯環(huán)境,按表8-2所列的清單添加元件

稱所

類所

類AT89C51MicroprocessorICs8051FamilyCAPCapacitorsGenericCAP-ELECCapacitorsGenericCRYSTALMiscellaneous-RESResistorsGenericADC0808DataConvertersA/DConvertersPOT-HGResistorsVariables表8-2元件清單圖8-10ADC元器件注意我們在進行ADC仿真的時候,選擇的芯片不是ADC0809,而是ADC0808(帶有仿真模型的那個).這兩個的區(qū)別是:ADC0808是0809的簡化版,主要的不同點是0808的轉(zhuǎn)換輸出OUT1~8與0809的輸出端D0~D7的高低位是相反的,即0809的最低位是D0,而0808的最低位是OUT8.ADC0808在實際中不常用,實際中常用的是0809,而0808最常用的是在protues仿真里面,因為0809是沒有模型庫,無法仿真的。2.電路原理圖圖8-11電路原理圖元件全部添加后,在ProteusISIS的編輯區(qū)域中按圖8-11所示的原理圖連接硬件電路。2.電路原理圖圖8-12局部原理圖其中重點是ADC0809與單片機的連接控制端,如下圖。以圖8-11為例,我們要求電路運行時,通過模擬通道0的滑動變阻器RV1的調(diào)節(jié),可以改變輸出脈沖的占空比。ADC0808有8個模擬輸入通道,本例的模擬量是從通道0輸入的,IN0的通道地址為000,故將ADDC,ADDB,ADDA三只引腳接地。根據(jù)8-11的工作時序,START引腳在一個高脈沖后啟動A/D轉(zhuǎn)換,當(dāng)EOC引腳出現(xiàn)一個高電平時轉(zhuǎn)換結(jié)束,由OE引腳控制從并行輸出端讀取一字節(jié)的轉(zhuǎn)換結(jié)果(范圍為0x00~0xff),轉(zhuǎn)換過程中芯片所需要的時鐘信號由單片機定時器T0的中斷程序提供。3.軟件編程實現(xiàn)PWM輸出參考源代碼為:#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitCLK=P2^4;sbitST=P2^5;sbitEOC=P2^6;sbitOE=P2^7;sbitPWM=P3^0;voiddelay(ucharx){

uchari;

while(x--)for(i=0;i<40;i++);}參考源代碼為:voidmain(){

ucharVal; TMOD=0x02;//T0為8位自動裝載的定時器

TH0=0x14;//定時初值

TL0=0x00; IE=0x82;//允許Timer0中斷

TR0=1;//啟動定時器T0 while(1) { ST=0;ST=1;ST=0;//啟動A/D轉(zhuǎn)換

while(!EOC);//等待轉(zhuǎn)換完成

OE=1; Val=P1; //讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果

OE=0;

if(Val==0)//PWM輸出(占空比為0%)

{ PWM=0; delay(0xff); continue; //注意continue的用法

}參考源代碼為:

if(Val==0xff)//PW

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論