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1、电机综合对象控制电路模块模块由3种相互独立的电路组成:直流调压调速电机电路、步进电机电路、温度控制电路。1、直流调压调速电机模块由测速电路和调速电路两部分组成。模块的电源由接口总线引入。本模块中使用的电机为12V的直流电机。(1)直流电机测速原理介绍电机测速部分由一个霍尔开关和信号放大电路组成。与电机同轴的转盘上装有两块的强力磁钢,它们的磁极性相反,以保持转盘的平衡并保证转盘每转一周霍尔开关只导通一次。霍尔开关平时输出为正电压,当转盘上的磁钢与霍尔开关正对时,霍尔开关输出负电压,经整形、放大输出。单片机通过对负脉冲计数,可计算出电机的转速。电机测速部分电路原理及说明图3—563144
2、为霍尔开关,整形、放大由LM358完成。LM358作为比较器使用。SIGNAL为负脉冲输出接口,对应于模块上的SIGNAL插孔。可直接用SIGNAL信号进行测速。电机测速部分电路测试方法将模块插在EL-MUT-III实验箱上并接通电源,调节模块上的电位器DCMOTOR,使电机转动。用示波器在SIGNAL插孔处可以看到连续的负脉冲。(2)电机调速部分电机调速的原理是通过改变电机两端的电压来改变电机的转速。其原理如下:该部分电路测试方法:模块上的DRV接实验箱上的可调电位器的输出端阿Anout,调节电位器,可以观察到电机转速的变化。(当做综合模块其它实验时,DRV端应接+5V,或调整电位
3、器DCMOTOR使电机停止转动。)图3—582、四相步进电机模块四相步进电机模块有一个步进电机和外围驱动电路组成,模块的电源通过接口总线获得。(1)步进电机的工作原理步进电机是纯粹的数字控制电动机。它将电脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行,它不能直接使用交流电源和直流电源;此外步进电机的角位移与输入脉冲严格成正比,因此,当它转一转后,没有累计误差,具有良好的跟随性。步进电机由定子和转子两部分组成。以四相步进电机为例,定子上有四组相对的磁极,每对磁极缠有同一绕组,形成一相。定子和转子上分布着大小
4、、间距相同的多个小齿。当步进电机某一相通电形成磁场后,在电磁力的作用下,转子被强行推动到最大磁导率(或最小磁阻)的位置。本模块中使用的四相步进电机在八排工作方式时,走动5.625°角度需64步;一圈分为64个刻度,因而走动一圈需64×64步,即4096步。另外必须按照一定的次序给每个相通电,才能正常完成四步一个齿距的动作。相电压为12V,其它参数按电机型号,查阅相关资料,本模块使用电机型号为:28BYJ48型。通电次序如下图所示:图3—61引线颜色红色引脚号11+2+3+4+5+6+7+8+橙色2---黄色3---粉色4---蓝色5---模块电路原理U1AA174LS072STEPM
5、OTORORANGE2ORANGEU1E4PHASEC1174LS0710PINK4PINKWO+12VRED1LEREDLEYULBU1B374LS07435BYELLOWU1FD1374LS0712BLUE图3—62步进电机有四根引出线。步进电机接线插头的红色线对应模块电路板上5针插座标有1的一端,蓝色对应标有5的一端。(2)模块的测试方法CPU模块的P1.4接步进电机模块的A插孔,P1.5接B插孔,P1.6接C插孔,P1.7接D插孔。运行测试参考程序STEP1.ASM,步进电机应顺时针转动。说明该模块正常。测试程序STEP1.ASM如下:CSEGAT4000HLJMPSTART
6、CSEGAT4030HSTART:MOVP1,#0FFHNOPSTART1:MOVA,#60HMOVP1,ALCALLDEL0MOVA,#70HMOVP1,ALCALLDEL0MOVA,#30HMOVP1,ALCALLDEL0MOVA,#0B0HMOVP1,ALCALLDEL0MOVA,#90HMOVP1,ALCALLDEL0MOVA,#0D0HMOVP1,ALCALLDEL0MOVA,#0C0HMOVP1,ALCALLDEL0MOVA,#0E0HMOVP1,ALCALLDEL0LJMPSTART1DEL0:MOVR2,#03HDEL1:MOVR3,#07FHDJNZR3,$DJNZ
7、R2,DEL1RETEND3、温度控制模块温度控制模块由温度信号采集电路、模拟温箱加热控制电路两部分组成。其中模拟温箱加热控制电路位于铁壳内,上有AC220V电源接口。注意:当220V电源接通时,不要打开铁壳,以免发生危险。其余的+5V、+12V、-12V电源均从接口总线获得。(1)、温度采集电路本模块中温度信号的采集采用热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小。经运放LM358转换为A/D模块可以处理的电压信号。其原理图见下图。室温(25℃)时,R11的阻值为