【单片机控制工程】系统应用实例.ppt

第10章 系统应用实例 10.1 步进电机控制系统 10.2 红外线感应自动门控制系统 10.3 通用多点温度控制系统 10.1 步进电机控制系统 10.1.1 步进电机控制原理 10.1.2 步进电机控制程序设计 10.1.3 步进电机变速控制 10.1.1 步进电机控制原理 三相步进电机的通电方式有： （1）三相三拍通电方式： A→B→C→A。 （2）三相双三拍通电方式：AB→BC→CA→AB。 （3）三相六拍通电方式： A→AB→B→BC→C→CA。 按以上顺序通电，步进电机正转。 要使电机反转，将上述步进电机各相绕组的通电相序反过来即可。 如三相三拍反转的通电方式为：A→C→B→ A。 10.1.2 步进电机控制程序设计 步进电机控制的任务就是： ①判断旋转方向 ②按顺序送出控制脉冲 ③判断脉冲是否送完 正反转控制模型数据的存放单元见表10-2和表10-3，其中26H和2DH中存放模型结束标志，程序流程如图10-2所示。 10.1.3 步进电机变速控制 编写变频控制程序作如下说明： （1）利用定时器T0延时，其初值存放在EPROM的同一页中。降频是升频的逆过程。 （2）步进电机控制模型数据及存放地址（如表10-2~10-5所示）。 （3）在升、降频过程中，考虑步进电机惯性，要求每改变一次频率，需持续运行一定步数，称频率阶梯步长。 10.2 红外线感应自动门控制系统 10.2.1 系统硬件电路 10.2.2 红外线传感器集成芯片介绍 10.2.3 系统软件结构 10.2.1 系统硬件电路 系统控制电路如图10-5所示。用MCS-51系列单片机与完全兼容的AT89C51作主控芯片，经扩展和接口电路构成控制系统。 红外线传感器能以非接触形式检测人体中辐射出的红外线能量变化，并将此变化转变为电压信号输出。 系统有自动和手动两种功能。电机选用单相交流电机，由三个控制信号P3.0、P3.1、P3.4来控制其正、反转和速度变换。 10.2.2 红外线传感器集成芯片介绍 红外线传感器集成芯片BISS0001特点（如图10-6、10-7所示）： （1）用CMOS工艺，功耗低。 （2）具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配。 （3）双向鉴幅器可有效抑制干扰信号。 （4）内设延时和封锁定时器，性能稳定，调节范围宽。 （5）内置参考电源。 （6）工作电压范围宽（3V～5V）。 10.2.3 系统软件结构 整个系统软件主要由主程序、中断服务程序、门开启和关闭子程序、各种故障处理及报警子程序组成。 主程序主要是完成系统进行初始化、中断设置、手动与自动切换等功能。 中断服务程序包括两个外部中断和两个定时器中断（如图10-8~10-12所示）。 10.3 通用多点温度控制系统 10.3.1 系统网络结构 10.3.2 通信协议 10.3.3 硬件电路 10.3.4 软件设计 10.3.1 系统网络结构 10.3.2 通信协议 1．通信过程 （1）写指令 单片机发指令——→从机接收指令——等待→反馈接收信息 （2）读指令 主机发指令——→从机接收指令——等待→从机取出参数给主机——→等待——→主机反馈接收信息 2．通信设定 （1）从机站号 （2）通信速率 （3）通信再试次数 （4）校验方式 3．数据格式 l??主机到从机的通信数据格式 数据写入的格式有两种，数据写入指的是主单片机对从单片机的发送指令。? l??从机到主机的数据格式 不论主机发送的指令是何种格式，从机收到主机指令后都要向主机发回确认信息。 10.3.3 硬件电路 AT89C52单片机具有MCS-51内核，指令系统与MCS-51单片机100%兼容，片内有 8K Flash EPROM，256字节RAM，6个中断源，一个串行口，最高工作频率可达24M，完全可满足本系统的需要。 主机管理各从机，负责系统的各温度测控点数据的收集与处理。从机负责现场数据的采集以及现场温度的控制。 系统的主从机硬件结构原理图分别见图10-14和图10-15所示。 10.3.4 软件设计 1．主机软件设计 根据系统从机数量以及对温度控制响应实时性的要求，采取不同的时间间隔扫描各从机，读取各温度测控点的温度信息或发送控制指令。 主机系统软件设计主要包括键处理模块、显示管理模块、通信读数据模块、通信写指令模块、故障处理模块等。 2．从机软件设计 从机主要接收主机指令，完成主机规定的温度控制及相关操作。 从机也配有键盘，允许用户现场控制温度。 从机软件设计也包括键处理模块、温度数据采集（A/D）模块、显示模块、通信模块、输出管理模块、故障处理模块。 以下是利用TLC0832型A/D转换器进行数据采