第2章 直流调速控制电路设计

2.1 控制电路总体设计

控制电路原理图如图2-1所示

图2-1控制电路原理图

控制电路以AT89S52为基础实现对速度的控制、检测、显示。

DAC0832实现了把数据量转化为模拟量，本身是电流输入型，输出的电流信号需要经过运算放大器转化为电压信号，此电压为触发电路提供控制电压Uoc,

触发电路有三个基本环节：脉冲的形成与放大，锯齿波的形成、脉冲的移相，同步环节，触发电路为主回路提供电压和电流。8279是一种可编程、显示器接口芯片，能完成键盘输入和显示控制两种功能。

2.2 控制器电路设计

（1）AT89S52单片机管脚及片外总线结构

图2-2 AT89S52 外部管脚结构

按其引脚功能可分为三部分

1）I/O口线：P0、P1、P2、P3共4个8位口

2）控制口线：PSEN（片外取指令控制）ALE（地址锁存控制）EA（片外存储器选择）RESET（盘位控制）

3）电源及时钟：VCC VSS；XTAL1 XTAL2 （2）AT89S52单片机管脚及片外总线结构 1）管 脚

I/O口线不能都用作用户I/O口线，P0口可驱动8个TTL门电路：P1、P2、P3则只能驱动4个TTL门电路；P3口是双重功能口中。

2）总线扩展

图2-3 总线结构图

地址总线（AB）地址总线宽度为16位，因此起其外部存储器直接地址范围为64K字节。

16位地址总线由P0口经地址锁存器提供低8位地址（A0—A7）；P2口直接提供高八位地址（A8—A15）。

数据总线（DB）：数据总线宽度为8位，由P0供给。

控制总线（CB）：由部分P3口的第二功能状态和4根独立控制线 RESET EA ACE PSEN 组成。 2.2.1时钟电路设计

AT89S52单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。

在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器，就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。内部振荡方式的外部电路如图2-5所示。 图2-5中，电容器C0l，C02起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在5-30pF。晶振频率的典型值为12MHz采用6MHz的情况也比较多。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。

外部振荡方式是把外部已有的时钟信号引入单片机内。这种方式适宜用来使单片机的时钟与外部信号保持同步。外部振荡方式的外部电路如图2-6所示。

图2-5 内部振荡方式

图2-6 外部振荡方式

由图2-6可见，外部振荡信号由XTAL1引入，XTAL2接地。为了提高输入电路的驱动能力，通常使外部信号经过一个带有上拉电阻的TTL反相门后接入XTAL1。

2.2.2 A/D转换电路设计

1.A/D转换的一般步骤 （1）采样-保持

为了能不失真的恢复原模拟信号，采样频率应不小于输入模拟信号的频谱中最高频率的两倍，这就是采样定理，即

ｆ

s≥fmax (2-1)

由于A/D转换需要一定的时间，所以在每次采样结束后，应保持采样电压在一段时间内不变，直到下一次采样的开始。实际中采样-保持是做成一个电路。

（2）量化与编码

模拟信号经采样-保持电路后，得到了连续模拟信号的样值脉冲，他们是连续模拟信号在给定时刻上的瞬时值，并不是数字信号。还要把每个样值脉冲转换成与它幅值成正比的数字量。

以上为A/D转换的一般步骤，在本电路中由ADC0809芯片完成。 2.ADC0809内部功能与引脚介绍

分辨率和精度在第一章中已作了相应的计算和分析。

ADC0809八位逐次逼近式A／D转换器是一种单片CMOS器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。8路转换开关能直接连通8个单端模拟信号中的任何一个。

1）ADC0809主要性能： （1）逐次比较型 （2）CMOS工艺制造 （3）单电源供电

（4）无需零点和满刻度调整

（5）具有三态锁存输出缓冲器，输出与TTL兼容 （6）易与各种微控制器接口 （7）具有锁存控制的8路模拟开关 （8）分辨率：8位 （9）功耗：15mW

（10）最大不可调误差小于±1LSB（最低有效位） （11）转换时间（?CLK=500KHz）128us （12）转换精度：±0.4％

2）引脚排列及各引脚的功能，引脚排列如图2-10所示。