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  丸子沒(méi)櫻桃1234 2013-08-09 00:00:00

  一.電機(jī)調(diào)速模塊. 我們的設(shè)計(jì)思路是先產(chǎn)生占空比可調(diào)的方波(方法有多種，一是用555構(gòu)成多諧振蕩器.二可以利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM方波)+4功率器件構(gòu)成的H橋電路，用以驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)然還許多驅(qū)動(dòng)方案，比如三極管-電阻作柵極驅(qū)動(dòng)\\低壓驅(qū)動(dòng)電路的簡(jiǎn)易柵極驅(qū)動(dòng)，還有可以直接用個(gè)MCU產(chǎn)生PWM外加一個(gè)MOS管驅(qū)動(dòng)也可以. 1.1直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)目標(biāo) 在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)中，主要考慮一下幾點(diǎn)： 1． 功能：電機(jī)是單向還是雙向轉(zhuǎn)動(dòng)？需不需要調(diào)速？對(duì)于單向的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，只要用一個(gè)大功率三極管或場(chǎng)效應(yīng)管或繼電器直接帶動(dòng)電機(jī)即可，當(dāng)電機(jī)需要雙向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以使用由4個(gè)功率元件組成的H橋電路或者使用一個(gè)雙刀雙擲的繼電器。如果不需要調(diào)速，只要使用繼電器即可；但如果需要調(diào)速，可以使用三極管，場(chǎng)效應(yīng)管等開(kāi)關(guān)元件實(shí)現(xiàn)PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)速。 2. 性能：對(duì)于PWM調(diào)速的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，主要有以下性能指標(biāo)。 1）輸出電流和電壓范圍，它決定著電路能驅(qū)動(dòng)多大功率的電機(jī)。 2）效率，高的效率不僅意味著節(jié)省電源，也會(huì)減少驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)熱。要提高電路的效率，可以從保證功率器件的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)和防止共態(tài)導(dǎo)通（H橋或推挽電路可能出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題，即兩個(gè)功率器件同時(shí)導(dǎo)通使電源短路）入手。 3）對(duì)控制輸入端的影響。功率電路對(duì)其輸入端應(yīng)有良好的信號(hào)隔離，防止有高電壓大電流進(jìn)入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或者光電耦合器實(shí)現(xiàn)隔離。 4）對(duì)電源的影響。共態(tài)導(dǎo)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(dǎo)致地線(xiàn)電位浮動(dòng)。 5）可靠性。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)該盡可能做到，無(wú)論加上何種控制信號(hào)，何種無(wú)源負(fù)載，電路都是安全的。 考慮到以上的因素我們采用555多諧振蕩器產(chǎn)生占空比可調(diào)的方波+4功率器件構(gòu)成的H橋來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī).電路圖如下: 1.2、電機(jī)調(diào)速模塊的電路圖功能分析 555通過(guò)可調(diào)電阻可以實(shí)現(xiàn)占空比可調(diào)的方波，即組成占空比可調(diào)的多諧振蕩器。 多諧振蕩器實(shí)現(xiàn)占空比可調(diào)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(fā)器輸出電壓為U為高電平，與此同時(shí)由于集電極開(kāi)路輸出端（7腳）對(duì)地?cái)嚅_(kāi)，電源通過(guò)R5、R7開(kāi)始對(duì)電容C充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)I狀態(tài)。此后電路按下列四個(gè)階段周而復(fù)始地循環(huán)，產(chǎn)生周期性的輸出脈沖。 （1） 暫穩(wěn)態(tài)I階段，VCC通過(guò)R5。R7向電容C充電，電容C的電壓Uc按指數(shù)上升，在UC高于2/3VCC之前，定時(shí)器暫時(shí)維持‘1’的狀態(tài)，輸出為高電位。 （2） 翻轉(zhuǎn)I階段，電容C繼續(xù)充電，當(dāng)Uc高于2/3VCC后，定時(shí)器翻轉(zhuǎn)為‘0’的狀態(tài)，輸出為低電位。此時(shí)，集電極開(kāi)路輸出端（7腳）由對(duì)地?cái)嚅_(kāi)變?yōu)閷?dǎo)通。 （3） 暫穩(wěn)態(tài)II階段，電容C開(kāi)始經(jīng)歷R7、R6對(duì)地（7腳）放電，Uc按照指數(shù)下降，在Uc低于1/3VCC之前，定時(shí)器依然維持‘0’的狀態(tài)。輸出為低電位。 （4） 翻轉(zhuǎn)II階段，電容C繼續(xù)放電，當(dāng)Uc低于1/3VCC后，定時(shí)器翻轉(zhuǎn)為‘1’狀態(tài)，輸出為高電位。此時(shí)，集電極開(kāi)路輸出端（7腳）由對(duì)地導(dǎo)通變?yōu)閷?duì)地?cái)嚅_(kāi)。此后，振蕩器又回復(fù)到暫穩(wěn)態(tài)I狀態(tài)。 （5） 可以通過(guò)調(diào)節(jié)R6的大小來(lái)調(diào)節(jié)定時(shí)器輸出方波的占空比。 Uln2003芯片是16腳七路電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，這塊芯片在這里可以看作是七非門(mén)芯片，作用是保證10腳和14腳的輸出SINGLE1和SINGLE2的輸出為一高一低。芯片中的二極管起到分流的作用。電路圖的右部分的作用是通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)SINGLE1為高 SINGLE2為低時(shí)，三極管Q2，Q3，Q5導(dǎo)通，Q1，Q4，Q6截止，電機(jī)1端通過(guò)Q5接地，Vcc通過(guò)Q2直接押在電機(jī)2端，此時(shí)電機(jī)2端電位高于1端，電機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)SINGLE1為低SINGLE2為高時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)某一時(shí)刻占空比大于50％時(shí)，電機(jī)呈現(xiàn)正轉(zhuǎn)加速或是反轉(zhuǎn)減速狀態(tài)；某一時(shí)刻占空比小于50％時(shí)，電機(jī)呈現(xiàn)正轉(zhuǎn)減速或是反轉(zhuǎn)加速狀態(tài)。電機(jī)就是通過(guò)矩形波占空比的不同來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的，電機(jī)呈現(xiàn)出來(lái)的轉(zhuǎn)速是平均速度。 二.電機(jī)測(cè)速模塊電路以及功能分析 我們的設(shè)計(jì)思路是利用光電隔離器件以及BCD計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)測(cè)速模塊電路.利用電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)紙片遮擋光耦，使其發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光被其中的光敏三極管所接收，通過(guò)BCD計(jì)數(shù)器Z后將在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)給顯示出來(lái). 電路圖如下: 1.3、電機(jī)測(cè)速模塊整個(gè)電路以及其他功能分析 1.3.1芯片功能分析 CD40192: 可預(yù)置BCD加/減計(jì)數(shù)器(雙時(shí)鐘) NSC\\TI///J1J2J3J4是可以預(yù)設(shè)數(shù)字的輸入，Q1Q2Q3Q4是加減計(jì)數(shù)的輸出。C0是進(jìn)位端接高位的UP（加計(jì)數(shù)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(jì)數(shù)器。 CD4511 BCD鎖存、7段譯碼，驅(qū)動(dòng)器： //A、B、C、D分別接BCD加減計(jì)數(shù)器的輸出端，鎖存數(shù)字。再7段譯碼將其輸出到數(shù)碼管。 CD40106 六施密特觸發(fā)器： NSC\\TI //輸入信號(hào)為A，輸出信號(hào)為A反，對(duì)輸入的脈沖進(jìn)行整形并取反，使高位計(jì)數(shù)器的加計(jì)數(shù)能夠計(jì)數(shù)。 1.4、接受板子整個(gè)電路圖功能分析 光電耦合器OPTOISO1，當(dāng)其接受到光信號(hào)，LED放光，三極管飽和導(dǎo)通，晶體管Q1導(dǎo)通，因?yàn)殡娮鑂3 為47K，大部分的電壓分壓在電阻上了，A為低電平。若沒(méi)有接受到光的話(huà)，A為一高點(diǎn)平，這樣在A端形成了一個(gè)負(fù)脈沖，再經(jīng)過(guò)CD40106 六施密特觸發(fā)器對(duì)脈沖進(jìn)行整形并且取反，得到A的非為一正脈沖（指的是沒(méi)有光的時(shí)候?yàn)榈碗娖?，有光信?hào)的時(shí)候?yàn)楦唠娖剑? 經(jīng)過(guò)六施密特觸發(fā)器的脈沖信號(hào)再接到CD40192的UP端使BCD計(jì)數(shù)器件1為加計(jì)數(shù)器。又兩個(gè)CD40192ENABLE是使能端一起接在enable信號(hào)上。 REST信號(hào)也相連一起通過(guò)按鍵S1接VCC高電平/通過(guò)R9 10K接地。這樣只要按S1就可以實(shí)現(xiàn)REST重置清零。不按S1的就照常計(jì)數(shù)。 Enable使能信號(hào)的產(chǎn)生:是通過(guò)按鍵S1和555芯片以及相應(yīng)的RC電路，實(shí)現(xiàn)一定時(shí)間的延時(shí)，也就是意味著一按S1，在定時(shí)T(由RC值確定)的時(shí)間內(nèi)，計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)，將光電耦合器接受到的恒定脈沖個(gè)人給計(jì)數(shù)，定時(shí)時(shí)間到的話(huà)就停止.這樣的話(huà)可以將電機(jī)的速度給測(cè)出來(lái).定時(shí)時(shí)間為0.5S~1.0S. 驅(qū)動(dòng)CD40192工作，我們對(duì)照?qǐng)D2來(lái)分析這個(gè)定時(shí)器的功能。 當(dāng)一上電的時(shí)候， 3 (OUT)腳輸出一個(gè)高電平，

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  qGXbtGU7rF 2017-09-09 00:00:00

  調(diào)速電機(jī)電路圖中的TP的意思是：（調(diào)速模塊。）可以用555構(gòu)成多諧振蕩器或利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM方波+4功率器件構(gòu)成的H橋電路，用以驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)--是早期電子分立元件調(diào)速電路的集成換代產(chǎn)品，代替并優(yōu)化了電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能。

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