一种新型的单车折叠式防雨架设计，一种新型的运动平台数/模转换电路设计

很多朋友对一种新型的单车折叠式防雨架设计，一种新型的运动平台数/模转换电路设计不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

飞行模拟器运动平台系统一般由机械系统、液压系统和控制系统组成。D/A转换电路是控制系统的核心，它将运动平台算法计算出的各液压缸伸缩的数字信号转换成模拟信号，再由电液伺服阀对数字信号进行滤波放大，然后由电液伺服阀驱动各液压缸运动，从而驱动运动平台模拟飞机在飞行过程中的各种姿态以及地面滑行、着陆和起落架放下时的振动。

D/A转换电路一般采用专用的D/A转换器，D/A转换器有很多种，如加权电阻网络、倒T型电阻网络、加权电流网络、开关数网络、加权电容网络、串行输入等。本文利用Intel 8254设计了一种简单实用的D/A转换电路，并应用于飞行模拟器三自由度运动平台的控制系统中。1.运动平台控制系统的组成

三自由度运动平台控制系统的硬件由平台控制计算机、接口系统、滤波放大板、看门狗电路和液压伺服系统组成。接口系统包括D/A和A/D转换电路(见图1)。

飞行方程计算出的与控制平台有关的各种信息由主计算机接收，并由平台控制计算机进行处理。经过D/A转换、滤波、功率放大后，成为伺服阀控制指令，驱动液压缸平稳地伸缩，实时产生与模拟飞机相似的过载、姿态、振动等运动信息。

液压缸的伸长量通过位移传感器送到比较放大器，形成硬件闭环控制，位移信号通过模数转换(A/D)送到平台控制计算机，限制平台的极限位置。同时看门狗电路实时监控控制电路的工作，保证运动平台的安全。控制系统硬件电路的核心是自主开发的D/A转换电路和看门狗电路。

2 D/A转换电路三自由度运动平台的D/A转换电路主要由74LS138译码器、可编程定时器/计数器芯片8254、8位数据缓冲器74LS245组成，核心部件是可编程定时器/计数器芯片8254。2.1 8254简介

可编程定时器/计数器是为了方便计算机系统的设计和应用而开发的。定时值及其范围可以通过软件方便地控制和改变，可以满足各种定时和计数要求，因此应用广泛。8254是Intel公司生产的通用定时器/计数器，是在8253基础上改进的产品。两者的硬件组成和引脚是相同的。

8254是一款24针双列直插式芯片，由5 V电源供电。芯片中有三个独立的16位定时器/计数器。主要引脚如图2所示。

数据线D0 ~ D7连接到CPU的数据总线，是用于与CPU交换信息的双向三态数据线。

读信号rd是CPU发出的低电平有效控制信号，通知8254 CPU将读取8254中某个通道的计数值或状态字，也就是说RD将读取8254中某个计数器的相关内容；WR是CPU发出的低电平有效控制信号，CPU通过这个信号向8254发送控制字和计数值；片选信号CS是低电平有效信号，CPU用来选择8254。

当芯片未被选择时，读信号和写信号是无意义和无效的。地址线A1、A0通常连接到系统地址总线的A1、A0。它们的作用是通过编码选择三个通道和一个控制寄存器，端口编码略。只有通过组合CS、RD、WR、A1和A0才能选择和操作寄存器。

CLK0~CLK2为三路外部时钟脉冲进线，为8254作为计数器或定时器的计数脉冲；GATE0~GATE2为三个通道的门控信号输入线，高电平有效，作为外部信号启动或禁止通道工作；Out 0 ~ out 2为计数为0/计时时间到脉冲的3路输出线，输出波形取决于8254路的工作模式。

8254的每个计数器有六种工作模式。在不同的工作模式下，计数过程的启动方式不同，OUT端的输出波形不同，自动重复功能、门的控制功能和初始计数值的更新对计数过程的影响也不完全相同。同一芯片中的三个计数器可以编程选择不同的工作模式。三自由度运动平台数模转换电路中的计数器使用模式1和模式2。工作模式1

8254工作模式1——可编程单脉冲是一种硬件启动的计数工作模式，不能自动重复，但可以通过GATE的正跳变重新启动计数过程。写入模式1的控制字后，OUT变为高电平，写入计数初始值后，直到GATE信号有正跳变才能开始计数。下一个CLK脉冲到达后，OUT变为低电平，向计数器发送初始计数值，并开始递减计数1，直到计数器减为0，OUT变为高电平。

一旦计数过程开始，即使门变为低电平，也不会停止计数。如果门在计数后进行另一次正跳跃，计数过程将再次重复。也就是说，对于门的每一次正跳变，计数器输出一个宽度为N*TCLK的负脉冲(其中N为初始计数值，TCLK为CLK信号的周期)，所以这种模式称为可编程单脉冲模式，初始计数值N=3时的工作波形图如图3所示。

计数过程开始后，计数完成前，如果GAFE再次进行正跳变，计数器从初始值开始再次计数，OUT端仍为低电平。两个计数过程的组合将负脉冲输出加宽了OUT。如果在模式1的计数过程中写入一个新的初始计数值，它只会写入初始计数值寄存器，不会立即影响当前的计数过程。类似地，计数器将不会接收新的初始值，直到下一个门正转换开始信号。工作模式2

8254工作模式2——分频工作模式可以通过软件(GATE=1时写入初始计数值后)或硬件(GATE=0时写入初始计数值后，不会立即开始计数，GATE由低变高时开始计数)。一旦启动模式2，计数器可以自动重复工作。

模式2的工作波形图如图4所示。写入控制字后，OUT信号变为高电平。如果初始计数值N=3，在开始计数后，计数在CLK信号的频率上减1。当它减小到1时，OUT输出一个宽度为一个CLK时钟周期的负脉冲。OUT回到高电平后，计数器再次开始计数。可以看出，OUT输出信号的频率是CLK信号频率的1/N，即N倍分频，所以这种工作模式称为分频工作模式。

模式2要求门信号保持高电平。当门变低时，计数停止。门由低变高后，初始计数值重新载入负1计数器开始计数。模式2如果在计数过程中写入新的初始计数值，不会影响当前的计数过程。在该计数之后，将以新的初始计数值开始新的分频模式。2.2 D/A转换原理D/A转换电路由一个74LS138译码器，两个可编程定时器/计数器芯片8254、1 8位数据缓冲器74LS245组成。

74LS138解码器简介。其中8254的一个计数器(U2的计数器2)工作在模式2，对时钟信号进行分频，输出信号OUT为宽度为一个时钟周期的负脉冲，作为其他五个计数器的选通启动信号，启动8254开始D/A转换。其他5个计数器工作在模式1，在门信号GATE跳变后的下一个时钟的下降沿开始计数，输出OUT会变低，直到计数器值减为零，输出变高。

给定的计数值越小，输出OUT保持“高”的时间越长，平均电压越大。给定的计数值越大，输出OUT保持高电平的时间越短，平均电压越小。如果输出OUT具有相同的高和低，则输出平均电压将为2.5 V。如果输出OUT全为高，则输出平均电压将为5 V。如果输出OUT全为低，则输出平均电压将为0 V。因此，可以通过脉宽调制来实现D。

8254输出的五路电压信号通过8位数据缓冲器74LS245输出。其中OUT0、OUT1、OUT2作为三个控制信号送到三个电液伺服阀，电液伺服阀驱动液压缸运动，进而驱动运动平台模拟飞行器在飞行过程中的上升、倾斜和俯仰姿态。两个电压信号OUT3和OUT4用作维护的备份。3软件实施

8254的内部功能由系统软件编程决定。系统通过接口传输所需的工作模式和数值来初始化计数器，每个计数器由一个命令数据独立编程。数模转换程序流程图如图5所示。

程序的设计思想是先把端口地址分配给8254，这样CPU就可以访问硬件，把初始值分配给8254。计数开始时，每隔一段时间(ms)读取一次计数器，从上一次计数时间得到的计数值中减去当前计数值，累加得到的计数差值，最终值就是8254中读取的脉冲方波数。通过输出这个脉冲方波，实现D/A转换，得到系统需要的模拟电压值。

8254控制字由D7~D0组成，D7 ~ D0选择计数器0、1、2或锁存计数器；D5D4选择操作类型，比如先读写低8位，再读写高8位。D3D4D1选择计数工作模式，有六种工作模式，如模式1为001、，模式2为D0位选择计数器的数制，采用二进制，D0=0，初始计数值为256，即十六进制FF。4结论

基于Intel 8254的运动平台数模转换电路简单、实用、实时，已应用于我单位研制的某型飞机飞行模拟器三自由度运动平台控制系统、仪表控制系统和操纵载荷模拟系统的数模转换电路中。该电路也可应用于工业控制系统中的数模转换电路。

以上知识分享希望能够帮助到大家！