潍坊科技学院毕业设计（论文）

图 3-10 接线原理图

实物接线图3-11：

图 3-11 实物接线图

实验过程： 1、

上拉电阻的选择：

按照原理图接线，首次接线上拉电阻使用1K的电阻，给三态门输出端通+5V电压，用万用表测量并记录KM2-2两端电压大小。

将电阻换为10K按照上步的过程再次检测记录KM2-2两端电压大小。 将电阻换为100K重复上面的步骤。

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潍坊科技学院毕业设计（论文） 2、测量电压信号：

确定上拉电阻之后，按照原理图接线，给三态门输入端（KM2-2）通+5V电压，测量三态门输出端电压大小。 实验结果： 1、上拉电阻的选择：

电 测量点 阻 1K 0 V 0 V 10K 0.18 V 0.18 V 100K 4．1V 4．0 V 1 2 表3-3 实验数据 上拉电阻选择100K的电阻

2、当三态门器件74LS125输入端2、5点输入位为5伏电压时，三态门器件输出为3.94V异或门输出为3.5V，满足检测要求。 3.2.4检测电路与单片机的接口电路设计

对于本课题设计的挖掘机电机控制接线训练系统来说，前面板共个68个元件，加上对电源接口的检测，共需要用到118个检测点，每个检测点对应一个检测单元。一个电机的接线算作一个分系统，一个分系统用到59个检测单元，即用到59个检测口。将它们按照检测信号的需要，分为八组。每组通过一个74HC244将检测信号送入单片机，通过一个74HC377输出信号对检测电路中的三态门进行控制。输入口扩展采用8个74HC244。其输入数字检测信号；而输出口扩展则选用874HC377，以用于控制三态门。由P2口接3线-8线译码器及读/写控制引脚选通，每个端口都可进行位操作[18]。

51单片机的数据／地址／控制总线端口都有一定的负载能力，P0口可驱动8个TTL门电路，P1口、P2口和P3口可驱动4个TTL门电路。负载超过上述规定一般应加驱动器。总线驱动器可以使用TTL型三态缓冲门电路74HC244、。另外，在扩展口线的同时，兼顾配臵总线驱动器，注意总线负载平衡的配臵[19]。在总线上适当安装上拉电阻可以提高总线信号传输的可靠性。

以一组电机的接线为例电机其详细电路原理图如图3-12所示：

每个器件的检测口的标定和器件的分组情况在附录一里有详细的说明。

对于整个检测电路一用到了5个74LS138、4个74LS、3216个74HS244和16个74HC377，详细电路见附录三。

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图3-12 单片机接口扩展电路

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潍坊科技学院毕业设计（论文） 3.3电机控制接口电路

3.3.1直流电机驱动电路

挖掘机模型中挖掘臂电机的驱动由直流电机完成。驱动面板如图3-13所示：

图3-13 直流电机接口接线图

Y5：直流电机运行。

实际的挖掘及设备机械臂工作时有两个动作：上升和下降，由电机的正反转来控制，但对于这套试验室教学来讲，其机械臂的上升和下降不是通过电机的正反转来控制，电机只需向一个方向转动，通过机械换向装臵实现机械臂运动方向的改变

由于实际挖掘机均为三相交流电机，所以本系统设计时，将其接线模型也做成三相交流电机模型，更符合实际应用情况。 3.3.2 交流电机驱动电路

交流三相电机控制挖掘机左右转向，实验室挖掘机控制面板如图3-14

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