1、实验一、 小 车 驱动 控制 系统 设计 一、实验目的： 了解霍尔器件工作原理及 直流电机 转速测量与控制的基本原理、基本方法；掌握 DAC0832 电路的接口技术和应用方法； 提高实时控制系统的设计和调试能力。 二、实验内容： 设计并调试一个程序其功能为驱动电机 运 转，控制电机的转速，其转速可在 显示器上显示出来。 三、实验原理： 驱动小 车 车 轮的 运 转是 由直流电机带动，控制小车运行速度，既为控制直流电机的转速 。旋转体的转速常以每秒钟或每分钟转数来表示，因此其单位为转 /秒、转 /分，也有时用角速度表示瞬时转速，这时的单位相应为孤度 /秒。 转速的测量方法很多，由于转速是以单位时
2、间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。霍尔开关传感器正由于其体积小，无触点，动态特性好，使用寿命长等特点，故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。 霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的两个侧面之间产生霍尔电势。其大小和外磁场及电流大小成比例。 本实验选用美国史普拉格公司（ SPRAGUE）生产的 3000 系列霍尔开关传感器3020，它是一种硅单片集成电路， 器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、史密特触发器和集电极开路输出电路，具有工作电压范围宽、可靠性高、外电路简单、输
3、出电平可与各种数字电路兼容等特点。器件采用三端平塑封装。引出端功能符号如下： 表 引出端功能符号表 引出端序号 1 2 3 功能 电源 地 输出 符号 VC1 GND OUT 根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘附近安装一个霍尔器件 3020，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲 信号，其频率和转速成正比，测出脉冲的周期或频率即可计算出转速。 直流电机的转速与施加于电机两端的电压大小有关。本实验用 DAC0832 控制输出到直流电机的电压，控制 DAC0832 的模拟输出信号量来控制电机的转速。当电机转速
4、小于设定值时增大 D/A输出电压，大于设定值时则减小 D/A 输出电压，从而使电机以某一速度恒速旋转。我们采用简单的比例调节器算法（简单的加一、减一法）。 比例调节器（ P）的输出系统式为： Y=Kpe(t) 式中： Y 调节器的输出 e(t) 调节器的输入，一般为偏差值 KP 比例系数 从上式 可以看出，调节器的输出 Y与输入偏差值 e(t )成正比。因此，只要偏差 e(t)一出现就产生与之成比例的调节作用，具有调节及时的特点，这是一种最基本的调节规律。比例调节作用的大小除了与偏差 e(t)有关外，主要取决于比例系数 Kp，比例调节系数愈大，调节作用越强，动态特性也越大。反之，比例系数越小，
5、调节作用越弱。对于大多数的惯性环节， Kp太大时将会引起自激振荡。比例调节的主要缺点是存在静差，对于扰动的惯性环节， Kp太大时将会引起自激振荡。对于扰动较大，惯性也比较大的系统，若采用单纯的比例调节器就难于兼顾动态和静态特 性，需采用调节规律比较复杂的 PI（比例积分调节器）或PID（比例、积分、微分调节器）算法。 四、实验电路： 图 直流电机转速测量与控制实验连线电路 定时器 T1，工作于外部事件计数方式，对转速脉冲计数； T0工作于定时器方式，均工作于方式 1。 DAC0832 的片选端 CS5 接 FF80H，故 DAC0832 地址为0FF80H-0FF8FH。 五、实验步骤： 1、
6、将 JX2接 JX0， CS5 接 FF80H， AOUT 接 DJ。 2、编译 调试、 运行程序，观察并记录 （用文字描述） 数码管上显示的数字量的变化，电机随之正 、反转与转速的变化 过程 。 六 、参考流程图 ： N Y N Y 图 3 程序流程框图 七 、 实验报告要求： （一）、实验报告的案头要填满： 1、 做该次实验的时间； 2、 实验名称。 （二）、实验报告包括： 开始 置 0832 口地址 数字量 FF 送 0832，启动 D/A 判高电平到否？ 数字量 00 送 0832，启动 D/A 判低电平到否？ 高电平时间初值减 1 低电平时间初值加 1 1、 实验目的； 2、 实验内容； 3、 实验电路及连线； 4、 程 序流程框图； 5、 汇编程序清单及功能注释（注释要详细）； 6、 程序运行结果； 7、 调试或设计说明； 8、 小结； 9、 原始数据。 注： 实验报告不得计算机打印，不得复印实验报告有关内容。
