新聞中心

EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于MCS-96系列單片機(jī)的數(shù)字正弦機(jī)研制

基于MCS-96系列單片機(jī)的數(shù)字正弦機(jī)研制

作者: 時間:2011-12-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  在伺服系統(tǒng)的調(diào)試過程中,需要能夠準(zhǔn)確發(fā)送各種測試信號的正弦機(jī)。但通常使用的機(jī)電正弦機(jī)具有難以克服的機(jī)械傳動空回、死區(qū)及波形失真和漂移、裝訂參數(shù)可重復(fù)性差等缺點(diǎn)。
  為了克服以上缺點(diǎn),作者開發(fā)了8098。
  1 硬件組成
  8098采用8098單片機(jī)[1,2](也可選用兼容的80C196單片機(jī))和5VASZZ系列DSC模塊,以軟件方法產(chǎn)生階躍、等速、周期等速和正弦等信號,通過8255直接16位數(shù)字輸出,或分精粗各12位數(shù)字量分送兩個DSC轉(zhuǎn)化為三相模擬電壓雙通道輸出。在此過程中,利用8279顯示和控制正弦機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。8098的硬件組成框圖如圖1。

圖1 8098數(shù)池正弦機(jī)硬件組成框圖
2 軟件實(shí)現(xiàn)
  8098數(shù)字正弦機(jī)的大部分功能是利用8098的匯編語言編程實(shí)現(xiàn)的,其軟件功能框圖如圖2所示。

圖2 8098數(shù)字正弦機(jī)軟件功能框圖
  2.1 信號的產(chǎn)生
  
下面以正弦信號的產(chǎn)生為例說明這部分的設(shè)計(jì)思想。

2.1.1 算法 
正弦運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上是按給定周期的正弦函數(shù)值,在單位時間送位置偏移置y,然后加上正弦的基值y0,即可得到繞基值按正弦規(guī)律變化的位置量A0。由于內(nèi)存有限,且為了簡化程序,設(shè)計(jì)中采用先計(jì)算出1/4個周期的正弦曲線,再通過銜接處理得到整個周期正弦曲線的方法。其中位置偏移量的計(jì)算是根據(jù)裝訂的正弦周期值T,計(jì)算出單位幅值標(biāo)準(zhǔn)正弦曲線,然后用裝訂的正弦幅值M乘以每個計(jì)算點(diǎn)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)正弦值x,即可得到按正弦規(guī)律變化的位置偏移量。[next]

在伺服系統(tǒng)的調(diào)試過程中,需要能夠準(zhǔn)確發(fā)送各種測試信號的正弦機(jī)。但通常使用的機(jī)電正弦機(jī)具有難以克服的機(jī)械傳動空回、死區(qū)及波形失真和漂移、裝訂參數(shù)可重復(fù)性差等缺點(diǎn)。
為了克服以上缺點(diǎn),作者開發(fā)了8098數(shù)字正弦機(jī)。
1 硬件組成
  8098數(shù)字正弦機(jī)采用8098單片機(jī)[1,2](也可選用兼容的80C196單片機(jī))和5VASZZ系列DSC模塊,以軟件方法產(chǎn)生階躍、等速、周期等速和正弦等信號,通過8255直接16位數(shù)字輸出,或分精粗各12位數(shù)字量分送兩個DSC轉(zhuǎn)化為三相模擬電壓雙通道輸出。在此過程中,利用8279顯示和控制正弦機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。8098數(shù)字正弦機(jī)的硬件組成框圖如圖1。

圖1 8098數(shù)池正弦機(jī)硬件組成框圖
2 軟件實(shí)現(xiàn)
  8098數(shù)字正弦機(jī)的大部分功能是利用8098的匯編語言編程實(shí)現(xiàn)的,其軟件功能框圖如圖2所示。

圖2 8098數(shù)字正弦機(jī)軟件功能框圖
  2.1 信號的產(chǎn)生
  
下面以正弦信號的產(chǎn)生為例說明這部分的設(shè)計(jì)思想。

2.1.1 算法 
正弦運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上是按給定周期的正弦函數(shù)值,在單位時間送位置偏移置y,然后加上正弦的基值y0,即可得到繞基值按正弦規(guī)律變化的位置量A0。由于內(nèi)存有限,且為了簡化程序,設(shè)計(jì)中采用先計(jì)算出1/4個周期的正弦曲線,再通過銜接處理得到整個周期正弦曲線的方法。其中位置偏移量的計(jì)算是根據(jù)裝訂的正弦周期值T,計(jì)算出單位幅值標(biāo)準(zhǔn)正弦曲線,然后用裝訂的正弦幅值M乘以每個計(jì)算點(diǎn)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)正弦值x,即可得到按正弦規(guī)律變化的位置偏移量。

[next]

(a)DSC三相輸出電壓隨位置變化曲線

(b)位置量隨時間變化曲線

(c)DSC輸出隨時間變化曲線
圖4 正弦粗通道DSC輸出與時間之間的曲線圖解原理
4 結(jié) 論
  經(jīng)兩種實(shí)驗(yàn)方法測試正常后,8098數(shù)字正弦機(jī)于1996年7月在重慶望江機(jī)器總廠通過現(xiàn)場聯(lián)調(diào)。結(jié)果表明,8098數(shù)字正弦機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求,且發(fā)送信號的誤差明顯小于機(jī)電正弦機(jī),并克服了原有機(jī)電正弦機(jī)的許多缺點(diǎn),功能齊全、運(yùn)行可靠、操作簡便、通用性強(qiáng)、體積小、重量輕,是調(diào)試、驗(yàn)收伺服系統(tǒng)特性的一種理想工具。



評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉