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图21是红外线接收器输出遥控码波形图(一帧)。
图21 接收器输出遥控码波形图(一帧)
4.3 调速单元 4.3.1 调速原理
脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术,尤其是在对电机的转速控制方面,可大大节省能量,PWM控制技术的理论基础为:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
4.3.2 调速方法
图22为PWM降压斩波器的原理电路及输出电压波形。在图a中,假定晶体 管V1先导通T1秒(忽略V1的管压降,这期间电源电压Ud全部加到电枢上),然后关断T2秒(这期间电枢端电压为零)。如此反复,则电枢端电压波形如图b中所示。电动机电枢端电压Ua为其平均值。
图22 PWM降压斩波器原理电路及输出电压波形
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Ua?T1TUd?1Ud??Ud (4-8) T1?T2T??T1T?1 (4-9) T1?T2T?为一个周期T中,晶体管V1导通时间的比率,称为负载率或占空比。使用
下面三种方法中的任何一种,都可以改变?的值,从而达到调压的目的:
(1)定宽调频法:T1保持一定,使T2在0~∞范围内变化; (2)调宽调频法:T2保持一定,使T1在0~∞范围内变化 (3)定频调宽法:T1+T2=T保持一定,使T,在0~T范围内变化。
不管哪种方法,?的变化范围均为0≤?≤l,因而电枢电压平均值Ua的调节范围为0~Ud,均为正值,即电动机只能在某一方向调速,称为不可逆调速。本设计采用定频调宽法,AT89S52产生可控硅的移相脉冲,移相较的改变实现导通角的改变。T=50mS,将P0.4导通时间五等分,使T1在1——5之间变化,从而达到5级调速的目的,如图23所示。
图23 调速示意图
4.4按键抖动问题
键盘一般是由一组机械按键按照一定的规律组合而成,通过按键的通、断作
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用输入开关电压信号。按键由断开到闭会及由闭合到断开时,由于机械触点的弹性作用,按键的动作不是立刻完成的,在闭合及打开的瞬间有机械抖动的发生,抖动时间一般为5—10ms,表现在输入电压信号上为输入信号是抖动的不稳定的电平信号,其信号波形见图24所示。
按键闭合稳态时间由我的按键时间决定,一般为零点几秒到几秒之间。为了消除键抖动的影响,保证在按键闭合稳定状态下读取键值,需要对键进行消抖处理。常用的消抖措施有硬件消抖和软件消抖两种。
硬件消抖是采用硬件电路的方法对键盘的按下抖动及释放抖动进行消抖,经过消抖电路使按键的电平信号只有两种稳定状态。常用的消抖电路有触发器消抖电路、滤波消抖电路两种。硬件消抖电路见图25。
+5V无抖动理想波形A实际波形按下抖动B稳定闭合释放抖动+5V有抖动 图24 按键抖动波形 图25 硬件消抖电路 硬件消抖电路解决了键抖动问题,但当所需按键比较多时,硬件消抖电路将变得复杂,成本也比较高。而这时就可以采用软件消抖的方法。软件消抖的基本原理是当第一次检测到有键按下时,根据键抖动时间的统计规律先采用软件延时的方法延时一段时间(一般可取10ms—20ms),然后再确认键是否仍保持闭合状态,如仍保持闭合状态则键真正被按下,此时可读取键值,否则可视为干扰,对其不予理睬。采用软件消抖方法可省去硬件消抖电路,可键盘的工作速度将被降低。在此设计中使用了软件消抖,采用软件延时的方法延时一段时间再确认键是否仍保持闭合状态。
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5 系统的调试
控制电路板的安装与调试在整个电路的设计中占有重要位置,它是把理论付诸实践的过程,也是把纸面设计转变位实际产品的必经阶段。对试验阶段的电路板的安装一般有两种方式即焊接方式和面包板插接方式。使用面包板焊接更加方便,容易更换线路和器件,而且可以多次使用。
本设计常用的调试仪器有:示波器、万用表、信号发生器、稳压电源等。
5.1系统的硬件调试
调试步骤:
1.调试前不加电源的检查
对照电路图,检查实际线路中的连线是否正确,是否存在多接、错接、少接的情况等。将万用表调到电阻档检查连接处是否接触良好,元器件引脚之间有无短路,接插处和焊接处是否良好,电源供电极性、信号源的连线是否正确,电容、二极管、三极管、集成电路的极性是否正确。
经过检查,可以发现我们所设计的电路存在错接和连接处不良接触的问题,经过细心的检查后,解决了上述的一些电路上的问题。
2.静态检测与调试
将信号源断开,把正确的电源接入电路,将万用表调到电压档,来监测电源电压,看是否有异常现象,如:手摸元器件发烫、异常气味、电源短路、冒烟等,如果发现有异常状况,应立即切断电源,然后排除故障。
如果电路在测试后无上述异常情况,然后测量关键处的直流电压,如:放大电路输入、输出端直流电压、静态工作点等,看是否在正常工作状态下,如果有个别电路不符,经过调整电路元器件参数、更换元器件,使电路最终工作在合适的工作状态。
对于放大电路我们还用示波器观察是否有自激发生。结果一切正常。 3.动态检测与调试
动态调试是在静态调试的基础上进行的,调试的方法地在电路的输入端加上所需的信号源,并循着信号的注射逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标是否
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