摘 要:随着微电子技术、智能技术、传感与检测技术等的快速发展以及向工程机械领域的不断渗透,现代工程机械正处于机电液一体化的崭新的发展时代。其中,电液比例控制系统具有控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,其应用领域日益拓宽。本文采用C8051F040微控制器为核心设计与开发的电压比例控制器,相对于传统的单片机所构成的电液比例控制系统,具有更高的稳定性、可靠性和实时响应能力。因此,其更能适应我国工程机械领域的应用环境。本文首先阐述了电液比例控制系统的发展历史,特点,以及分类情况。其次,介绍了整个控制系统的功能,并详细介绍了以C8051F040微控制器为核心的系统的硬件结构。接着,详细阐述了控制器与电液比例阀的接口电路,即由电机驱动芯片LMD18200构成的驱动电路的原理与设计。最后,本文讨论了整个系统软件部分的设计情况。
关键词:电液比例控制,C8051F,LMD18200,PID
目 录
摘要...............1
关键词.............1
1 前言.............3
1.1 课题背景及目的 ..............3
1.2 国内外电液控制研究状况 ......3
1.3 控制器概述.4
1.4 设计过程...5
1.5 本文的组成.5
2 电液比例控制技术.5
2.1 概述.......6
2.2 电液比例控制技术的发展历史...7
2.3 电液比例控制的特点...........8
2.4 电液比例控制系统的分类.......8
2.5 电液比例控制系统的未来发展趋势.................9
3 控制系统硬件结构10
3.1 控制系统功能概述............10
3.1.1 硬件电路设计思路......11
3.1.2 控制系统框图..........11
3.2 主制器C8051F040的介绍......11
3.2.1 C8051F040概述........11
3.2.2 C8051F040的组成及特性12
3.3 选型依据..14
3.4 数字量输入输出模块..........14
3.5 中断管理模块................15
3.6 串行通信模块................16
3.7 电源块....17
3.8 硬件抗干扰措施..............18
4 电液比例阀驱动电路的设计..........19
4.1 电液比例阀的简介............19
4.2 设计思路..19
4.3 方案实现..20
4.3.1 LMD18200概述.........20
4.3.2 LMD18200主要特性及引脚说明.............20
4.3.3 LMD18200与C8051F040的连接.............22
5 系统软件设计....23
5.1 控制算法..23
5.1.1 PID介绍..............23
5.1.2 PID程序设计..........24
5.2 主控制器程序设计............26
5.3 中断程序设计................27
5.4 数字量输入输出模块设计......28
5.5 软件抗干扰措施..............29
结论..............30
参考文献..........31
致谢..............32
附录
附录A 系统程序
附录B 系统硬件原理方框图
附录C 系统程序图