项目31.ppt
《项目31.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《项目31.ppt(60页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、项目三 电动车调速系统设计与调试,任务1 调速信号采集模块,2,内容提要,电动车电机驱动有哪些方式? 调速方法有哪些? A/D转换器有哪些类型? 电机驱动电路如何设计? 电机的过流保护有哪些方式?,3,总的仿真效果图,4,主要内容,5,设计步骤,1,2,3,5,4,任务分析,确定方案,硬件设计,软件设计,系统调试,6,调速信号 采集模块,6,设计要求,7,硬件电路设计 具体可分为,硬件电路设计,系统方案设计,具体电路方案设计,总电路原理图设计,8,调速信号采集系统框图,9,具体电路方案设计,10,总电路图,11,模拟通道接口技术,计算机只能储存和处理二进制形式的数字量,凡遇到有模拟量的地方,就
2、要进行模拟量向数字量或数字量向模拟量的转换,这就是数/模和模/数转换问题。将模拟量转换成数字量的过程称为A/D转换,将数字量转换成模拟量的过程称为D/A转换,与之有关的接口技术称为模拟通道接口技术。,12,因为在单片机应用系统中,常需要将检测到的连续变化的模拟量如温度、压力、流量、速度等转换成数字信号,才能输入到单片机中进行处理,然后再将处理结果的数字量转换成模拟量输出,实现对被控对象的控制。,模拟通道接口技术,13,A/D转换器接口,A/D转换器的作用是将模拟量转换为数字量,以便计算机接收处理,传感器,单片机,A/D转换,14,A/D转换器,AD转换包括了采样、量化、编码等过程。经AD转换成
3、为的数字信号,送入单片机,单片机根据接收到的数字信号的大小来计算输入模拟量的大小。,15,一、采样一保持 采样是对模拟信号进行周期性地抽取样值的过程,就是把随时间连续变化的信号转换成在时间上断续、在幅度上等于采样时间内模拟信号大小的一串脉冲。 采样定理:为了能不失真地恢复原模拟信号,采样频率应不小于输人模拟信号频谱中最高频率的两倍。,16,由于 A/D 转换需要一定的时间,所以在每次采样结束后,应保持采样电压值在一段时间内不变,直到下一次采样开始。这就要在采样后加上保持电路,实际采样一保持是做成一个电路。,17,图1 采样保持电路 (a)采样保持电路 (b)采样波形,18,图2 采样原理图及波
4、形图 (a)采样原理图 (b)波形图,19,二、量化 用数字量表示输入模拟电压的大小时,首先要确定一个单位电压值,然后用与单位电压值比较,取比较的整数倍值表示,这一过程就是量化。如果这个整倍数值用二进制数表示,就称为二进制编码,它就是A/D 转换输出的数字信号。,20,图3 分量化电平的两种方法 (a)量化误差大 (b)量化误差小,21,例如,A/D转换中,使用的A/D为分辨率为8位,参考电压URef为5V,输入电压为Ui,转换后得到的数字量为D。转换完成后的数字量与输入的模拟量之间成一定的比例关系,它们之间的关系为:D=Ui*255/URef。,22,A/D转换器的分类,A/D转换芯片种类繁
5、多,性能各异,但按其变换原理可分为: 积分型 逐次逼近型 并行比较型/串并行比较型 调制型 电容阵列逐次比较型 压频变换型,其优点是用简单电路就能获得高分辨率,但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。,其优点是速度较高,功耗低,在低分辨率(12位)时价格很高,转换速率极高,电路规模也极大,价格也高,只适用于视频A/D转换器等速度特别高的领域,高分辨率,它主要用于音频和测量。,低廉成本制成高精度单片A/D转换器,优点是分辨率高、功耗低、价格低,但是需要外部计数电路共同完成A/D转换。,23,A/D转换器主要技术性能指标,(1)分辨率:分辨率表示输出数字量变化一个最低有效位(Leas
6、t Significant BitLSB)所对应的输入模拟电压的变化量。,n 为A/D转换器输出的二进制位数,(2)量化误差:模拟量是连续的,而数字量是断续的,当A/D转换器的位数固定后,数字量不能把模拟量所有的值都精确地表示出来,这种由A/D转换器有限分辨率所造成的真实值与转换值之间的误差称为量化误差。一般量化误差为数字量的最低有效位所表示的模拟量,理想的量化误差容限是1/2LSB。,24,主要技术性能指标,(3)转换精度:转换精度是一个实际的A/D转换器和理想的A/D转换器相比的转换误差。绝对精度一般以LSB为单位给出,相对精度则是绝对精度与满量程的比值。 (4)转换时间:指A/D转换器完
7、成一次A/D转换所需时间。转换时间越短,适应输入信号快速变化能力越强。其倒数是转换速率。 (5)温度系数:是指A/D转换器受温度影响的程度。一般用环境温度变化1所产生的相对误差来表示,单位是PPM/(10-6/)。,25,ADC0809及其与MCS-51单片机接口技术,ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道、8位逐次逼近式A/D转换器。,26,结构及转换原理,(1)八路模拟开关及地址锁存与译码器 (2)8位A/D转换器 (3)三态输出寄存器,27,引脚功能,ADC0809采用DIP-28(双列直插式)封装,28,引脚功能表,29,ADC0809的时序,30,ADC0809与
8、MCS-51单片机的接口电路,31,主要功能信号的处理方法,(1)时钟信号:当单片机时钟频率高于6MHz时,ALE信号必须经2或4分频后才能接到ADC0809的CLOCK引脚上,否则不能正常工作。 (2)地址线和数据线:ADC0809的地址选择信号线和输出数据线均与P0口相接。ADDAADDC三根地址线的连接与芯片及模拟通道选择又密切关系,地址线经地址锁存器可提高输入信号的稳定性。 (3)控制信号:通过 、 和 P2.7的组合实现对ADC0809控制,显然只有当P2.7为低电平时才能对ADC0809进行操作。转换结束信号EOC通过非门与8031的连接,用来发出中断请求或供CPU查询转换状态。,
9、32,各个通道的地址,设无关地址位为“1”,则模拟通道IN0IN7的地址依次为7FF8H7FFFH,33,程序设计,单片机的A/D转换编程有两条基本原则:一方面要满足所选A/D转换器的转换时序要求,另一方面要根据具体的接口电路编写具体的转换程序即应用软件要和硬件协调、统一。 对于ADC0809而言,其控制程序的主要任务是如何判断一次A/D转换何时结束,只有以此为前提才能保证取回的转换结果的正确性。,34,软件延时等待方式,完成一次A/D转换的一般流程是: 单片机工作寄存器初始化 送通道地址及启动转换信号 软件延时等待转换结束 送读取转换结果信号 输出转换结果。 其中软件延时时间取决于ADC器件
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 项目 31
链接地址:https://www.31doc.com/p-3377824.html