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計數(shù)器電路范文第1篇

摘要：針對目前以槽型光耦作為主要感光器件的感光計數(shù)器，存在對不同透明度被測物識別困難，難以正確計數(shù)的問題，設(shè)計出一種基于STC10F08單片機(jī)的可調(diào)感光計數(shù)器，經(jīng)試用，效果較好。

關(guān)鍵詞：可調(diào)感光計數(shù)器槽型光耦單片機(jī)

關(guān)鍵詞：可調(diào)感光計數(shù)器槽型光耦單片機(jī)

0 引言

0 引言

目前以槽型光耦作為主要感光器件的感光計數(shù)器價格低廉，能夠通過被測物對光源的遮斷實現(xiàn)計數(shù)，適用于透明度低的被測物計數(shù)。如果被測物透明度較高，如塑料膜片等，難于實現(xiàn)被測物的計數(shù)。針對上述問題，設(shè)計出一種可調(diào)式感光計數(shù)器，可通過調(diào)節(jié)感光域值實現(xiàn)不同透明度被測物的測量計數(shù)。

目前以槽型光耦作為主要感光器件的感光計數(shù)器價格低廉，能夠通過被測物對光源的遮斷實現(xiàn)計數(shù)，適用于透明度低的被測物計數(shù)。如果被測物透明度較高，如塑料膜片等，難于實現(xiàn)被測物的計數(shù)。針對上述問題，設(shè)計出一種可調(diào)式感光計數(shù)器，可通過調(diào)節(jié)感光域值實現(xiàn)不同透明度被測物的測量計數(shù)。

1 可調(diào)式感光計數(shù)器組成

1 可調(diào)式感光計數(shù)器組成

可調(diào)式感光計數(shù)器主要由感光傳感器模塊、單片機(jī)、LED顯示模塊、電源模塊和繼電器控制模塊組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。對可調(diào)式感光計數(shù)器的感光傳感器模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使得用戶能夠?qū)Πl(fā)光光源的光強(qiáng)進(jìn)行微調(diào)，能夠調(diào)節(jié)感光接收電路感應(yīng)閾值。

可調(diào)式感光計數(shù)器主要由感光傳感器模塊、單片機(jī)、LED顯示模塊、電源模塊和繼電器控制模塊組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。對可調(diào)式感光計數(shù)器的感光傳感器模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使得用戶能夠?qū)Πl(fā)光光源的光強(qiáng)進(jìn)行微調(diào)，能夠調(diào)節(jié)感光接收電路感應(yīng)閾值。

2 感光傳感器

2 感光傳感器

感光傳感器模塊由三部分組成：光源發(fā)射電路，光電接收及信號放大電路。感光傳感器模塊原理圖如圖2所示。因為槽型光耦具有價格低廉、耐高壓、高阻抗、電氣隔離性好和抗干擾能力強(qiáng)等特點，所以采用槽型光耦作為感光元器件。由槽型光耦的輸入端輸入電信號驅(qū)動發(fā)光二極管構(gòu)成光源發(fā)射電路，正常工作時，不考慮限流電阻阻值的漂移，發(fā)光二極管發(fā)出強(qiáng)度和波長固定的光。槽型光耦的光敏三極管作為光電接收電路的主要組成，接收來自光源發(fā)射電路發(fā)出的光線，當(dāng)被測物通過時，影響光電接收電路接收到的光強(qiáng)即影響電阻R3兩端的電壓。采用運(yùn)算放大器LM358構(gòu)成電壓比較器講用戶設(shè)定電壓值與R3電阻兩端電壓比較控制開關(guān)三極管Q1打開或關(guān)閉。

感光傳感器模塊由三部分組成：光源發(fā)射電路，光電接收及信號放大電路。感光傳感器模塊原理圖如圖2所示。因為槽型光耦具有價格低廉、耐高壓、高阻抗、電氣隔離性好和抗干擾能力強(qiáng)等特點，所以采用槽型光耦作為感光元器件。由槽型光耦的輸入端輸入電信號驅(qū)動發(fā)光二極管構(gòu)成光源發(fā)射電路，正常工作時，不考慮限流電阻阻值的漂移，發(fā)光二極管發(fā)出強(qiáng)度和波長固定的光。槽型光耦的光敏三極管作為光電接收電路的主要組成，接收來自光源發(fā)射電路發(fā)出的光線，當(dāng)被測物通過時，影響光電接收電路接收到的光強(qiáng)即影響電阻R3兩端的電壓。采用運(yùn)算放大器LM358構(gòu)成電壓比較器講用戶設(shè)定電壓值與R3電阻兩端電壓比較控制開關(guān)三極管Q1打開或關(guān)閉。

3 可調(diào)式感光計數(shù)器硬件設(shè)計

3 可調(diào)式感光計數(shù)器硬件設(shè)計

電源模塊含穩(wěn)壓電路，具有整流橋，可直接接入交流（直流）6V~25V電源輸入。如圖3所示繼電器控制模塊采用ULN2003驅(qū)動小型DC5V直流繼電器。單片機(jī)I/O口P3.0控制繼電器K1，當(dāng)P3.0為高電位時，繼電器K1動作。

電源模塊含穩(wěn)壓電路，具有整流橋，可直接接入交流（直流）6V~25V電源輸入。如圖3所示繼電器控制模塊采用ULN2003驅(qū)動小型DC5V直流繼電器。單片機(jī)I/O口P3.0控制繼電器K1，當(dāng)P3.0為高電位時，繼電器K1動作。

單片機(jī)采用STC公司生產(chǎn)的STC10F08單片機(jī)作為核心控制芯片。STC10F08是一款性價比非常高的單片機(jī)，完全兼容ATMEL公司的AT89C51和AT89S51單片機(jī)，具有加密性好、低功耗、高速、可靠性高、抗靜電、抗干擾性等特點，近年來得到廣泛的使用。

單片機(jī)采用STC公司生產(chǎn)的STC10F08單片機(jī)作為核心控制芯片。STC10F08是一款性價比非常高的單片機(jī)，完全兼容ATMEL公司的AT89C51和AT89S51單片機(jī)，具有加密性好、低功耗、高速、可靠性高、抗靜電、抗干擾性等特點，近年來得到廣泛的使用。

顯示模塊采用LCD1602A，該模塊DC5V供電，低功耗，可顯示16X2個字符。由于LCD為靜態(tài)顯示，占用CPU資源少。STC10F08擴(kuò)展LCD1602A原理圖如圖4所示。

顯示模塊采用LCD1602A，該模塊DC5V供電，低功耗，可顯示16X2個字符。由于LCD為靜態(tài)顯示，占用CPU資源少。STC10F08擴(kuò)展LCD1602A原理圖如圖4所示。

4 結(jié)論

4 結(jié)論

可調(diào)式感光計數(shù)器解決了低成本透明度較高被測物測量計數(shù)檢測問題，在用戶適當(dāng)調(diào)節(jié)傳感器后可檢測不同透明度被測物的變化，可作為產(chǎn)品流水線上的記錄儀。

計數(shù)器電路范文第2篇

（延安大學(xué)物電學(xué)院，陜西延安716000）

摘要：競走在實際訓(xùn)練、比賽中隊員有犯規(guī)嫌疑就會被警告，但沒有什么可靠的依據(jù)。運(yùn)動員如果滿足競走定義，有犯規(guī)嫌疑，就被裁判警告并罰下場，這樣有時就會對有些運(yùn)動員不公平。根據(jù)競走的定義和核心規(guī)則，分析競走在比賽、訓(xùn)練中存在的問題，并結(jié)合實際情況，采用555時基電路設(shè)計了一種多功能的競走技術(shù)檢測器，并介紹了安裝方法。該設(shè)計主要針對雙腳離地犯規(guī)進(jìn)行檢測，如果運(yùn)動員雙腳同時離地犯規(guī)紅外線檢測儀就能檢測到，同時計數(shù)器計數(shù)1次，蜂鳴器也發(fā)出聲音提示運(yùn)動員犯規(guī)。

關(guān)鍵詞 ：競走；步頻；紅外線檢測儀；犯規(guī)警告

中圖分類號：TN602?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）18?0119?03

收稿日期：2015?03?29

基金項目：陜西省自然科學(xué)基金贊助項目（2014JM2?5058）；延安大學(xué)青年項目（YDQ2014?38）；2015年陜西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（1425）

0 引言

競走是田徑比賽中具有特殊規(guī)則的比賽項目，也是我國在世界大賽中具有很強(qiáng)競爭力的項目之一[1]。競走是改變正常走路動作的一種快速走[2]，主要目的是通過改變身體正常走路動作來使走路的速度達(dá)到最大化，其比賽的特點在于對技術(shù)的嚴(yán)格限制和特定的裁判規(guī)則[3]。競走運(yùn)動自產(chǎn)生和發(fā)展以來，伴隨著運(yùn)動技術(shù)的發(fā)展、運(yùn)動成績的提高，以及世界各國的教練員、運(yùn)動員和科研人員付出的艱苦努力和精心鉆研，競走運(yùn)動在規(guī)則的嚴(yán)謹(jǐn)、判罰的公正、技術(shù)的合理、識別的精細(xì)方面，一步步地向著更加科學(xué)、更加精尖的方向蓬勃的發(fā)展起來[4]。競走是在普通走的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是運(yùn)動員與地面保持接觸，連續(xù)向前邁進(jìn)的過程，沒有（人眼）可見的騰空[5]。前腿從觸地瞬間至垂直部位應(yīng)該伸直（即膝關(guān)節(jié)不能彎曲），兩者的動作結(jié)構(gòu)相同，都是由單腳支撐和雙腳支撐交替反復(fù)進(jìn)行[6]。但競走有它的特點，骨盆前后轉(zhuǎn)動大，腰部有一定的扭動，兩臂積極擺動，腳觸地時腿充分伸直，步幅大，頻率高，前進(jìn)速度快。競走單腳邁進(jìn)分解過程如圖1所示。

競走有兩個核心規(guī)則：競走運(yùn)動員使用與眾不同的步法，看起來很特別，但這種步法是規(guī)則規(guī)定的。首先，一個競走運(yùn)動員必須始終保持至少有一只腳與地面接觸。其次，從前進(jìn)腳落地的一刻起直到腿部達(dá)到垂直的姿勢，腿部必須保持直線，膝蓋不能彎曲[7]。有9名裁判分布在比賽線路上監(jiān)督任何運(yùn)動員的犯規(guī)動作。當(dāng)裁判看到競走運(yùn)動員有犯規(guī)嫌疑時就警告他1次。警告一般是通過在道路兩邊向犯規(guī)者出示白色標(biāo)志來表示的，此后裁判員會通知主裁判。

在平時訓(xùn)練、正式比賽中隊員如果有犯規(guī)嫌疑就會被警告，沒有什么可靠的依據(jù)，運(yùn)動員如果滿足競走定義，有犯規(guī)嫌疑，就被裁判警告并罰下場，這樣有時就會對有些運(yùn)動員不公平。本設(shè)計主要針對雙腳離地犯規(guī)進(jìn)行檢測，如果運(yùn)動員雙腳同時離地犯規(guī)紅外線檢測儀就能檢測到，同時計數(shù)器計數(shù)1次，蜂鳴器也發(fā)出聲音提示運(yùn)動員犯規(guī)。

1 設(shè)計思想

1.1 雙腳離地違規(guī)檢測

本設(shè)計的基本思想是若運(yùn)動員在比賽中雙腳同時騰空，安裝在競走鞋掌上的紅外線發(fā)射電路同時發(fā)出脈沖信號，信號就會被紅外接收電路接收，計數(shù)電路計數(shù)1次，蜂鳴器也發(fā)出一聲提示音。從而提醒隊員犯規(guī)一次。雙腳騰空檢測設(shè)計思路圖如圖2所示。

1.2 步頻檢測

運(yùn)動員每走1步，都會發(fā)出1個紅外脈沖，被計數(shù)電路接收，計數(shù)1次。讓隊員們在訓(xùn)練過程中，知道自己的最佳步長、步頻，從而提高訓(xùn)練效率。步頻檢測設(shè)計思路圖如圖3所示。

2 電路設(shè)計

2.1 紅外發(fā)射電路

紅外線[8]屬于不可見光，與一般的可見光線不一樣，其電磁波長在950 nm 范圍內(nèi)，廣泛應(yīng)用于遙控和傳輸設(shè)備上。其優(yōu)點主要有：

（1）有較高的傳播速度，不會產(chǎn)生，空間反射以及全折射等作用而出現(xiàn)的干擾；

（2）傳播中不會產(chǎn)生畸變噪音；

（3）在高峰值功率情況下所需要的功率較??；

（4）采用一定的調(diào)制方法可以有高的抗干擾性；

（5）在僅有的一個載波頻率的情況下，可以有高的穩(wěn)定性。

電路中紅外發(fā)光二極管，采用的是砷化鉀紅外發(fā)光二極管LD274[9]，其屬于光角發(fā)光二極管，光角是指其管芯制作的發(fā)射錐體（拋物面）的角度較大，角度小于160°。其截止電壓為4 V，導(dǎo)通電流為30 mA，t=10 μs內(nèi)允許的沖擊電流為2.5 A，損耗210 μW，損耗極小。

空氣熱阻中為Rt=350 K/W。阻擋層溫度為100 ℃?？紤]到競走專用鞋的實際情況——輕便，這里用的紅外發(fā)射電路，具有體積小，重量小，損耗少的優(yōu)點。

由于在競走過程中，兩腳不能同時離地，主要辨別的是腳掌，所以發(fā)射電路的開關(guān)按鈕裝在鞋掌部分，發(fā)射電路的其他部分安裝在鞋面上，當(dāng)把開關(guān)DR 按下，作為能源的電容器C1 將通過由發(fā)光二極管VD 發(fā)射放電，形成由555[10]組成的時基電路和晶體管VT控制，其峰值電流可達(dá)1 A ，持續(xù)時間可有0.1 s。這個電路時間延遲只有0.5 ms，也就是說該電路有足夠的時間判斷出隊員是否違規(guī)。圖4是紅外線發(fā)射電路。

2.2 接收發(fā)聲模塊

采用的紅外接收器具有很高的接收靈敏度，其接收紅外線波長近900 nm，超過人體的熱釋紅外線的波長。紅外接收元件采用一種現(xiàn)在常用的一體化紅外接收頭（JST）來接收紅外發(fā)射模塊所發(fā)射的紅外信號，一體化紅外接收頭（JST）在電視遙控器中應(yīng)用最廣泛，內(nèi)置有前置放大、限幅放大、檢波、穩(wěn)壓等電路，紅外電路發(fā)射的信號，經(jīng)過（JST）處理后，輸出脈沖信號，再經(jīng)R2，VD1的控制，通過555時基電路的調(diào)制，最后由555時基電路的3 腳輸出放大的脈沖信號經(jīng)運(yùn)算放大器VT2 放大后，在CP輸出并在蜂鳴器上發(fā)出聲音。紅外線接收和蜂鳴器電路如圖5所示。

2.3 計數(shù)顯示模塊

電路采用顯示組件CL002（內(nèi)部無計數(shù)器）和同步加計數(shù)器CC4518[11?12]組成，CC4518接成3位串行BCD碼計數(shù)器，在脈沖信號CP 作用下進(jìn)行十進(jìn)制計數(shù)。CL002的I?IV顯示對應(yīng)的3位計數(shù)值。計數(shù)脈沖由555振蕩器電路產(chǎn)生，經(jīng)VT2放大，送入計數(shù)顯示電路，記錄并顯示出來。十進(jìn)制計數(shù)顯示電路如圖6所示。

3 元器件的選擇與安裝

元器件的選擇，關(guān)鍵是紅外線發(fā)射、接收二極管的選擇，紅外線發(fā)射二極管有窄角紅外線發(fā)射二極管和光角紅外線發(fā)射二極管之分，窄角紅外線發(fā)射二極管是指在制作工藝，管芯制作時，其反射錐體（拋物面）的角度較小，但其方向性較強(qiáng)，作用距離遠(yuǎn)，約遙控距離是15 m，角度小于30°。光角發(fā)射二極管相對的發(fā)射錐體的角度就較大，由于競走是一個運(yùn)動過程，筆者采用的是一個光角發(fā)射二極管。砷化鉀紅外發(fā)光二極管LD274，發(fā)射范圍大，發(fā)射強(qiáng)度大，作用范圍8 m。紅外線接收二極管采用的是一體化紅外接收頭（JST），這種接收頭簡單、常見、功能強(qiáng)大，內(nèi)置前置放大、限幅放大、檢波、穩(wěn)壓等電路。

紅外電路的安裝：小型按鈕開關(guān)DR安裝在競走鞋的鞋掌中，紅外線發(fā)射二極管安裝在鞋頭，紅外接收模塊的一體化接收頭（JST）安裝在鞋跟部位。計數(shù)顯示電路安裝在鞋的側(cè)面。

4 結(jié)語

經(jīng)過對基于555的多功能競走技術(shù)檢測器的測試，大量測試結(jié)果表明此檢測器能有效地針對競走過程中雙腳離地犯規(guī)進(jìn)行檢測，同時計數(shù)器計數(shù)一次，蜂鳴器也發(fā)出聲音提示運(yùn)動員犯規(guī)。此設(shè)計能一定程度上減少教練誤判的行為，無論是對競走隊員還是教練都提供了一定的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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[8] 栗鵬輝，王蕭吟，楊炳吉，等.紅外對射的無線發(fā)射新型智能紅外報警系統(tǒng)簡[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2015，34（3）：428?432.

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[11] 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2003.

計數(shù)器電路范文第3篇

關(guān)鍵詞： AD2S80A； 旋轉(zhuǎn)變壓器； 軸角?數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片； DSP接口

中圖分類號： TN911.7?34； TP383.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）15?0098?03

Design of direct digital demodulation circuit for electromagnetic

coupling displacement sensor

YANG Rui， CHENG Xue

（Northwestern Polytechnical University， Xi’an 710129， China）

Abstract： An angle measuring system based on resolver AD2S80A was used for measurement of shaft angle position of electromagnetic coupling displacement sensor. The system working principles， hardware composition and correlative parameter are introduced. The design of interface between the system and DSP is researched. The latch is used to eliminate the time delay occuring when DSP reads AD2S80A data. Therefore， the real?time performance of the servo control system was improved.

Keywords： AD2S80A； resolver； shaft angle?digital conversion chip； DSP interface

0 引 言

旋轉(zhuǎn)變壓器是一種常用的角位置傳感器。相比測得相對位置的角位置光電編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器除可測得絕對位置外，還有使用可靠，使用溫度范圍大，耐潮濕，抗沖擊，抗輻射，無需維護(hù)，便宜，能在惡劣的環(huán)境下工作等優(yōu)勢。另一常用角位置傳感器環(huán)形電位計，其精度易受溫度變化、磨耗及滑動器和可變電阻器之間污垢的影響。相比之下，旋轉(zhuǎn)變壓器有精度高，壽命長，耐油污，抗沖擊等優(yōu)點。由于具備以上特點，旋轉(zhuǎn)變壓器被廣泛應(yīng)用在伺服控制系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)、機(jī)械工具、汽車、電力、航空航天等領(lǐng)域的角度、位置檢測系統(tǒng)中。

然而旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出信號需進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換等處理后，才能送入DSP中進(jìn)行控制。為解決其解碼復(fù)雜這一情況，美國模擬器件公司（Analog Devices Inc.）早就為其設(shè)計了專用的集成電路以簡化其設(shè)計。但值得注意的是在DSP直接讀取AD2S80A的輸出數(shù)據(jù)時，需等待600 ns左右才能獲得穩(wěn)定有效的數(shù)據(jù)，這顯然不利于系統(tǒng)控制的實時性。

本文所設(shè)計的接口電路，正是為了解決DSP讀取AD2S80A的延時問題，以滿足實時系統(tǒng)控制的要求。

1 旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理

旋轉(zhuǎn)變壓器是基于電磁感應(yīng)原理的自整角機(jī)類位置傳感器[1]。如圖1所示，其轉(zhuǎn)子和定子上分別裝有互成90電角度的兩個繞組。當(dāng)勵磁繞組以[VR=EPsin（2πft）]勵磁時，轉(zhuǎn)子繞組便產(chǎn)生大小與定轉(zhuǎn)子繞組軸線之間夾角的正、余弦函數(shù)關(guān)系的感應(yīng)電勢。且[V正=E sin（2πft）sinφ，][V余=E sin（2πft）cosφ。]式中[φ]即為轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的角度。所產(chǎn)生的正余弦信號還需送入RDC中進(jìn)行解算才能被送入DSP中進(jìn)行控制。

圖1 旋轉(zhuǎn)變壓器的原理圖

2 AD2S80A的解算原理

AD2S80A的作用是使用旋轉(zhuǎn)變壓器格式輸入信號（[V正]和[V余]）解算出角度[θ，]并轉(zhuǎn)換為所需要的數(shù)據(jù)類型輸出。第一步，正余弦比率乘法器將[V正]和[V余]分別與AD2S80A解算得到的角度[θ]的正余弦信號相乘，如下式：

[V′正=Esin（2πft）sinφsinθ] （1）

[V′余=E sin（2πft）sinφcosθ] （2）

再將式（1）、式（2）的結(jié)果送入差分放大器中相減，可得如式（3）的一個函數(shù)關(guān)系：

[Ve=KEcos（θ-φ）sin（2πft）] （3）

將[Ve]送入帶通濾波器，再經(jīng)相敏調(diào)節(jié)，可得到誤差信號如式（4）所示：

[V′e=KEcos（θ-φ）] （4）

式中：[K]是綜合放大倍數(shù)。[V′e]經(jīng)過積分環(huán)節(jié)送入至電壓控制振蕩器（VCO），VCO將產(chǎn)生與輸入控制信號幅值成比例關(guān)系的脈沖序列。該脈沖序列再被送至計數(shù)器進(jìn)行增或減計數(shù)，而計數(shù)的方向取決于輸入電流的極性。當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定后， [V′e] 的輸出為零，此時計數(shù)器中的數(shù)字角度[θ]即為旋轉(zhuǎn)變壓器當(dāng)前的轉(zhuǎn)角[φ，]轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才是RDC的最終輸出[2]。

3 AD2S80A的電路設(shè)計

AD2S80A是一款單芯片、10/12/14/16位旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，提供40引腳DIP或44引腳LCC陶瓷封裝。用戶可通過SC1和SC2輸入的邏輯狀態(tài)將數(shù)字輸出分辨率設(shè)為10，12，14，16位，分別對應(yīng)著62 400 r/min，15 600 r/min，3 900 r/min，975 r/min的最大跟蹤速率。用戶通過設(shè)置不同的電阻和電容將得到不同的動態(tài)特性如帶寬、最大跟蹤速度等。本文選用16 b的分辨率。RDC的連接圖如圖2所示，電路具體計算方法參考AD2S80A的數(shù)據(jù)手冊[3?4]。

因為AD2S80A內(nèi)無激勵電路（美國模擬器件公司的另一芯片AD2S1200中則集成了可編程正弦振蕩器），所以需要外部的信號發(fā)生器提供正弦波激勵。將頻率為15 kHz，幅值為5 V的正弦信號作為參考頻率，旋轉(zhuǎn)變壓器的正、余弦信號與RDC的SIN、SIN GND 和COS、COS GND引腳相連。AD2S80A的內(nèi)部原理圖及外部連接電路如圖2所示。元件參數(shù)的選擇應(yīng)盡可能接近其理想數(shù)值，并運(yùn)行在可工作的溫度范圍之內(nèi)[5?6]。

（1） 高頻濾波器[R1，][R2，][C1，][C2]

這組高頻濾波器的功能是來除掉所有的直流偏置和降低輸入信號的噪聲；元件的參數(shù)計算如下：

[15 kΩ≤R1=R2≤56 kΩ，C1=C2=1（2πR1fREF）]

式中[fREF]為參考頻率。

圖2 AD2S20A的連接圖

（2） 外接元件[R4]為增益規(guī)模電阻，其值與分辨率位數(shù)有關(guān)

[R4=EDC（3×100×109）]

當(dāng)分辨率為10，12，14，16時，對應(yīng)的[EDC]分別為160×10-3，40×10-3，10×10-3，2.5×10-3。

（3） 外接元件[R3，C3]

確定參考輸入的交流耦合參數(shù)，對它的設(shè)置應(yīng)以參考頻率[fREF]不發(fā)生明顯相位偏移為標(biāo)準(zhǔn)：

[R3=]100 kΩ，[C3>1（R3?fREF）]

（4） [C4，][C5，][R5]確定閉環(huán)帶寬

[C4=21（R6?f2BW），][C5=5?C4，R5=4（2πfBW?C5）]

式中：[fBW]為閉環(huán)帶寬，當(dāng)[fREF]為400 Hz時，[fBW]可能為100 Hz；當(dāng)[fREF]為5 kHz時，[fBW]可能為500 Hz～1 kHz。

（5） [R6]影響系統(tǒng)的最大跟蹤速率[T]

[R6=（6.32×1010）（T?n）]

式中：[n]為每轉(zhuǎn)一圈的位數(shù)，當(dāng)分辨率為10，12，14，16時，[n]分別為1 024，4 096，16 384，65 536。

（6） [C6，][R7]為VCO的相位補(bǔ)償，應(yīng)取固定值，通常為[C6=]470 pF，[R7=]68 Ω。

（7） [R8，][R9]組成了偏壓調(diào)節(jié)電路。通常情況下[R8=]4.7 MΩ，[R9=]1 MΩ。

4 AD2S80A與單片機(jī)的接口電路設(shè)計

AD2S80A的16個數(shù)據(jù)輸出口是通過ENABLE和INHIBIT信號進(jìn)行鎖存與使能控制。為了后續(xù)討論方便，首先對其主要的控制信號做簡要說明。

（1） BUSY信號。它決定了輸出信號是否穩(wěn)定有效。轉(zhuǎn)換器的輸入發(fā)生改變時，BUSY輸出端將會是一系列的TTL脈沖。每變化一個LSB值，且AD2S80A的計數(shù)器增減時，就發(fā)出一個BUSY脈沖。BUSY引腳直接與計算機(jī)相連。為高電平時，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定；當(dāng)為低電平時，數(shù)據(jù)有效可讀。

（2） INHIBIT信號。INHIBIT的作用是禁止數(shù)據(jù)從計數(shù)器到輸出鎖存器的傳送，但不會影響跟蹤功能的實現(xiàn)。該信號線與單片機(jī)的片選信號相連，單片機(jī)讀取完畢后，將立即釋放INHIBIT，AD2S80A則自動生成一個BUSY脈沖以刷新輸出數(shù)據(jù)。

（3） ENABLE信號。它決定輸出數(shù)據(jù)的狀態(tài)。該信號線與單片機(jī)的RD信號相連。為高電平時，輸出數(shù)據(jù)將處于高阻態(tài)；為低電平時，鎖存器中的數(shù)據(jù)將被送入輸出口，且這一操作過程不會干擾轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。

而AD2S80A更新數(shù)據(jù)和單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)的具體過程是：當(dāng)轉(zhuǎn)換器處于跟蹤轉(zhuǎn)換狀態(tài)（即輸入發(fā)生變化）時，AD2S80A的BUSY信號將輸出TTL脈沖信號。單片機(jī)檢測到BUSY變?yōu)榈碗娖綍r，立即將INHIBIT置低，禁止數(shù)據(jù)更新，此時轉(zhuǎn)換結(jié)束。單片機(jī)通過Byte Select和ENABLE信號分別讀取數(shù)據(jù)的高低位字節(jié)。讀完后，單片機(jī)將立即釋放INHIBIT信號，并自動生成一個BUSY脈沖，以刷新輸出數(shù)據(jù)。這個過程的讀取時序如圖3（a）所示。

圖3 AD2S80A的時序

如上所述，AD2S80A的INHIBIT邏輯輸入可禁止數(shù)據(jù)從16位加減計數(shù)器傳到輸出鎖存器。而INHIBIT置低后，數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)并不是立即穩(wěn)定有效，還需等待600 ns。對于指令周期只有幾十納秒的DSP來說，等待時間過長。為了避免如上所述的延時問題，可采取的方案有兩種：

（1） 利用軟件實現(xiàn)精確的延時，即執(zhí)行一定量的空指令，但這無疑浪費了許多機(jī)器周期；

（2） 通過硬件電路實現(xiàn)，即在單片機(jī)加三態(tài)鎖存器，使鎖存器自動鎖存AD2S80A每次輸出的數(shù)據(jù)，以滿足DSP的實時控制要求。

本設(shè)計采用后者。需要利用DSP中的定時器給鎖存器一個脈沖，鎖存器自動鎖存AD2S80A的輸出數(shù)據(jù)。完成鎖存后再給DSP一個脈沖，告知鎖存完畢。這樣做的好處是控制的快慢可由定時器來控制，提高了數(shù)據(jù)的讀取速率[7?8]。

AD2S80A輸出數(shù)據(jù)為16位的并行數(shù)據(jù)，需采用2片三態(tài)鎖存器74HC595來鎖存數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)數(shù)據(jù)總線低8位和高8位。74HC595為寬電壓供電，能支持邏輯3.3 V和5 V電平，這里用3.3 V供電，可完成AD2S80A總線5 V電平到DSP總線3.3 V電平的轉(zhuǎn)換。將INHIBIT接高電平，ENABLE接低電平，AD2S80A的輸出不斷刷新。由圖3（b）可知，數(shù)據(jù)更新時，BUSY信號為高電平，當(dāng)數(shù)據(jù)有效時，為低電平。將BUSY信號通過一個非門SN54HC00A送入74HC595的CLK，即可使74HC595在數(shù)據(jù)有效時鎖存AD2S80A的數(shù)據(jù)。

DSP不需要讀取數(shù)據(jù)時，INHIBIT置為高，每一個BUSY下降沿將觸發(fā)一個脈沖，更新的數(shù)據(jù)會鎖存到鎖存器中；DSP需要讀取數(shù)據(jù)時，將INHIBIT置為低，阻止了鎖存器中內(nèi)容的變化，即可讀取數(shù)據(jù)，不需要等待，讀完再將INHIBIT置高即可，提高了控制系統(tǒng)的實時性。

為了增加總線的驅(qū)動能力，保證DSP可正常對鎖存器的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，還需要在DSP數(shù)據(jù)總線和角位置解算系統(tǒng)之間加上2片SN54H245 進(jìn)行總線隔離。通過以上接口設(shè)計，即可得到轉(zhuǎn)子的最新角位置數(shù)據(jù)[9?10]。系統(tǒng)接口原理圖如圖4所示。

5 結(jié) 論

本文介紹的旋轉(zhuǎn)變壓器的信號調(diào)理電路，避免了AD2S80A因等待INHIBIT等信號而造成的讀取延遲問題。這樣的接口電路簡單方便且成本低廉，有效提高了讀取數(shù)據(jù)的速率，同時也使系統(tǒng)達(dá)到了實時控制的要求。

參考文獻(xiàn)

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[2] Analog Device Inc. AD2S80A data sheet [M]. USA： Analog Device Inc， 2003.

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[4] Analog Devices Inc. Variable resolution monolithic resolver?to?digital converters AD2S81A/AD2S82A [R]. USA： Analog Devices Inc， 1998.

[5] 李聲晉，周奇勛，盧剛，等.一種旋轉(zhuǎn)變壓器?RDC測角系統(tǒng)的數(shù)字標(biāo)定及補(bǔ)償方法[J].微特電機(jī)，2007（6）：26?28.

[6] 嚴(yán)勝剛，齊廣保.基于TMS320F2812的高精度伺服系統(tǒng)控制器硬件設(shè)計[J].電氣傳動，2006，36（4）：32?35.

[7] NIREI M， YANANOTO Y， KITAZAWA K， et al. Angular error analysis of an 8X?VR resolver with an eccentric rotor [J]. Journal of Magnetism and Magnetic Materials， 2002， 24（2/5）： 1202?1205.

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計數(shù)器電路范文第4篇

[關(guān)鍵詞]勵磁控制回路；感應(yīng)電壓；沖擊電流；電容；電感

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）41-0226-01

1、前言

山東萊鋼集團(tuán)能源動力廠老區(qū)兩臺12MW汽輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中，不定期出現(xiàn)勵磁開關(guān)聯(lián)跳并網(wǎng)開關(guān)的現(xiàn)象，引起發(fā)電機(jī)多次停機(jī)，經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)勵磁控制回路系統(tǒng)存在問題。

2、問題分析

2、1兩臺12MW汽輪發(fā)電機(jī)組，1993年7月投入運(yùn)行，主勵磁控制柜安裝在發(fā)電機(jī)本體下部的勵磁配電小室，勵磁調(diào)節(jié)柜安裝在主控室，兩者相距450米，電纜溝內(nèi)除了連接主勵磁控制柜和勵磁調(diào)節(jié)柜的直流控制電纜外，還有交流控制電纜、測量電纜及部分動力電纜，都交織在同一個區(qū)域，因此難免產(chǎn)生各類干擾，尤其對于直流控制影響較大。

2、在勵磁控制回路中存在感應(yīng)電動勢，從理論上講，跳閘后繼電器線圈中的電壓應(yīng)為0v，而實際上由于感應(yīng)電的存在達(dá)到70v-90V，而且控制勵磁開關(guān)的電磁式繼電器使用一段時間后，動作電壓降低，從而達(dá)到了繼電器的動作電壓，使繼電器誤動作。如圖所示，圖1為發(fā)電機(jī)勵磁直流控制原理圖，圖2為線間電容的等值電路，由于電纜的電阻和感抗值遠(yuǎn)小于容抗值Xc，可以忽略不計，其中R1、XL分別為繼電器線圈的電抗和感抗，U1、U2分別為線間電容電壓和繼電器線圈兩端電壓，從圖1可以看出該直流控制回路通過若干根導(dǎo)線和開關(guān)實現(xiàn)對繼電器的控制，由于電纜間的電容C與電纜長度成正比，控制電纜越長，電容C越大，控制回路繼電器線圈兩端的感應(yīng)電壓U2與流過的電流成正比，流過繼電器線圈的電容電流就越大， U2值就相應(yīng)越大，當(dāng)感應(yīng)電壓U2始終大于繼電器的釋放電壓時，按鈕SB1即便處于斷開狀態(tài)，繼電器線圈仍然處于吸合狀態(tài)，無法處于斷電狀態(tài)。

2、3由于電磁式繼電器在長期頻繁開閉的過程中，在繼電器的電磁鐵磁路形成了殘余的剩磁，控制回路在受到外界交變磁場感應(yīng)電動勢產(chǎn)生波動電壓，使得剩磁和交變電場疊加在繼電器磁鐵，使動、靜觸點移位發(fā)生變化，在某一時刻縮小了動靜觸電的間隙。同時由于發(fā)電機(jī)本身的機(jī)械振動和繼電器周圍磁場的存在，使繼電器動靜觸點很容易發(fā)生誤接觸，從而引起發(fā)電機(jī)勵磁機(jī)開關(guān)故障跳車。

3.勵磁控制回路技術(shù)改進(jìn)

在發(fā)電機(jī)勵磁回路控制線路中，利用分流和濾波原理來減小通過繼電器線圈的感應(yīng)電壓和電流，從而降低線圈兩端的感應(yīng)電壓；同時利用對于交流和直流控制線進(jìn)行分離措施或?qū)χ绷骺刂凭€采取屏蔽防護(hù)，整體減少外界的強(qiáng)電磁的干擾。減少和消除發(fā)電機(jī)勵磁控制回路誤動故障，提高執(zhí)行繼電器動作的可靠性。

3、1 如圖3、圖4所示，由于發(fā)電機(jī)勵磁控制回路是直流電源，所以通過在執(zhí)行繼電器回路中串接一個正向二極管，其作用是對感應(yīng)交流電波進(jìn)行濾波，消除有效的感應(yīng)交流波形。在利用電阻、電容分流和吸收來減小流過繼電器感應(yīng)線圈的電流，從而降低和消除線圈兩端的間瞬間感應(yīng)電壓，使執(zhí)行跳閘的繼電器不會產(chǎn)生誤動作，形成可靠的保護(hù)裝置電路。

元器件的選擇由于電容電流很大，當(dāng)選用電阻太小時，會使電阻燒壞，無法減小接觸器線圈兩端的電壓，選用大電阻時，正常工作時會增加控制回路中的功耗。采用圖4所示方法，由于控制電壓有時達(dá)到200V， 只需要選用耐壓等級大于200V的容抗較小的電容即可，因此最終采用了利用并聯(lián)電容器的方法降低線路中的感應(yīng)電壓。

通過以上處理，繼電器在切斷的情況下，回路中的感應(yīng)電壓降低至20v左右。誤自啟動繼電器的現(xiàn)象完全消除，保證了發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。

3.2、在控制回路中由于線路越長，線路中存在的殘余電壓越大，尤其是在交流和直流突然通或斷的過程中，會產(chǎn)生瞬間的感應(yīng)電壓和電流，因此對于控制回路交流直流在同一個線扎內(nèi)影響特別大，必須做有效分離和屏蔽措施，防止感應(yīng)電壓對直流控制影響。

4、實施效果

在控制線路中利用電容分流的原理來減小流過接觸器感應(yīng)線圈的電容電流，從而降低線圈兩端的感應(yīng)電壓；利用線路長度和感應(yīng)電的關(guān)系，計算分析電纜長度，同時加強(qiáng)屏蔽保護(hù)措施，有效防止了沖擊電流對繼電器帶來的損壞和外磁場對繼電器的干擾，提高了繼電器動作的可靠性；保障了發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。改造后繼電器的使用壽命也大大提高，減少了更換頻率，降低了設(shè)備的維護(hù)費用和檢修人員的勞動強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

《電力系統(tǒng)穩(wěn)定性及發(fā)電機(jī)勵磁控制》

計數(shù)器電路范文第5篇

《淺藍(lán)深藍(lán)》新鮮出爐為兒童賀歲春節(jié)檔期獻(xiàn)映

一部名為《淺藍(lán)深藍(lán)》的兒童影片現(xiàn)已新鮮出爐，并確定將于2006年春節(jié)賀歲檔期隆重奉獻(xiàn)給全國的少年兒童?！稖\藍(lán)深藍(lán)》作為中國電影百年歷史中首部打出兒童賀歲片旗號的電影，將為中國電影百年中的優(yōu)秀兒童影片獻(xiàn)禮。與以往的兒童片不同《淺藍(lán)深藍(lán)》擁有耀眼的明星陣容，那英、朱軍、張靜初、孫紅雷、趙文卓、劉璇等20多位明星均擔(dān)任影片的主要角色。發(fā)行方已與院線方面達(dá)成基本共識，《淺藍(lán)深藍(lán)》將于春節(jié)期間上映，在眾多賀歲片中吸引全國小朋友的眼球。

中國電影百年?書畫大展開幕

作為中國電影百年華誕的重要系列紀(jì)念活動之一，中國電影百年華誕?大型書畫展在京隆重開幕。

2005年12月27日上午，中國國家博物館東展館外大廳里，在經(jīng)歷了數(shù)月籌備后，畫展開幕式于十點開始。高運(yùn)甲等領(lǐng)導(dǎo)與于藍(lán)等著名影人熱情致詞并剪彩。畫展的三個展廳內(nèi)，墨韻書香、花團(tuán)錦簇。眾多老、中．青參展影人的參與和眾多職業(yè)畫家的加盟讓畫展異彩紛呈。作品無論構(gòu)思、立意還是題材選擇，均新穎豐富．令人稱道。(文。圖／行路)

數(shù)字紀(jì)錄電影《七天》

由中視傳媒股份有限公司和中央新聞紀(jì)錄電影制片廠聯(lián)合攝制的數(shù)字紀(jì)錄電影《七天》(暫定名)，近期通過國家廣電總局重大題材小組和電影局的審批正式立項?！镀咛臁肥瞧駷橹沟谝徊咳笆健⒍鄠?cè)面展示“1972年美國總統(tǒng)”這一歷史事件背后的長篇紀(jì)錄電影。本片在大量真實史料的基礎(chǔ)上，以絕密的會談記錄為關(guān)節(jié)，以生動的幕后細(xì)節(jié)為背景，全面詳盡地再現(xiàn)了中美邦交前后的歷史原貌，并通過這一震動世界的外交事件．精心刻畫了、等一代偉人的光輝形象。(歡)

中國電影百年百部影片評選選揭曉

在中國電影誕生一百周年之際．經(jīng)國家廣播電影電視總局電影局批準(zhǔn)，由中國電影評論學(xué)會、中國臺港電影研究會聯(lián)合主辦，北京華昆龍聲文化傳媒有限公司獨家承辦的“中國電影百年百部”評選結(jié)果在北京揭曉。評選出“百年百部”名作，對于回顧百年歷程、凝聚百年經(jīng)典、總結(jié)百年經(jīng)驗、弘揚(yáng)百年傳統(tǒng)．具有劃時代的重要意義和價值。(蘇)

中國科學(xué)院&時代今典數(shù)字電影播放服務(wù)器展開全面合作