第五章 软件设计
5.1 流程图及其说明
开始 读拨动开关状态 K1-K8全为0 从K1-K8顺序判别状态为1的开关 K1-K8有开关为1 判别K10状态 K10=0 K10=1 反转查表 正转查表 送数DAC0832，驱动电机运行
5.2 软件系统的使用说明
5.2.1 系统组成连接图
如图5.1所示
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PC机 机电实验开发系统 DJ4机电平台 图 5.1
DVCC实验机 DVCC-DJ4机电实验平台可以和DVCC系列单片机实验仪相连，组成机电实验开发系统。DVCC系列单片机实验仪和PC机连接，实现实验程序的编写、加载和调试工作。
系统连接如下：
① DVCC系列实验仪和DVCC-DJ4机电实验平台分别自带稳压电源，各自接通交流220V电源。
② 使用实验仪通讯电缆将实验仪和PC机连接起来。
另外，为DVCC-DJ4设计了一款专用的测试板，可以方便地实现实验机和平台的测试及参数校正工作，减少了用户维护的工作量。
5.2.2 工作原理
1． 选择开关
使用选择开关确定当前为直流电机工作还是步进电机工作，或处于停机状态。
停机状态并不是断电状态，所以平台较长时间不操作，请关闭开关或拔掉电源插头，以减少发热，提高机器寿命。
2． 传动部分
直流电机和步进电机通过橡胶传动带而联动。步进电机的轴同时连接蜗杆传动减速机构，再通过齿轮和皮带部分，将电机的圆周运动转换成皮带的水平运动。
3． 指示部分
皮带水平运动的位移量用指针和刻度尺来量化表示。刻度尺分为16大格，
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每大格长度为1厘米；每大格分为10小格，每小格长度为1毫米。皮带移动同时带动右端的一只多圈线绕电位器转动，通过改变电位器的接入阻值而改变反馈回的电压值，并送入控制接口插座的IN0脚。该反馈电压值可用于计算当前的位移量。
皮带在16大格的行程范围内，位置反馈电压值在0～4.0V范围内线性变化。用户可以通过该电压值来计算或控制指针的当前位置。
步进电机轴上圆盘的角度刻度和面板上的定位箭头配合使用可以定量地表示电机的角位移量。
4．限位和断位机构
为了防止指针移出正常工作范围，造成皮带机构卡死或损坏，皮带的两端设有左右限位和断位机构。当指针到达左右限位或断位光敏管位置时，光敏管将产生左右限位或断位信号（低电平有效）。
机构产生的断位信号为平台控制电路使用。断位信号有效时，平台控制电路将强行切断电机的输出并点亮故障指示灯，启动故障蜂鸣器报警。这时，只能使用左移或右移键将指针移回正常工作范围，电机才会再次启动。
机构产生的左右限位信号分别送入控制接口的PI0和PI2口，并将左右限位信号的逻辑“与”结果送入控制接口PI6。用户可以灵活使用这几个信号来控制电机的行为。
5．测速部分
直流电机的轴连接一个测速圆盘（栅格盘），配合测速光敏管，根据电机的转速，产生一定频率的脉冲信号。该脉冲信号被送入控制接口插座的PI4脚，可采集用于计算电机的转速。
6．控制部分
如图5.3所示
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图5.3
?直流伺服测速电机部分
正常状况下，由实验仪D/A转换器0832送出0～5V的模拟信号，经功率放大器放大输出为+12～-12V电压，加在直流电机两端，驱动直流电机。经一系列传动，带动指针左右移动，同时还带动多圈线绕电位器，使之输出端（送回实验仪A/D转换器0809）的电压同步变化。
当D/A转换器输出为0V时，功放将输出+12V，直流电机以最大速度转动，带动指针以最快的速度左移；当D/A转换器输出逐步增加时，功放输出逐渐减小，直流电机转速减小，指针左移速度变慢；当D/A转换器输出为2.5V时，直流电机（理论上）停转，指针停止移动；当D/A转换器输出逐渐增加，功放输出负电压，直流电机开始反向转动，指针右移（0V对应+12V，电机正转，指针左移；2.5V对应0V，电机停转，指针静止；5V对应-12V，电机反转，指针右移）。
?步进电机（四相）部分
正常状态下，控制芯片（内部固化了控制程序）接收上位机（实验仪）传来的步进脉冲经缓冲驱动后输出给步进电机。当检测到急停、左移、右移、左断位、右断位信号时，控制芯片中的控制程序将作用，控制步进电机分别作出相应的处理。步进电机的速度可以由调节脉冲宽度控制（为保证均匀，建议使用定时器中断发出步进脉冲），步进电机正转时应送出的脉冲顺序（以四相八拍为例）为：A?AB?B?BC?C?CD?D?DA?A。
?按键部分
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“左移”、“右移”按键按下时，当前工作的电机（由选择开关确定）将强制执行左移和右移。用户可使用这两个按键调整指针的位置。如前所述，当指针到达断位光敏管位置时，将由硬件强行使电机停转，同时故障报警。而此时，只有用左、右移位键才能将指针移动，且右断位时只有左移键有效，左断位时只有右移键有效。
“急停”按键按下后，当前工作电机将强制停转，同时点亮报警指示灯。此时，“左移”“右移”按钮仍有效。再次按下“急停”按键，则解除急停状态，报警指示灯熄灭 ，电机恢复原工作状态。
?I/O信号部分 如图5.4所示：
图5.4
D/A：为直流电机驱动电压输入端，输入电压范围为0～+5V。
IN0：为多圈线绕电位器中心抽头电压输出，可采样计算当前指针的位置。正常
工作电压范围为0～+4.0V。
PI0：左限位信号，当指针移到左端限位光敏管处时有效。低电平有效。 PI2：右限位信号，当指针移到右端限位光敏管处时有效。低电平有效。 PI4：测速光敏管产生的计数脉冲信号，用户可采集用以计算电机的转速。 PI6：为左限位信号和右限位信号经逻辑“与”操作的结果信号，低电平有效。
可将PI6脚信号引入中断或查询PI6脚状态来判断限位信号产生，再通过读入PI0和PI2来区分左右限位，用于实际编程。
PO4：向此脚输出低电平可点亮报警指示灯并激发蜂鸣器报警，提供给编程者使用。
PO6：向此脚输出高电平，可立即切断直流电机的驱动电压。用户可以用此脚信
号，控制直流电机急停。此脚电平对步进电机无影响。
A、B、C、D：为四相步进电机驱动信号输入端。用户可以通过编程产生步进码，
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