电动自行车调速系统的设计 第8页

电动自行车调速系统设计
当齿轮沿Ｙ轴方向转动时，由于气隙处的磁力线发生变化，磁路中的磁阻也随之改变，从而可在传感器上产生电信号。此外，该传感器具有很强的方向性，它对沿Ｙ轴转动的物体十分敏感，而对沿Ｚ轴方向的振动或抖动量很不敏感。这正是测量转速所需要的。
   工作时，传感器产生的电信号首先通过ＥＭＩ滤波器滤除高频电磁干扰，然后经过前置放大器，再利用施密特触发器进行整形以获得控制信号ＵＫ，并将其加到开关控制式电流源的控制端。ＫＭＩ１５－１的输出电流信号ＩＣＣ是由两个电流叠加而成的，一个是由恒流源提供的７ｍＡ恒定电流ＩＨ，另一个是由开关控制式电流源输出的可变电流ＩＫ。它们之间的关系式为：
     ＩＣＣ＝ＩＨ＋ＩＫ　
当控制信号ＵＫ＝０（低电平）时，该电流源关断，ＩＫ＝０，ＩＣＣ＝ＩＨ＝７ｍＡ。当ＵＫ＝１（高电平）时，电流源被接通，ＩＫ＝７ｍＡ，从而使得ＩＣＣ＝１４ｍＡ。图４给出了从Ｕ－端输出的方波电流信号的波形，其高电平持续时间为ｔ１，周期为Ｔ。输出波形的占空比Ｄ＝ｔ１／Ｔ＝５０％±２０％。上升时间和下降时间分别仅为０．５μｓ和０．７μｓ。
    ＫＭＩ１５芯片中的电压控制器实际上是一个并联调整式稳压器，可用于为传感器提供稳定的工作电压ＵＣ。而电阻Ｒ３、稳压管ＶＤＺ和晶体管ＶＴ１则可构成取样电路，其中ＶＴ１接成射极跟随器。Ａ２为误差放大器，ＶＴ２为并联式调整管。这样，ＩＨ在经过Ｒ１、Ｒ２分压后可给Ａ２提供基准电压ＵＲＥＦ，从而在ＵＣＣ发生变化时，由Ａ２对取样电压与基准电压进行比较后产生误差电压Ｕｒ，同时通过改变ＶＴ２上的电流来使ＵＣ保持不变。
5.5.3 ＫＭＩ１５－１的典型应用 安装方法ＫＭＩ１５－１应当安装在转动齿轮的旁边。若被测转动工件上没有齿轮，亦可在转盘外缘处钻一个小孔，套上螺扣，再拧上一个螺杆并用弹簧垫圈压紧，以防止受震动后松动，并以此代替齿尖获得转速标记信号。
若图片无法显示请联系QQ752018766,本论文免费,转发请注明源于www.youerw.com5.5.6 典型应用电路    ＫＭＩ１５－１型集成转速传感器的典型应用电路如图５（ａ）所示。工作时，转速传感器输出方波电流信号，从而在负载电阻ＲＬ与负载电容ＣＬ上形成电压频率信号ＵＯ（ｆ），并送至二次仪表。通常取ＲＬ＝１１５Ω、ＣＬ＝０．１μＦ。需要指出：ＫＭＩ１５－１输出的是齿轮转动频率ｆ（单位是Ｈｚ，即次／ｓ）信号，欲得到转速ｎ（ｒ／ｍｉｎ），还应将ｆ除以齿轮上的齿数Ｎ，并将时间单位改成分钟，公式如下：

ｎ＝６０ｆ／Ｎ　
　图５（ｂ）所示电路是由二极管ＶＤ、稳压管ＶＤＺ和电容Ｃ１构成的静电放电（ＥＳＤ）保护电路，该电路可吸收２ｋＶ的ＥＳＤ电压，因而可对芯片起到保护作用。此外，还需注意，在存放ＫＭＩ１５系列产品时，不要将多个芯片放在一起以防磁化。
4、6 译码器
串行移位译码器74LS164内部结构图如下：
74LS164时序图若图片无法显示请联系QQ752018766,本论文免费,转发请注明源于www.youerw.com

74LS164为串行移位译码器，它主要由时钟线控制，时钟线每来一个上升弦，数据线将把一位数移进去，移八次就进一个字节，同时在数码管显示出来。

译码器是实现组合逻辑的功能部件。它的输入是二进制的代码，输出是一组高低电平信号，每输入一组不同的代码，只有一个输出端呈现有效信号。

74LS245芯片是一个八位的总线收发器，其输入/输出引脚分成两组，其工作原理如下：
　　允许E　 方向控制DIR　 操作
　　低电平　 低电平　　　　 B数据到A总线
　　低电平　 高电平　　　　 A数据到B总线
　　高电平　 悬空　　　　　 隔离

5.程序设计
5.1主程序框图
5.2 INT0中断服务程序
若图片无法显示请联系QQ752018766,本论文免费,转发请注明源于www.youerw.com5.3部分子程序
延时子程序：定时功能。
PWM子程序：用于控制马达转速。89C51芯片没有PWM输出功能，需要通过编程实现。为了在输出PWM波时，单片机仍能执行其他程序，可以利用单片机内部的定时器溢出中断来实现。占空比占用一个字节的RAM，占空比D=N/256。（脉宽调速是使用单片机内部中断产生周期约为8ms的方波，通过改变高电平的宽度来进行改变电机的转速）
利用单片机输出PWM信号.实现了从0%——100%线性可调。

源码如下：
 ;单片机串口通信+PWM输出程序
 ;在P1.3输出调宽信号。
 ;定时器0工作在方式3，TL0为调宽值，TH0为脉冲频率。
 ;定义：TH0=30H ，TL0=31H
 ;TH0DAT EQU 30H  ;脉冲频率
 ;TL0DAT EQU 31H  ;脉冲宽度
 
      ORG 0000H
     
      AJMP START
     
START:
    
      CLR P1.3
      MOV TCON,#00H
      MOV TMOD,#03H  ;T0工作在方式3定时。
      MOV TH0,#56    ;200uS 频率为50KHz
      MOV TL0,#186   ;70uS 脉冲宽度为35% 用示波仪实测相合。
     SETB TR1
     SETB TR0
     SETB ET0
     SETB ET1
     SETB EA
     AJMP MAIN1
MAIN1:
      ......

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