Для измерения количества оборотов двигателя используется тахометр. Тахометр состоит из счётчика, считающего импульсы, поступающие с датчика координаты на двигателе, регистра, хранящего результаты измерений, и распределителя импульсов, частота которых выбирается таким образом, чтобы за период этих управляющих импульсов T на счётчик поступило определенное количество импульсов, по которым определяется скорость вращения двигателя. С распределителя поступают короткие импульсы, смещённые друг относительно друга. Первый поступает на тактовый вход регистра, обеспечивая сохранение показаний счётчика в нём, а второй обнуляет счётчик.

Если на один оборот двигателя приходится 1000 импульсов, и за время измерения Т на счетчик поступает Х импульсов, то выражение, по которому определяем угловую скорость вращения, имеет вид:

W=60Х/1000T (об/мин)

где: W - угловая скорость вращения двигателя.

 Х - количество импульсов за T с.

Структурная схема тахометра приведена на рис. 48.

Рис. 48. Структурная схема тахометра

Счетчик делитель задает необходимое время подсчета импульсов с кодового датчика. Коэффициент зависит от времени измерения по формуле: 80*Х, где Х- время измерения в мс. Период измерения не должен быть слишком большим. Иначе счетчик переполнится и обнулится.

Сигнал с СС0 – записывает данные в регистр.

Сигнал с СС2 – обнуляет счетчик.

Сигнал с СС0 поступает на 1 такт раньше, чем с СС2. Т.е. Сначала измерение записывается в регистр, а потом обнуляется.

3.1.1 Счетчик-делитель

Так как частота ГТИ 20МГц, то для того чтобы обеспечить необходимые временные задержки логических элементов, необходимо уменьшить частоту сигнала, поставив делители. Требуемая частота сигнала – 50КГц. Чтобы добиться данной частоты установим делитель на 400. Он представляет из себя последовательно включенные делители на 5 и на 16.

Приведём состояния счетчика-делителя на 5 и переходы между ними. В соответствии с указанными переходами для каждого триггера в правой части таблицы записываются функции возбуждения.

Таблица 9.

Имея в виду, что вместо символа произвольного сигнала  можно подставлять любую переменную («0» или «1»), на основании таблицы запишем:

 (в столбце  оставлена всего одна единица),

, .

Для функций  выберем варианты с наибольшим числом констант, чтобы меньше нагружать источники сигналов. Примем, что ,  и .

Рис.49 Делитель на 5.

Реализация счетчика-делителя на 16 – аналогичная.

3.1.2 Тахометр

Сигнал требуемой частоты подается на 8-ми разрядный счетчик, после которого происходит сравнение на «0» и на «2». Т.е. сигналы записи в регистр и сброса счётчика импульсов разнесены по тактам. Это необходимо для того, чтобы не происходило одновременного сброса счётчика и считывания данных с него.

Рис.50 Тахометр.

На схеме вход В – вход с генератора требуемой частоты. На вход А поступают сигналы с датчика, стоящего на двигателе. Выходы out7 – out0 – значение текущей скорости двигателя.

Заключение

В данном курсовом проекте исследовали влияние нелинейности на характеристики двигателя: пришли к выводу, что можно перейти от описания модели двигателя полиномом 3го порядка к кусочно-непрерывным линейным функциям.

Спроектировали схемы управления шаговым двигателем: втягивание, выдвижение штока, используя подход построения счетчика с произвольным порядком счета; схему переключения режимов работы на основе мультиплексоров типа 2/1; схему формирования управляющих сигналов. Для разработки схем управления можно воспользоваться альтернативным методом, использующим средства автоматизации – язык VHDL.

Литература

1.П.В.Агуров «Интерфейсы USB. Практика использования и программирования» Спб.: БХВ – Петербург, 2004.

2.М.С.Голубцов, А.В.Кириченкова «Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному». Изд.2-е, испр. и доп. – М.: Солон – пресс,2004. 304с.

3.В.В.Гребнев «Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel». – М.:ИП-РадиоСофт, 2002. 176с.

4.Давыдова «Двигатель шаговый ДШМ 27,6-11,13-2 технические условия». 2007 – 42с.

5.В.Ю. Зотов «Проетирование цифровых устройств на основе ПЛИС фирмы XILINX в САПР WebPack ICE», Москва, 2003.

6.Г.М.Кутьков В.Н.Сидоров «Тракторы и автомобили» Учебно–методическое пособие. Москва – Калуга. 2007.

7.В.Н.Сидоров «Методика расчёта тягово-динамических характеристик трактора» методическое пособие. Калуга.

8. Е.П. Угрюмов «Цифровая схемотехника» СПБ.: БХВ – Петербург, 2004.

Приложение 1

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5