PIC单片机控制直流电动机转速控制系统设计(6)

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容，C2为自举二极管，R3、R4为栅极驱动电阻。

图3.2 IR2111驱动功率MOSFET

3.4键盘输入电路

本系统采用键盘，如图3.4所示。

图3.4为按钮电路

3.5电源电路

控制系统需要一个稳定的工作电压才能可靠工作，本系统的IR2111放大器要士12V; PIC单片机、数码管驱动、显示电源需要+5V;考虑到本系统的情况，采用了直接从市场上购买开关电源来满足要求，如图3.3所示。

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图3.5 所需电源

3.6复位和时钟电路

为了预防系统在突然情况下出现死机等问题，特设计复位电路进行对程序计数器的PC重新赋值并重新开始工作，根据PIC18F458系列单片机的特点，采用典型的复位电路接法，不仅可以在上电时自动复位，还可以在程序运行中手动复位，手动复位只需要按下复位电路中的按键即可。如图3.6。

图3.6复位和时钟电路

3.7显示电路 3.7.1 LCD介绍

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液晶显示模块（LCM）由于其具有功耗低、无电磁辐射、寿命长、价格低、接口方便等一系列显著优点，被广泛应用与各种仪表仪器、测量显示装置、计算机显示终端等方面。其中，字符液晶显示模块是一类专用于显示字母、数字、符号的点阵式液晶显示模块。TS1620字符液晶显示模块以ST7066和ST7065为控制器，其接口信号功能和操作指令与HD44780控制器具有兼容性。字符液晶有8?1、16?2、20?2、40?2等20多种规格型号齐全的字符液晶显示模块，均具有相同的引线功能和编程指令，与单片机的接口具有通用性。下图为外观机构。

3.7.2 TS1620引脚与功能

TS1620的引脚与功能表下图所示。

引脚好 引脚符号 1 2 3 4 5 6

GND VDD VEE RS RW EN

名称 电源地 电源正端 液晶驱动电压端 寄存器选择段 读/写选择端 读/写使能端 8位数据线

功

能 接5V电 源地端 接5V电 源正端

电压可调，一端接地， 一端接可调电阻 RS=1为数据寄存器， RS=0为指令寄存器 RW=1为读数据， RW=0为写数据 写时，下降沿触发； 读时，高电平有效

数据 总线

7至14 DB0—DB7

3.7.3 TS1620与PIC18F单片机接口

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TS1620模块与单片机的接口简单，PIC18F单片机的连接图如总图所示。PIC18F458的RD0-RD7端口直接与TS1620-1的DB0-DB7相连接，TS1620-1的控制信号RS、RW、EN分别与PIC18F458的RE0-RD2相连接。

3.8转速测量电路设计

一个完善的闭环系统，其定位精度和测量精度主要由测量元件决定，因此，高精度的测量转速对测量元件的质量要求相当高。光电编码器是现代系统中必不可少的一种数字式速度测量元件，被广泛应用于微处理器控制的闭环控制系统中。

3.8.1光栅盘

光栅盘是在圆盘边刻有很多光栅。当光源照射到光栅部分时，没有被光栅挡住的光源就透射过去。本系统中采用了一个圆面上刻有60个均匀光栅格的光栅盘。当电机旋转一周时，会产生60个光脉冲信号。

3.8.2 光电传感器

光电传感器原理是有一个发光二极管和一个由光信号控制放大的三极管组成。由发光二极管发出红外光线通过3mm宽的气隙透射到另一端的三极管上，使得该三极管导通。其特征如下：

? 气隙是3mm。 ? 分辨率达到0.5mm。 ? 大电流传输比

ICIF?30100。

? 暗电流为：0.25?A

? 在IF=10mA时，发光二极管产生的光线的波长为940nm。

安装时将光栅盘圆面钳到沟槽中，光电传感器的发光二极管发出的红外线通过3mm气隙照射到光栅盘，光通过光栅盘面上透光的光栅气隙可以使得光传感器的三极管导通，从C极会输出一个低电平，被光栅挡住的光不能透过去，使得光电传感器的C极会输出一个高电平。

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3.8．1光电传感器原理图

光电传感器在硬件电路设计上很简单, 如图3.8.2。在光电传感器的1引脚上接一个限流电阻R，限制流过发光二极管的电流IF=10mA左右。计算公式如下：

IF?（VCC-VF）/R

其中，VF?1.15V，VCC?5V，IF?10mA，计算出R?390?左右。

3.8.2光电传感器设计图

3.9本章小结

本章讨论了系统硬件电路设计的原则;依据系统方案设计了各功能模块电路;说明各模块电路的连接方法;着重分析了放大电路、复位、LCD电路、转速测量电路的原理。

4系统软件设计

4.1引言

随着现代技术的发展，利用软件代替和简化硬件，利用基本的硬件电路和软件技术达

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