基于Proteus的野战X线车机架运动控制仿真(6)

。串行接口有2个控制寄存器SCON和PCON，用于设置串口通信的工作方式、运行状态、接收/发送数据的特征、波特率以及中断标志等。单片机串口通信方式共有4种，本文使用方式1，即SM0=0、SM1=1的10位异步收发模式。定时器T1选择定时精度较高、具有自动重载初值功能的模式2。其波特率的计算公式为[7] 其中SMOD是PCON寄存器的D7选择位。当波特率=9 600 bit/s、SMOD=0时，定时器T1的初值TH1=TL1=0XFD（TH1、TL1 分别为定时器T1的高8位字节和低8位字节）。串行口初始化程序如下： SCON=0X50;//串行口工作在模式1，TI、RI清零 TMOD=0X20;//定时器T1工作于自动重载模式 PCON=0X0;//波特率不加倍 TH1=0XFD; TL1=0XFD; TCON=0X40;//启动定时器T1 在编写发送和接收程序时，要区分发送和接收状态，发送或接收完成后，对TI和RI标志清零。 3.3 机架板及直流电动机控制仿真 这部分仿真电路主要由单片机U5、按键、三态锁存器、缓冲门电路、光电耦合器和直流电动机组成，如图8～9所示。 图8 机架板按键仿真电路图 线控板按键LSC1按下后，光电耦合器U15对地导通，三态锁存器U7的B0端口由高电平变为低电平。单片机U5使U7的信号传输方向为B→A，U7的A0端口和数据总线LAD0依次为低电平。单片机U5控制三态锁存器U16信号传输方向为D→Q，与Q0端口连接的光电耦合器导通，三极管Q1导通，控制直流电动机逆时针旋转。假如LSC2按下，三极管Q2导通，直流电动机顺时针旋转，其余按键依此类推。因此，线控板按键控制信号不经过单片机处理，直接控制直流电动机，无控制程序，响应速度较快[8]。由于电路结构基本相同，所以仅仿真一个直流电动机的控制。 4 分析验证 电路图构建完成后，导入单片机控制程序，单击“仿真”按钮开始仿真。按下控制板或线控板按键，各端口电平相应发生变化，高电平显示为红色，低电平显示为蓝色，直流电动机旋转，转速为-992 r/min（逆时针旋转），如图10所示。为直观观察仿真结果，使用了具有动画效果的直流电动机，但这会影响仿真实时性，需要对仿真设置进行相应调整，具体步骤是：选择System菜单，进入Animated Circuits Configuration选项卡，调整Frames per Second数值，调整区间1～50帧，数值越小表示现实中每过1 s，仿真中的单片机实际运行时间越短。 图9 直流电动机控制仿真电路图 图10 直流电动机运转仿真结果 该仿真电路在维修X线车时可以发挥重要作用。某步兵旅卫生队X线车体检过程中机架无法升降，现场检查发现控制室按键全部失灵，线控板按键可以控制机架。通过该仿真电路模拟故障现象，我们判断故障点应该在单片机U1向U5发送信号的通信电路上，经检测果然是MAX232芯片故障，更换芯片后故障排除。 5 结语 从仿真效果看，该电路较好地实现了设计意图，可以有效控制直流电动机的旋转，但是由于元器件较多，单片机程序复杂，仿真过程耗时较长。从整个过程来看，Proteus软件可以方便地建立单片机控制仿真电路，帮助我们更好地了解单片机控制的结构和原理，有利于在维修保障过程中尽快发现和排除故障，为野战X线车顺利完成战伤救治任务提供技术支持。

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