《返运动控制电路设计及应用》.pdf

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1、第33卷第5期嘉应学院学报(自然科学)Vo1．33NO．52015年5月JOURNALOFJIAYINGUNIVERSITY(NaturMScience)May2015一种无行程开关往／返运动控制电路设计及应用张学成，曾素琼(嘉应学院电子信息工程学院，广东梅州514015)摘要：设计了一种无行程开关(传感器)往／返运动控制电路，设计并给出其二次开发应用方案．系统采用自带多路A／D的MCS51单片机为主控芯片，通过判断给定电源的电流方向来确定系统的运动方向(往／返)，通过检测负载电流的大小来判断是否运动到位，由单片机通过继电

2、器控制直流电动机启／停与正／反转带动执行机构实现彳主／返运动控制．给出了利用该系统在电动伸缩遮阳板的应用方案，系统可广泛应用在智能家居和汽车智能控制方面．关键词：MCS51单片机；直流电动机；往返控制；汽车电动天窗；继电器中图分类号：TP23；TM33文献标识码：A文章编号：1006一~2x(2ot5)05-0019一O50引言流，再通过三端稳压后给系统提供工作电源．随着生活水平的提高，汽车的拥有量不断上2硬件电路设计升，智能家居的智能化程度越来越高．无论是汽车2．1硬件系统组成框图还是智能家居，都需要很多往返控制的应用_

3、1J，如硬件系统组成框图如图1所示，由直流稳压电汽车的电动开／闭车窗、电动开／闭天窗；家居方面源、给定往／返控制电路(双刀双掷开关)、两个电压的电动开／合窗帘、电动升／降晾衣架、电动推／拉取样电路、两个电流取样电路、全波整流及三端稳门、电动伸缩遮阳板等．所以无行程开关(传感器)压电路、继电控制电路、单片机系统和直流电动机往返控制电路有着广阔的市场前景．组成．[1电路设计方案采用自带多路模数转换(A／D)的MCS51单片机为主控单片【4J，通过判断给定直流电源的电流方向来确定系统的运动方向(往一返)，通过检测负载电流的大小来

4、判断是否运动到位，由单片机通过继电器控制直流电动机启／停与正／反转，对给定直流电源(相对于往j医运动时方向不同)进行全波整收稿日期：2015—02—16基金项目：广东省农业厅农业机械化发展专项项目(GDNJH201201)；梅州市产业技术研究与开发资金计划项目(MZKJ201207)作者简介：张学成(1974一)，男，广东大埔人，高级实验师，主要研究方向：检测技术与自动化装置教学及应用研究．图1硬件系统组成框图嘉应学院学报(自然科学)2015年5月2．2电流取样电路设计2．4继电控制电路设计．电流取样电路。如图2所示，由2

5、个参数一继电控制电路”如图4所示，设给定为致的PNP三极管和电阻电容组成，其中R5为取样“+”、P6“一”时，若单片机给置“0”、Cb置“l”电阻，主电流从电源“+”端出发经取样电阻R5，再则电机正转；反之若单片机给置“1”、置“0”流经负载(直流电动机)回到电源“一”端．电流的大则电机反转．设给定为Pa“一”、P6“+”时，若单片小经取样电阻转换为反映电流大小的电压，该电压机给置“0”、Cb置“1”则电机反转；反之若单片经2个PNP三极管放大滤波后输出送往单片机的机给置“l”、c6置“0”则电机正转A／D输入端．单片机实

6、时地通过相应的A／D转换获得实时电流的大小，供系统控制参考．取梯输出图4继电控制电路图2．5系统整机电路设计2．3电压取样电路设计系统整机电路图如图5所示，包括完全对称的电压取样电路如图3所示，采用电阻串联分压电流取样电路和电压取样电路各2组，元件序号加的方式进行取样．“”加以区别．当输人为上“+”下“一”电源时，取5样电路为不加“”号的元件起作用；反过来，当输取样入为上“一”下“+”电源时，取样电路为加“，tc”号输2出的元件起作用；取样电阻5例外，2种情况瞄和R5都起作用．单片机通过电流和电压取样电路感知用户所执行的操

7、作及执行机构运行状态，进而通图3电压取样电路过2个继电器控制相应动作实现各种功能．第33卷第5期张学成曾素琼一种无行程开关往／返运动控制电路设计及应用21图5系统整机电路图3系统应用及软件设计电器停止收缩，同时驱动继电器A使电机正转一段时间(通常是几百)，即返伸，然后关闭继电器3．1系统在电动伸缩遮阳板中的应用A，收缩功能结束．在电动伸缩遮阳板中的应用系统各运行状态“伸展”过程：如图6的(1)～(3)所示，用户给如图6所示，包括6种工作状态：“伸展”过程的伸定上“+”下“一”的电压，单片机驱动继电器使展(1)、返缩(2)、

8、伸展结束(3)和“收缩”过程的收电机正向转动让遮阳板伸展，当伸展到位后“挡死”缩(4)、返伸(5)、收缩结束(6)．为防止因误操作损使电机“堵转”，于是电流迅速增大，当单片机检测坏电机，分别在“伸展”到位和“收缩”到位之后都向到迅速增大的电流时确认已伸展到位，于是关闭继相反方向运行一小段时间，即返缩和返