計算機控制技術(shù)課程設(shè)計整理版.doc

1、計算機控制技術(shù)課程設(shè)計目錄1引言12課程設(shè)計任務(wù)和要求23直流伺服電機控制系統(tǒng)概述23. 1直流伺服系統(tǒng)的構(gòu)成23. 1. 1伺服系統(tǒng)的定義23. 1. 2伺服系統(tǒng)的組成23.1.3伺服系統(tǒng)的控制器的分類33.1.4直流伺服系統(tǒng)的工作過程44直流伺服電機控制系統(tǒng)的設(shè)計54. 1方案設(shè)計步驟54. 2總體方案的設(shè)計54. 3控制系統(tǒng)的建模和數(shù)字控制器設(shè)計74. 4數(shù)字PID工作原理84. 5數(shù)字PID算法的simulink仿真85硬件的設(shè)計和實現(xiàn)95. 1選擇計算機機型（采用51內(nèi)核的單片機）95. 1. 1 80C51 電源105. 1. 2 80C51 時鐘105. 1. 3 80C51 控

2、制線105. 1.4 80C51 I/O 接口115.2設(shè)計支持計算機工作的外圍電路（鍵盤、顯示接口電路等）115.2. 1數(shù)據(jù)鎖存器115. 2.2 鍵盤115.2.3顯示器125. 2. 4數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC0808 125.3其它相關(guān)電路的設(shè)計或方案135.3.1供電電源設(shè)計135.3.2檢測電路設(shè)計135.3.3功率驅(qū)動電路145.4仿真原理圖146軟件設(shè)訃146. 1程序設(shè)計思想146.2主程序模塊框圖156. 3編寫主程序157 總結(jié)16附錄1 ADC0808程序17附錄2數(shù)字控制算法程序18參考文獻191引言半個世紀來，直流伺服控制系統(tǒng)己經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著伺服電動機技術(shù)、 電

3、力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)的發(fā)展，使得伺服控制系統(tǒng)朝著控制電路數(shù)字化和功 率器件的模塊化的方向發(fā)展。本文介紹直流伺服電機實驗臺的硬件、軟件設(shè)計方案。通過傳感器對電機位移進 行測量，控制器將實際位移量與給定位移量進行比較，控制信號驅(qū)動伺服電機控制電 源工作，實現(xiàn)伺服電機的位置控制。其電機位置隨動系統(tǒng)硬件設(shè)計主要包括:總體方案 設(shè)訃、單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)訃、驅(qū)動電路設(shè)訃和測量電路設(shè)訃。軟件編制采用模塊化的 設(shè)計方式，通過系統(tǒng)的整體設(shè)計，完成了系統(tǒng)的基本要求，系統(tǒng)可以穩(wěn)定的運行。本次設(shè)訃說明書主要包括主要包括主程序設(shè)訃、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809程序及數(shù)字 控制算法程序的設(shè)計等內(nèi)容。通過本次設(shè)計，加深在計

4、算機控制系統(tǒng)課程中所學(xué)的知識的理解，提高電氣設(shè)計 與分析的能力，為今后的工作打下基礎(chǔ)。第7頁共19頁2課程設(shè)計任務(wù)和要求課程設(shè)訃對象是直流伺服電機實驗臺，設(shè)計一個訃算機控制的直流伺服電機控制 系統(tǒng)。山測量元件（位移傳感器）對被控對象（電機）的被控參數(shù)（位移）進行測量，山變 換發(fā)送單元（AD轉(zhuǎn)換器）將被控參數(shù)（位移）變成一定形式的信號，送給控制器CPU,控 制器將測量信號（實際位移量）與給定信號（位移量）進行比較，若有誤差則按預(yù)定的控 制規(guī)律產(chǎn)生一控制信號驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)（伺服電機控制電源）工作，使被控參數(shù)（實際位移 量）與給定值（給定位移量）保持一致。其電機位置隨動系統(tǒng)：g）= g$（斤 + 1）

5、（70 + 1）式中，K二50, L=l. 1, T=0. 15, Ts=O. 2控制算法選用數(shù)字PID控制。要求根據(jù)所給條件確定能夠根據(jù)功能要求查找相關(guān)的元器件的說明書。能夠?qū)υ?器件的說明書進行學(xué)習(xí)并掌握元器件的控制方法和時序要求。能夠利用相關(guān)仿真軟件 對電路進行仿真調(diào)試。能夠按著規(guī)范的課程設(shè)訃的格式完成課程設(shè)訃報告。按照任務(wù) 書要求，提交一份紙制課程設(shè)訃報告，控制程序工程文件。3直流伺服電機控制系統(tǒng)概述伺服系統(tǒng)也稱為隨動系統(tǒng)，屬于自動控制系統(tǒng)的一種，它是用來控制被控對象的 轉(zhuǎn)角或位移，使其能自動的、連續(xù)的、精確地復(fù)現(xiàn)輸入指令的變化規(guī)律，它通常具有 負反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。3.1直流伺服系統(tǒng)

6、的構(gòu)成3.1.1伺服系統(tǒng)的定義“伺服系統(tǒng)”是指執(zhí)行機構(gòu)按照控制信號的要求而動作，即控制信號到來之前， 被控對象時靜止不動的；接收到控制信號后，被控對象則按要求動作；控制信號消失 之后，被控對象應(yīng)自行停止。伺服系統(tǒng)的主要任務(wù)是按照控制命令要求，對信號進行變換、調(diào)控和功率放大等 處理，使驅(qū)動裝置輸岀的轉(zhuǎn)矩、速度及位置都能靈活方便的控制。3.1.2伺服系統(tǒng)的組成伺服系統(tǒng)是具有反饋的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。它山檢測部分、誤差放大部分、部分 及被控對象組成。（1）功率變換器直流伺服系統(tǒng)功率變換器的主要功能是根據(jù)控制電路的指令，功率變換器主要包 括控制電路、驅(qū)動電路、功率變換主電路等。功率變換主電路主要山整流電

7、路、濾波電路和逆變電路三部分組成?？刂齐娐分饕竭\算電路、PWM生成電路、檢測信號處理電路、輸入輸出電路、 保護電路等構(gòu)成，其主要作用是完成對功率變換主電路的控制和實現(xiàn)各種保護功能等。驅(qū)動電路的作用是根據(jù)控制信號對功率半導(dǎo)體開關(guān)進行驅(qū)動，并為器件提供保護, 主要包括開關(guān)器件的前級驅(qū)動電路和輔助開關(guān)電源電路等。（2）傳感器在伺服系統(tǒng)中，需要對伺服電機的繞組電流及轉(zhuǎn)子速度、位置進行檢測，以構(gòu)成 電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)，因此需要相應(yīng)的傳感器及其信號變換電路。電流檢測通常采用電阻隔離檢測或霍爾電流傳感器。速度檢測可采用無刷測速發(fā)電機或無刷旋轉(zhuǎn)變壓器。位置檢測通常采用絕對式光電編碼器或無刷旋轉(zhuǎn)變壓器，也

8、可采用增量式光電編 碼器進行位置檢測。（3）控制器在直流電機伺服系統(tǒng)中，控制器的設(shè)計直接影響著伺服電機的運行狀態(tài)，從而在 很大程度上決定了整個系統(tǒng)的性能。位置伺服系統(tǒng)的伺服控制器主要包括電流控制器和速度控制器和位置控制器。其 中電流控制器是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。因為無論是速度控制還是位置控制，最終都將轉(zhuǎn)換為對電機的電流控制。電流環(huán) 的響應(yīng)速度要遠遠大于速度環(huán)和位置環(huán)。對于速度和位置控制，山于其時間常數(shù)較大，因此可借助計算機技術(shù)實現(xiàn)許多復(fù) 雜的基于現(xiàn)代控制理論的控制策略，從而提高伺服系統(tǒng)的性能。3.1.3伺服系統(tǒng)的控制器的分類伺服系統(tǒng)控制器主要有以下三種：電流控制器電流環(huán)山電流控制器和逆變器組成，其作用是

9、使電機繞組電流實時、準確地跟蹤 電流指令信號。速度控制器速度環(huán)的作用是保證電機的轉(zhuǎn)速與速度指令值一致，消除負載轉(zhuǎn)矩擾動等因素對 電機轉(zhuǎn)速的影響。速度指令與反饋的電機實際轉(zhuǎn)速相比較，其差值通過速度控制器直接產(chǎn)生交軸電 流指令。并進一步用直軸電流指令共同作用，控制電機加速、減速或勻速旋轉(zhuǎn)，使電機的 實際轉(zhuǎn)速與指令值保持一致。速度控制器通常采用的是數(shù)字PID控制方式。位置控制器位置環(huán)的作用是產(chǎn)生電機的速度指令并使電機準確定位和跟蹤。通過比較設(shè)定的 口標位置與電機的世紀位置，利用其偏差通過位置控制器來產(chǎn)生電機的速度指令當電 機啟動后在大偏差區(qū)域，產(chǎn)生最大速度指令，使電機加速運行后以最大速度恒速運行;

10、在小偏差區(qū)域，產(chǎn)生逐次遞減的速度指令，使電機減速運行直至最終定位。3.1.4直流伺服系統(tǒng)的工作過程直流伺服電機采用改變電樞電壓的電樞控制法。該方法以電樞繞組為控制繞組， 在負載轉(zhuǎn)矩一定時，保持勵磁電壓恒定，通過改變電樞電壓來改變電動機的轉(zhuǎn)速。直流伺服電動機輸出恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，且電磁轉(zhuǎn)矩只與電樞電流的大小有關(guān)。直 流伺服電動機通過轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測出轉(zhuǎn)子的位置信號。經(jīng)過換相驅(qū)動電路驅(qū)動與 電樞繞組連接的各功率開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而控制定子繞組的通電，在定子上產(chǎn) 生旋轉(zhuǎn)磁場，拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，位置傳感器不斷地送出信號，以改變 電樞的通電狀態(tài)，使得在同一磁極下的導(dǎo)體中的電流方向不變。因

11、此，就可產(chǎn)生恒定 的轉(zhuǎn)矩使直流伺服電動機運轉(zhuǎn)起來。將直流伺服電機與微型計算機連接，首先，用位移傳感器將每個采樣周期內(nèi)的直 流電機控制試驗臺移動的距離進行檢測，將控制信號傳輸?shù)芥i存器中。然后經(jīng)鎖存器 送到微型計算機，與數(shù)字給定值進行比較，并進行數(shù)字PID運算；再經(jīng)鎖存器送到D/A 轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字量變成脈沖信號，再山脈沖發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)節(jié)脈沖，經(jīng)驅(qū)動放大后控制 電機轉(zhuǎn)動，從而控制試驗臺的移動。4直流伺服電機控制系統(tǒng)的設(shè)計4.1方案設(shè)計步驟一、總體方案設(shè)計二、控制系統(tǒng)的建模和數(shù)字控制器設(shè)計三、硬件的設(shè)計和實現(xiàn)1. 選擇計算機機型（采用51內(nèi)核的單片機）；2. 設(shè)計支持計算機工作的外圍電路（EPROM、R

12、AM、I/O端口、鍵盤、顯示接口電 路等）；3. 設(shè)計輸入信號接口電路；4. 設(shè)計信號輸出控制電路；5. 其它相關(guān)電路的設(shè)訃或方案（電源、通信等）四、軟件設(shè)計1分配系統(tǒng)資源，編寫系統(tǒng)初始化和主程序模塊框圖；2. 編寫A/D轉(zhuǎn)換和位置檢測子程序框圖；3. 編寫控制程序和D/A轉(zhuǎn)換控制子程序模塊框圖；4. 其它程序模塊（顯示與鍵盤等處理程序）框圖。五、編寫課程設(shè)計說明書，繪制完整的系統(tǒng)電路圖（A3幅面）4. 2總體方案的設(shè)計本系統(tǒng)是采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器的設(shè)計方法是從內(nèi)環(huán)到外環(huán)，逐步設(shè)計各環(huán) 節(jié)的調(diào)節(jié)器，為了使直流伺服控制系統(tǒng)各個硬件設(shè)備能夠正常運行，有效實現(xiàn)電機的 實時控制。在總體方案選擇時，

13、不僅要有合理設(shè)訃的硬件電路外，還要按照數(shù)字PID 控制原理完成數(shù)字控制器的設(shè)計。其中位置調(diào)節(jié)器是位移的校正裝置，它的類型和參數(shù)決定了位置隨動系統(tǒng)的系統(tǒng) 誤差和動態(tài)性能。從動態(tài)要求上看，系統(tǒng)通過電流調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)電樞電流的控制，以保證電樞電流 不超過如允許值。位置控制器采用數(shù)字PID增量型控制算法。為了實現(xiàn)微機控制生產(chǎn)過程變量，必 須將模擬PID算式離散化，變?yōu)閿?shù)字PID算式，為此，在采樣周期T遠小于信號變化 周期時，作如下近似（T足夠小時，如下逼近相當準確，被控過程與連續(xù)系統(tǒng)十分接近）：戶0de e(k)-e(k -1)&dtT于是有：“伙)=Kp e伙)+ 2$(刀+半七伙)-e伙一 Dlll

14、i 7-01u(k)是全量值輸出，每次的輸出值都與執(zhí)行機構(gòu)的位置(如控制閥門的開度)一一 對應(yīng)，所以稱之為位置型PID算法。在這種位置型控制算法中，山于算式中存在累加項，因此輸出的控制量u(k)不僅 與本次偏差有關(guān)，還與過去歷次采樣偏差有關(guān)，使得u(k)產(chǎn)生大幅度變化。這樣會引 起系統(tǒng)沖擊，甚至造成事故。所以實際中當執(zhí)行機構(gòu)需要的不是控制量的絕對值，而是其增量時，可以采用增 量型PID算法。當控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器為步進電機、電動調(diào)節(jié)閥、多圈電位器等具有 保持歷史位置的功能的這類裝置時，一般均采用增量型PID控制算法。伙)=匕,e伙)一 e伙一 1) + 壬 e伙)+伙)-2e 伙一 1) + e

15、伙一 2)圖4.1基本原理圖圖4. 2程序流程圖直流伺服電機控制系統(tǒng)山直流伺服電機，微控制器，位移傳感器，訃數(shù)器，定時 器，A/D轉(zhuǎn)換器等組成。微控制器選用Atmel公司生產(chǎn)的89C51單片機。A/D轉(zhuǎn)換器則選用ADC0808 8位精度轉(zhuǎn)換器。4. 3控 和數(shù)字制系統(tǒng)的建?？刂破髟O(shè)計K控對(包枯歩遙電機)圖4. 3 PID算法流程圖4. 4數(shù)字PID工作原理PID調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)整定方便，易于工業(yè)實現(xiàn)，適用面廣，因而它是連續(xù) 系統(tǒng)中技術(shù)最成熟，適用最廣泛的一種調(diào)節(jié)器。隨之訃算機技術(shù)的發(fā)展，山訃算機實 現(xiàn)的數(shù)字PID控制器正在逐步取代模擬PIDo數(shù)字PID算法的基本原理就是利用偏差來訃算系統(tǒng)

16、的輸出量，實現(xiàn)不斷糾偏的過 程，使系統(tǒng)最終趨于穩(wěn)定。數(shù)字PID控制分為位置式PID控制和增量式PID控制。由 于位置式PID采用全量輸出，輸出的是執(zhí)行機構(gòu)的實際位置，每次輸出均與過去狀態(tài) 有關(guān)，計算時要對偏差進行累加，工作計算量大，并且，一旦數(shù)據(jù)處理計算芯片出現(xiàn) 問題，將會使輸出大幅波動，從而造成執(zhí)行機構(gòu)大幅波動，很有可能引起巨大的事故。 而增量式PID算法較好。所以本系統(tǒng)采用增量式PID算法。增量式PID算法公式如下 所示：“ 伙)=Kpe 伙)一 e伙一)+K,e(k)+Kde(k) 2e 伙一 1) + e(k- 2) 其中K產(chǎn)Kp*為積分系數(shù)，K尸牛為微分系數(shù)。4. 5數(shù)字PID算法的

17、simul ink仿真Scow第s頁共19頁圖4. 4 PID算法simulink仿真參數(shù)整定的結(jié)果：IATLABZdi t Zis icrtphicstndw Utlj-DR ftW 3*? CurrMDreclorx&艾春賓(2) v QShwteuti 21 田小。Add 上vorkantccLBUB沖kdklm3 3 m rn Du mValue poo) |92 為3 POOJ 100 ICC 10 2.057009992 883Co久ndrAber of function evalutioo exceeded, increase options.laxFunEvaleK.pidl2

18、3 =92 asm 0. 09932 0570圖4. 5 PID算法仿真結(jié)果1Simulink的仿真結(jié)果:圖4. 6 PID算法仿真結(jié)果25硬件的設(shè)計和實現(xiàn)5.1選擇計算機機型（采用51內(nèi)核的單片機）此設(shè)計采用AT89C16RD2作為控制芯片。它是在MCS-48系列的基礎(chǔ)上發(fā)展的高性 能的8位單片機。所出的系列產(chǎn)品有8051、8031、8751。其代表就是8051。其他系列 的單片機都以它為核心，所以本設(shè)計采用的核心芯片是8051單片機。CPU是它的核心 設(shè)備,從功能上看,CPU包括兩個部分:運算器和控制器，它執(zhí)行對輸入信號的分析和處 理。每片80C51包括：一個8位的微型處理器CPU； 12

19、8B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM： 64kb 片內(nèi)程序存儲器ROM；四個8位并行的I/O接口 P0-P3,每個接口既可以輸入，也可以 輸出；兩個定時器/記數(shù)器；五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個全雙工UART的串行I/O 口；片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻 率是11.05926MHZ。以上各個部分通過內(nèi)部總線相連接。整個系統(tǒng)電控部分以ATMEL公司的8051為核心芯片，控制信號采集、處理、輸出 三個過程。這種芯片內(nèi)置4KR0M,因為系統(tǒng)要求控制線較多，如果采用8031外置EPROM 程序控制結(jié)構(gòu)，則造成控制線不夠，而8051卻可以利用P0、P2 口作控制總線，大大

20、 簡化了硬件結(jié)構(gòu)，并可以直接控制LED數(shù)據(jù)顯示，方便現(xiàn)場調(diào)試和維護，使整個系統(tǒng) 的通用性和智能化得到了很大的提高。第9頁共19頁現(xiàn)在介紹下在此設(shè)計中用到的引腳，引腳圖如圖3-1所示。單片機的40個引腳大致可分為4類：電源、時鐘、控制和I/O引腳。U1:W:1 ：:為：3031.p1 01： p1 -1-2-Pl 23 p1各4p l 45P1；56-P1 &7p17.XTAL1XTAL2RSTPO.O/OOP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD5 尸0.4/24 P0.5/AD5P0.6/AD6FO.7/ND7PSENP2.0/A8P2.1ZA9P2.2/A10P2.3/A11ALEP

21、2.4/A12EAP2.5/A13P1 0/T2P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXCF1.1/T2EXP3/lTXCP1.2/ECIP3.2CNT0P1 3/CEX0P3 3/INT14/CEX1rareP1 5/CEX2P3.5/T1P1 6/CEX3P3.6/WRP1.7/CEX4P3.7/RC 8- po.37po36PO35 po34pO. po32po21:：p222423 pb392610: 11 -12-is-14151617圖5.1 80C51單片機引腳圖5. 1. 1 80C51 電源VCC -芯片電源,接+5V；VSS -接地端;5. 1.2 80C51 時鐘X

22、TALl、XTAL2 -晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。5. 1.3 80C51 控制線ALE/PR0G:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖ALE功能：用來鎖存P0 口送出的低8位地址PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。PSEN:外ROM讀選通信號。RST/VPD:復(fù)位/備用電源。RST (Reset)功能：復(fù)位信號輸入端。VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。第io頁共19頁EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。Vpp功能:片內(nèi)有EPROM的芯片,在EPROM編程期間,施加編程電源Vpp。5. 1

23、.4 80C51 I/O 接口POD （39腳32腳）：P0.0P0.7統(tǒng)稱為P0 口。當不接外部存儲器與不擴展 I/O接口時，它可作為準雙向8位輸入/輸出接口。當接有外部程序存儲器或擴展I/O 口時，P0 口為地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用口。它分時提供8位雙向數(shù)據(jù)總線。P1 口（1腳8腳）：P1.0P1.7統(tǒng)稱為P1 口，可作為準雙向I/O接口使用。對 于MCS52子系列單片機，P1.0和Pl. 1還有第2功能：P1.0 口用作定時器/計數(shù)器2 的計數(shù)脈沖輸入端T2； Pl. 1用作定時器/計數(shù)器2的外部控制端T2EX。對于EPROM編 程和進行程序校驗時，P0 口接收輸入的低8位地址。P2 口（21

24、腳28腳）：P2. 0P2. 7統(tǒng)稱為P2 口，一般可作為準雙向I/O接口。 當接有外部程序存儲器或擴展I/O接口且尋址范圍超過256個字節(jié)時，P2 口用于高8 位地址總線送出高8位地址。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P2 口接收輸入的8 位地址。P3 口（10腳17腳）：P3. 0P3. 7統(tǒng)稱為P3 口。它為雙功能口，可以作為一般 的準雙向I/O接口，也可以將每1位用于第2功能，而且P3 口的每一條引腳均可獨立 定義為笫1功能的輸入輸出或笫2功能。5.2設(shè)計支持計算機工作的外圍電路（鍵盤、顯示接口電路等）5. 2. 1數(shù)據(jù)鎖存器74HC573鎖存器的使用可以大大的緩解處理器在這方面的

25、壓力。當處理器把數(shù)據(jù)傳輸?shù)芥i存器并將其鎖存后，鎖存器的輸出引腳便會一直保持數(shù) 據(jù)狀態(tài)直到下一次鎖存新的數(shù)據(jù)為止。這樣在數(shù)碼管的顯示內(nèi)容不變之詢，處理器的處理時間和I/O引腳便可以釋放。5. 2. 2鍵盤鍵盤是一組按鍵的集合，它是最常用的單片機輸入設(shè)備.操作人員可以通過鍵盤 輸入數(shù)據(jù)或命令，實現(xiàn)簡單的人機通訊。鍵盤用于啟動、停止、正反轉(zhuǎn)切換和轉(zhuǎn)速輸入。為了能更方便地利用數(shù)字鍵輸入 轉(zhuǎn)速，設(shè)置了 4x4行列鍵盤，占用P0.4P0.7和P1.OP1.3P 口。采用行列鍵盤可以在獲得多鍵盤的同時節(jié)省I/O 口，但占用大量的CPU資源，對 控制系統(tǒng)不利。本設(shè)計采用改進掃描算法，即先掃描全行或全列，沒有電

26、平改變時返 回主程序，當檢測到有鍵按下時，再進入進一步的掃描和按鍵判斷，可在一定程序上 減輕CPU負擔。5. 2. 3顯示器顯示器使用的是6位共陽極LED數(shù)碼管。LED數(shù)碼管連接到電源正極的稱為共陽 極數(shù)碼管。實際上是III七個發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點就是8個。這些段 分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。當數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段 就會發(fā)亮，小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個或 多個發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個發(fā)光二極管的管壓降為1.8V左右，電流不超 過 30mAo5. 2. 4數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC0808ADC0808

27、是CMOS器件，不僅包括一個8位的逐次逼近型的ADC部分，而且還提供 一個8通道的模擬多路開關(guān)和通道尋址邏輯，因而有理山把它作為簡單的“數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)”。利用它可直接輸入8個單端的模擬信號分時進行A/D轉(zhuǎn)換，在多點巡回檢測 和過程控制、運動控制中應(yīng)用十分廣泛。1）主要技術(shù)指標和特性（1）分辨率：8位。（2）總的不可調(diào)誤差：ADC0808 為4LSB,ADC 0809 為1LSB。（3）轉(zhuǎn)換時間：取決于芯片時鐘頻率，如CLK二500kHz時，TC0NV二128 u s。（4）單一電源：+5Vo（5）模擬輸入電壓范圍：單極性05V；雙極性土5V, 10V（需外加一定電路）。（6）具有可控三態(tài)輸出緩

28、存器。（7）啟動轉(zhuǎn)換控制為脈沖式（正脈沖），上升沿使所有內(nèi)部寄存器清零，下降沿使 A/D轉(zhuǎn)換開始。（8）使用時不需進行零點和滿刻度調(diào)節(jié)。2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳ADC0808/0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳分別如圖11. 19和圖11.20所示。內(nèi)部各部 分的作用和丄作原理在內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中已一口了然，在此就不再贅述，下面僅對各引腳定義分述如下(1) INOIN78路模擬輸入，通過3根地址譯碼線ADDA、ADDB、ADDC來選 通一路。(2) D7DOA/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理 器數(shù)據(jù)線連接。8位排列順序是D7為最高位，DO為最低位。(3) ADDA、ADDB、ADDC

29、模擬通道選擇地址信號，ADDA為低位，ADDC為高位。 地址信號與選中通道對應(yīng)關(guān)系如表11. 3所示。(4) VR(+)、VR(-)正、負參考電壓輸入端，用于提供片內(nèi)DAC電阻網(wǎng)絡(luò)的基 準電壓。在單極性輸入時，VR(+)二5V, VR二0V；雙極性輸入時，VR(+)、VR(-)分別 接正、負極性的參考電壓。LJ126272S2互5252422IMOIM1IM2IZ3IZ斗IMSINSI MTCLOCK 12.491.圖6主程序模塊框圖6. 3編寫主程序系統(tǒng)的主程序主要作用是組織系統(tǒng)的整個流程，監(jiān)控系統(tǒng)的運行。在這部分程序中它是通過控制人機交流來控制和顯示系統(tǒng)的運行狀態(tài)。具體說來 就是操作人員可

30、通過監(jiān)控程序建成的人機間的橋梁-一鍵盤，來對單片機發(fā)出控制命 令，使微機完全按人的命令工作。微機也通過這個程序來向操作人員顯示參數(shù)的標志, 以便操作人員的了解運行的狀態(tài)。系統(tǒng)主程序主要完成初始化、鍵盤查詢及參數(shù)設(shè)置鍵功能處理、電機的起動和停 止控制、速度的顯示等功能。7總結(jié)課程設(shè)訃是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán) 節(jié)，是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。結(jié)合本次設(shè)計的要求，我利用專業(yè) 知識設(shè)計了直流伺服電機控制系統(tǒng)。在設(shè)計過程中鞏固知識的同時，也提高了自身的 學(xué)習(xí)實踐能力。通過此次課程設(shè)訃，把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，使我更加 扎實的掌握了有關(guān)計算機控制計術(shù)方面的知識。實踐出真知，通過親自動手進行課程設(shè)計，使我掌握的知識更加牢固。在今后社 會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實踐過程中，我一定要不懈努力，不能遇到問題就想到退縮。在設(shè)計 過程中雖然遇到了一些困難，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足，對以前所學(xué)過 的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。但經(jīng)過仔細的思考和老師的辛勤指導(dǎo)下， 終于找出問題所在，圓滿的完成了本次設(shè)計。最后，感謝老師的指導(dǎo)和無私的幫助。第17頁