PLC 控制系统抗电磁干扰的重要措施之一O PLC 控制系统安全接地设计及其工程实践一般应注意以下一些问题=a .采用一点接地O 一般情况下接地方式与频率有关9当频率低于1M~Z 时可用一点接地9高于10M~Z 时采用多点接地O PLC 控制系统因信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响9装置之间信号交换频率一般都低于1M~Z 9所以PLC 控制系统采用一点接地O 集中布置的PLC 系统适于并联一点接地方式9各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极O 如果装置间距较大9应采用串联一点接地方式9用1根大截面铜母线(PEB >连接各装置柜体中心接地点9然后将接地母线直接连接接地极Ob .接地线采用大于22mm 2的铜导线9接地母线(PEB >使用截面大于60mm 2的铜排O 在接地末端测量接地电阻应小于2O 9接地极最好埋在距建筑物10～15m 远处9而且PLC 系统接地点必须与强电设备接地点相距10m 以上Oc .信号源和交源电不允许共同使用1根地线9在接线铜排上才能把各个接地点联接在一起;屏蔽地\保护地各自独立地接到接地铜排上9不应当将其和电源地\信号地在其它任意地方扭在一起O 3结束语PLC 控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题9在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素9合理有效地抑制抗干扰O 另外9还需要说明的是9由于电磁干扰的复杂性9要根本消除干扰影响是不可能的9因此9在PLC 控制系统的软件设计和组态时9还应在软件方面进行抗干扰处理O 参考文献=1]皮壮行9等.可编程序控制器的系统设计与应用实例 M ].北京=机械工业出版社92000.2]袁任光.可编程序控制器选用手册 M ].北京=机械工业出版社92002.3]郭宗仁9等.可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术 M ].北京=人民邮电出版社92000.4]陈宇9等.可编程序控制器基础及编程技巧 M ].广州=华南理工出版社92002.5]王庆斌9等.电磁干扰及电磁兼容技术 M ].北京=机械工业出版社91999.作者介绍=徐滤非(1964->9男9湖北黄石人9黄石高等专科学校自动化系讲师9从事工业自动化的教学及科研工作O用单片机产生7路舵机控制P WM 波的方法刘歌群9卢京潮9闫建国9薛尧舜9(西北工业大学9陕西西安710072)M et hod t o G enerat e 7Pul seW i dt h M odul ati on W aves W it h S i n g l echi p M i cr o p r ocessor t oContr ol Ser vosLI U G e<un 9LU ji n g chao 9YAN jiang uo 9XUE Yao shun (Nort h Wester n Pol y technic Uni versit y 9X i an 7100729Chi na )摘要C提出了一种利用80C196KC 单片机产生7路P WM 波来控制FUTABA 舵机的方法O 利用分时机制产生每一路P WM 波的上升沿和下降沿97路波形从单片机的P1口同时输出9分辨率达到2卜s O 本方法具有成本低\分辨率高\输出路数多等优点9并在某机器人控制器中得到了成功应用O收稿日期=20030529关键词=单片机;P WM 波;软件定时器;运动控制器中图分类号=TP211.4;TN787.2文献标识码=B 文章编号=10012257(2004>02007603Abstract =A m et hod t o g enerat e 7p ul seW i dt hmodul ati on Waves W it h si n g l e chi p m i cr o p r ocessor 80C196KC f or t he contr olli n g of Fut aba ser vos i s p r o p osed .Each P WM Wave i s p r oduced b y m echa-ni s m of ti m eshari n g.A ll7Waves9Whose resol uti on i s2us9are out p utt ed f r o m Port1of CP U si mult a-neousl y.W it h advant a g es of l o W cost9hi g h resol u-ti on and more out p ut nu mber9t he m et hod has been successf ull y a pp li ed i n an r obot co m p ut er contr ol s y st e m.Ke y words C si n g l e chi p m i cr o p r ocessor9p ul se W i dt h modul ati on Wave9sof t Ware ti m er9move-m ent contr oll er0引言在机器人无人驾驶汽车和无人驾驶飞机等运动控制器的设计中9常会遇到多路P WM波的产生问题O机器人的头肩肘腕指等关节9无人飞机的舵面1I9无人驾驶汽车的方向盘和油门等9都需要电机驱动9所以在这一类的控制器中需要多路的P WM信号来完成控制任务O在80C196单片机作为主芯片的控制器中9要产生多路P WM信号存在以下问题Ca.单片机的P WM波发生器是固定周期的9难以完成各种周期的P WM输出要求Ob.专门的P WM波发生器芯片波形周期受限定时精度不高增加系统的体积成本Oc.用单片机的高速输出~SO产生P WM波2I9周期和分辨率可达到要求9但最多只能输出4路O 因此需要一种低成本高分辨率能够产生多路P WM波的方法O FUTABA舵机周期为14590卜s9工作正脉冲宽度为1200～1800卜s9有多种型号9常用于各种运动控制器3I O由于其工作正脉冲宽度不大于周期的1/89所以为利用软件定时器产生8路P WM波提供了可能性O由于中断响应和执行中断服务程序会占用一定的时间9为保证有一定的富余时间9本方法可以产生稳定的7路FUTABA舵机控制用P WM波O1实现7路P WM波输出的机理由于各路P WM波的周期相同9工作正脉冲宽度小于周期的1/89可以在1个周期的时间里分时启动各路P WM波的上升沿9再利用1个软件定时器确定该路P WM波的输出宽度O第1个软件定时器按周期的1/7时间定时9并设置输出通道号9输出号从0开始O第1个软件定时器定时中断响应后9将当前输出通道号对应的引脚输出置高电平9设置该路输出正脉冲宽度9并启动第2个软件定时器9输出通道号指向下一路O第2个软件定时器定时时间到后9将当前输出引脚置低电平9此路P WM在该周期中输出结束9系统等待第1个软件定时器下一个1/7周期的中断到来9再利用第2个软件定时器输出下一路P WM波O7路全部输出完毕之后9输出号设为09重复新一轮输出O 7路P WM波的时间分配如图1所示O总周期为14590卜s91/7周期为2084卜sO图17路P WM波的时间分配图27路P WM波输出的软件设计80C196KC单片机有4个软件定时器4I9选用软件定时器0进行1/7周期定时9选用软件定时器3定时每一路的高电平宽度O定义curr P WMPort 为当前输出通道号9初始值为09对应P1.0口O定义数组p Wm out7I为各路输出脉冲宽度值9数组值初始化为中位值1520卜s O程序一开始对~SO 进行初始化9选择定时器1为时间基准9使软件定时器中断9按1/7周期时间启动软件定时器0O软件定时器0的中断响应子程序把当前输出通道号对应的P1口引脚置高电平9按p Wm out curr P WM-Port I对应的时间装载并启动软件定时器39并按1/ 7周期时间再次启动软件定时器0O软件定时器3的中断响应子程序把当前输出通道号对应的P1口引脚置低电平O程序原理性伪代码C＃defi ne Z W Z1520//中位值1520卜sst ati c I NT8U curr P WMPort9//输出通道号I NT16U p Wm out7I=Z W Z9Z W Z9Z W Z9 Z W Z9Z W Z9Z W Z9Z W Z}9//各路输出脉冲宽度值voi d i nit hsi o(voi d>//初始化~SOcurr P WMPort=09hso co mm and=0x189hso ti m e=ti m er1+0x61b9//2084卜s91/7个时间周期voi d Sof t T i m er0软件定时器0中断响应子程序Whil e i os0&0x80as m dihso co mm and=0x18hso ti m e=ti m er1+2084再次启动软件定时器0Whil e i os0&0x80hso co mm and=0x1bhso ti m e=ti m er1+p Wm out curr P WM-Port启动软件定时器3set bit i o p ort1curr P WMPort上升沿置高电平as m eicurr P WMPort++if curr P WMPort==7curr P WMPort=0指向下一通道voi d Sof t T i m er3软件定时器3中断响应子程序as m diif curr P WMPort==0clr bit i o p ort16el seclr bit i o p ort1curr P WMPort-1下降沿置低电平as m ei80C196KC单片机选用12M~Z晶振1个状态周期为167ns5作为~SO时间基准的定时器1分辨率为8个状态周期故软件定时器的分辨率为8 >167ns=1.336卜s小于2卜s经测试软件定时器0的中断响应子程序执行时间为60卜s左右在~SO时间装载的时候把相应的软件运行时间减掉最后得出的真实定时时间就符合舵机对控制P WM信号的要求为了防止更高优先中断影响准确的定时时间在中断响应子程序中实行了关中断3输出结果利用逻辑分析仪测得的单片机P1口输出波形如图2所示图2P1口输出波形图由图可以看出软件定时比较准确由于中断响应时间等不确定因素会有3卜s的定时误差从使用的角度来说已经满足了舵机控制的要求4结束语通过分时输出高电平利用2个软件定时器在单片机上产生了7路P WM波成功地实现了对某机器人7个FUTABA舵机颈1路肩2路肘2路指2路的控制输出的P WM波定时精度高占用单片机资源少没有增加额外的硬件输出路数多成本低可以应用于需要控制多个FUTABA舵机的场合对于如直流脉宽调制调速6等其他需要产生P WM波的系统设计也有一定的借鉴作用参考文献1刘歌群.小型无人机飞行控制器的硬件设计J.计算机测量与控制200322144-146.2孙涵芳.I NTEL16位单片机M.北京北京航空航天大学出版社1995.3Futaba Cor p orati on EB OL.htt p WWW.f utaba-rc.co m ser vos f ut m0211.ht m l20030320.4程军.I NTEL80C196单片机应用实践与C语言开发M.北京北京航空航天大学出版社2000.5何立民.单片机应用系统设计M.北京北京航空航天大学出版社1990.6吕平宝谢剑英.基于80C196KC的直流电机P WM调速控制器的设计与应用J.测控技术200221830-32.作者简介刘歌群1974-男陕西西安人西北工业大学自动化学院博士研究生研究方向为计算机控制与智能控制飞行控制过程控制系统的应用与研究薛尧舜1979-男回族江苏扬州人西北工业大学自动化学院硕士研究方向为计算机控制与智能控制用单片机产生7路舵机控制PWM波的方法作者：刘歌群， 卢京潮， 闫建国， 薛尧舜作者单位：西北工业大学,陕西,西安,710072刊名：机械与电子英文刊名：MACHINERY & ELECTRONICS年，卷(期)：2004(2)被引用次数：25次1.刘歌群小型无人机飞行控制器的硬件设计[期刊论文]-计算机测量与控制 2003(02)2.孙涵芳Intel 16位单片机 19953.Futaba Corporation 20034.程军Intel80C196单片机应用实践与C语言开发 20005.何立民单片机应用系统设计 19906.吕平宝;谢剑英基于80C196KC的直流电机PWM调速控制器的设计与应用[期刊论文]-测控技术 2002(08)1.方庆山.林春方.FANG Qing-shan.LIN Chun-fang一种基于AT89C2051的多路舵机控制方案设计[期刊论文]-微特电机2009,37(7)2.梁锋.王志良.解仑.徐文学.LIANG FENG.WANG ZHILIANG.XIE LUN.XU WENXUE多舵机控制在类人机器人上的应用[期刊论文]-微计算机信息2008,24(2)3.冯晓伟.王雷阳.李正生.FENG Xiao-wei.WANG Lei-yang.LI Zheng-sheng多路舵机控制PWM发生器的设计与Proteus仿真[期刊论文]-现代电子技术2011,34(11)4.时玮利用单片机PWM信号进行舵机控制[期刊论文]-今日电子2005(10)5.付丽.刘卫国.伊强.FU Li.LIU Wei-guo.YI Qiang单片机控制的多路舵机用PWM波产生方法[期刊论文]-微特电机2006,34(2)6.张龙.孟偲.刘颖.王田苗.ZHANG Long.MENG Cai.LIU Ying.WANG Tian-miao仿壁虎机器人多路舵机控制器设计[期刊论文]-微特电机2010,38(9)1.李素娟.蒋维安基于51单片机多通道直流电机调速设计[期刊论文]-机电工程技术 2010(6)2.李一波.高永霞系留飞艇地面监测系统艇载控制模块设计[期刊论文]-电子技术应用 2010(11)3.秦萍舵机在机器人技术中的应用及编程方法[期刊论文]-价值工程 2013(32)4.宫俊.俞志伟.戴振东基于LPC2103的四足机器人控制系统设计[期刊论文]-中国科技博览 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