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面向对象的嵌入式系统设计方法(2)

2015-01-25 01:00
导读:本文所例举的系统为一小型变频调速器系统。对任何一个三相交流电机,在输入单相交流电源的情况下,实现6Hz到[9Hz,50Hz]区间内任一频率的稳步启动运转

本文所例举的系统为一小型变频调速器系统。对任何一个三相交流电机,在输入单相交流电源的情况下,实现6Hz到[9Hz,50Hz]区间内任一频率的稳步启动运转。系统用户界面包括2位数码显示器、一个运行/停止指示器、电源开/关指示器、6个按钮键盘和电源开关。2位显示器用于显示电机当前正在运转的频率,6个按键分别代表启动、停机、正点动、反点动、频率加和频率减。启动命令使电机从6Hz以每步0.2Hz的步长稳步提升到当前设置频率上后在该频率上稳定运转;正点动命令使电机稳定在6Hz上正向运转;反点动命令时,电机转动频率与正点动上同,但旋转方向相反;频率加命令在电机运转时使电机以1Hz/s的速率增加运转频率和当前预置频率,在电机停止时仅改变预置频率;频率减命令与频率加命令相反;停机命令则无论电机运行在什么状态下,都使电机停止运转。

系统类图如图1所示。图中有2个硬件类Button*和Light*,1个主动类Microcontrollor和3个一般类Convertor、Watchdog和Display。Button*类代表所有按钮;Light*类代表2个发光数码管和1个运行指示灯;主动类Microcontrollor是系统主控模块,完成所有对象的调度和管理;3个一般类为3个功能独立的程序模块。

图2为系统实施图。微处理器节点是系统的主控节点,采用Atmel 89C52。其内部8KB Flash ROM和128B RAM资源已能满足系统需要,因此不再增加外部存储器。与其它节点的连接完全通过其本身的串并接口就可完成。按钮节点代表所有按钮,在系统变化时也可以用键盘取代,本例为6个单独机械按钮。显示节点代表系统显示部分,本例为2个数码管和1个表示电同运行状态的发光二极管。运行监控节点具有两部分功能,其一是通过WatchDog技术监视微处理器的运行状况,另一个是监视变换器输出的脉冲宽度。变换器邛树熊设计为专用电路,通过微处理器并行口接受三相正弦脉冲,根据电机功率转换成本相电机线圈所需要的脉冲电压。三相电机节点不属于嵌入式系统本身,但为了说明本嵌入式系统与控制对象关系而布置在同一实施图中。

图3为系统有限状态机行为模型。系统开机上电后,经过初始化处理自动进入到等待状态,在等待状态,Microcontrollor对象根据用户键盘按钮命令,调度相应的操作对象。当用户发出正或反点动命令时,系统进入

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