【正文】 ectroplating technology development and application, therefore, we hope to improve electroplating technology. Therefore this design designs a new electroplating power plating digital pulse electroplating power that can improve the quality of plating , the power uses a AT89C51 as a control core, that controls watchdog circuit, key circuits, show circuit , function controls circuit and the serial munication with the second system, realize the control of the power。s dynamic。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。當(dāng)今比較成熟而穩(wěn)定的電鍍電源為開關(guān)電源，我們通過查閱相關(guān)資料，對(duì)電鍍生產(chǎn)的最基本原理進(jìn)行研究，考慮到各方面因素，決定從生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行改革，通過采用先進(jìn)的電鍍電源，達(dá)到提高電鍍生產(chǎn)的水平的目的，在提高電鍍制品質(zhì)量的同時(shí)，也加快了電鍍生產(chǎn)的生產(chǎn)效率，并且消除電鍍中的種種缺陷。電鍍電源經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：（1）直流發(fā)電機(jī)階段：這種電源耗能大、效率低、噪聲大，已經(jīng)被淘汰。隨著核心器件——可控硅技術(shù)的成熟與發(fā)展， 該電源技術(shù)日趨成熟，已獲得廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)60年代隨著晶閘管(SCR)的問世和成功應(yīng)用，使電鍍電源得到了快速發(fā)展，出現(xiàn)了晶閘管電鍍電源，晶閘管在該電源中既作為整流器件又作為調(diào)壓器件，控制系統(tǒng)采用移相技術(shù)，應(yīng)用閉環(huán)Pl調(diào)節(jié)，使電源具有自動(dòng)穩(wěn)壓、穩(wěn)流等功能，而且保護(hù)方式靈活，在體積、運(yùn)行效率、自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)方式等方面與硅整流設(shè)備相比具有較大優(yōu)勢(shì)，得到了廣泛應(yīng)用。其工作過程是將整流后的直流電源，逆變成高頻交流電，再經(jīng)整流后獲得直流電源。 隨著電鍍工藝的迅速發(fā)展，新的電鍍工藝從波形、頻率、自動(dòng)控制、綜合功能等方面對(duì)電鍍電源提出更高的要求。根據(jù)容量不同，可分為單相全波、三相全波和六相雙反星整流等。(2)晶閘管整流電源 晶閘管整流器在小容量時(shí)采用交流電源經(jīng)隔離變壓器降壓，再經(jīng)晶閘管移相調(diào)壓和整流后獲得直流電壓。晶閘管整流器輸出波形為脈動(dòng)直流，電壓低時(shí)不連續(xù)，為了提高輸出波形的平滑性，可增加濾波器或采用多相整流電路。該類電源具有效率高、體積小等特點(diǎn)，在3000A以下通用型電鍍電源中有較強(qiáng)的競爭力。單片機(jī)使用AT89C51，按照需求將引腳分配給監(jiān)控電路，按鍵電路，顯示電路；監(jiān)控電路使用MAX813L作為控制芯片，完成上電復(fù)位，自動(dòng)復(fù)位，手動(dòng)復(fù)位，和電源監(jiān)控的功能；鍵盤電路使用4*4矩陣鍵盤，完成數(shù)值設(shè)置的功能；顯示電路使用LCD1602，LCD1602能顯示兩行字符，每行8個(gè)，滿足顯示的要求；從系統(tǒng)選用AT89C2051作為控制芯片，產(chǎn)生控制開關(guān)電源的脈沖。主系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)顯示、按鍵管理、電鍍時(shí)間控制以及運(yùn)行中的暫停等控制；從系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)脈沖。按鍵電路是使用一個(gè)4*4矩陣鍵盤，通過控制行線和列線達(dá)到控制按鍵的功能。從系統(tǒng)與主系統(tǒng)的通信方式選為串口通信，通過TXD,RXD交叉連接實(shí)現(xiàn)，共用復(fù)位信號(hào)，由主系統(tǒng)的定時(shí)器提管理串口通信。采用雙口 RAM 的雙 CPU 電路，整個(gè)電路分成 2 大部分，每個(gè) CPU 編有單獨(dú)的程序，各管理 1 部分，這樣可減小整個(gè)軟件編寫的難度，增加儀器工作的可靠性。片選片選狀態(tài)狀態(tài)總線總線主CPU從CPU左總線 右總線雙口RAM圖22 雙口RAM方式2）并口通信方式直接將 2 個(gè) CPU 通過并行接口連接起來，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)與交流。圖23即為雙CPU 通過并行接口連接。本次系統(tǒng)在串行通信的基礎(chǔ)上，配合以適當(dāng)?shù)挠参帐致?lián)絡(luò)信號(hào)，以克服純軟件握手對(duì)驅(qū)動(dòng)脈沖的影響。主系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)顯示、按鍵管理、電鍍時(shí)間控制以及運(yùn)行中的暫停等控制；從系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)脈沖。其中R/P用來由主CPU控制從CPU的運(yùn)行與暫停；SCOMM信號(hào)是從CPU向主CPU指示通信狀態(tài)的，成功結(jié)束有效；否則無效。b）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)，地址范圍為00H～FFH（256B）。d）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器51系列共有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或記數(shù)功能。g）中斷控制系統(tǒng)MCS51單片機(jī)的中斷功能較強(qiáng)，以滿足控制應(yīng)用的需要。d)EA 訪問程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)當(dāng)EA信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作作限定在外部程序存儲(chǔ)器；而當(dāng)EA信號(hào)為高電平時(shí)，則對(duì)ROM的讀操作作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲(chǔ)器。 顯示電路設(shè)計(jì)作為顯示電路，要求實(shí)現(xiàn)的功能有：能夠?qū)on，toff，T的數(shù)值進(jìn)行顯示和設(shè)計(jì)，并且沒個(gè)數(shù)值都要求有四位有效數(shù)字，可以用三組4位的數(shù)碼管顯示，也可以用液晶顯示實(shí)現(xiàn)，下面對(duì)這兩種顯示方式做以下介紹。通過P15引腳向MAX813L發(fā)出RSTK1信號(hào)，使系統(tǒng)復(fù)位，也即停止從CPU的脈沖輸出，結(jié)束電鍍運(yùn)行。8279內(nèi)部有鍵盤 FIFO（先進(jìn)先出堆棧）/傳感器，雙重功能的 8*8=64BRAM，鍵盤控制部分可控制 8*8=64 個(gè)按鍵或 8*8 陣列方式的傳感器。地址線/CS=0 選中 8279，當(dāng) A0=1 時(shí)，為命令字及狀態(tài)字地址；當(dāng)A0=0 時(shí)，為片內(nèi)數(shù)據(jù)地址，故 8279 芯片占用 2 個(gè)端口地址。SL0SL3：掃描輸出線，用來作為掃描鍵盤和顯示的代碼輸出或直接輸出線。CNTL/S：控制/選通輸入線，高電平有效。/BD：顯示熄滅輸出線，低電平有效。在5V的工作電壓下它能與TTL和COMS電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。而字顯通過8279上的OUTA0~OUTA3,OUTB0~OUTB3進(jìn)行控制。字符顯示是根據(jù)需要顯示基本字符。1）LCD1602的引腳功能LCD1602模塊的引腳如圖36所示，其引腳功能如下：RS：數(shù)據(jù)和指令選擇控制端，RS=0命令狀態(tài)；RS=1數(shù)據(jù)。E：數(shù)據(jù)讀寫操作控制位，E線向LCD模塊發(fā)送一個(gè)脈沖，LCD模塊與單片機(jī)間將進(jìn)行一次數(shù)據(jù)交換。 VSS：接地端。結(jié)合實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)選擇液晶顯示電路來實(shí)現(xiàn)顯示功能。平時(shí)，按鍵的兩個(gè)觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，按下按鍵時(shí)兩個(gè)觸點(diǎn)才閉合（短路）。抖動(dòng)時(shí)間的長短因按鍵的機(jī)械特性不同而有所不同，一般為5ms～10ms。常用的去除鍵抖動(dòng)的軟件方法有很多種，但是都離不開基本的原則：就是要么避開抖動(dòng)的時(shí)候檢測按鍵或是在抖動(dòng)的時(shí)候檢測到的按鍵不做處理。第二種方法是每隔一個(gè)時(shí)間周期檢測一次按鍵，比如每5ms掃描一次按鍵，要連續(xù)幾次都掃描到同一按鍵才確認(rèn)這個(gè)按鍵被按下。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是程序執(zhí)行效率高，不用刻意加延時(shí)指令，而且這種方法的判斷按鍵抗干擾能力要更好；缺點(diǎn)是程序結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。跟獨(dú)立式鍵盤一樣，若是使用有內(nèi)部上拉電阻或是下拉電阻的單片機(jī)時(shí)，外面不需連接上拉電阻或是下拉電阻，只需在程序內(nèi)打開內(nèi)部上拉電阻或是內(nèi)部下拉電阻即可。對(duì)行列式的鍵盤進(jìn)行掃描的時(shí)候，要先判斷整個(gè)鍵盤是否有按鍵按下，有按鍵按下才對(duì)哪一個(gè)按鍵按下進(jìn)行判別掃描。若是沒有按鍵按下，則PB口讀進(jìn)來的數(shù)據(jù)為0FH；若讀進(jìn)來的數(shù)據(jù)不是0FH，那就是有按鍵按下，因?yàn)橹灰邪存I按下，該按鍵連接到的行線電平就會(huì)被拉至低電平。b)線反轉(zhuǎn)法線反轉(zhuǎn)法的優(yōu)點(diǎn)是掃描速度比較快，但是程序處理起來卻是比較不方便。如圖 4 的鍵盤從左到右、從上到下的鍵值依次是EE，ED，EB，E7；DE，DD，DB，D7；…；7E，7D，7B，77。若是所使用的單片機(jī)內(nèi)部具有上拉電阻的話，還不需要逐列去置低電平，外部無上拉電阻。 按鍵電路的具體設(shè)計(jì)鍵盤的設(shè)計(jì)主要是考慮參數(shù)的設(shè)定輸出及運(yùn)行方式的必要控制，因此設(shè)置了10個(gè)數(shù)字鍵09，3個(gè)參數(shù)（ton、toff、T）設(shè)置鍵，與此配套的Enter，CLR等鍵及運(yùn)行控制鍵Start。前2個(gè)參數(shù)采用定點(diǎn)數(shù)，小數(shù)位為1位。在所有參數(shù)齊備的情況下，按Start鍵，則開始運(yùn)行，T參數(shù)倒計(jì)時(shí)；如果參數(shù)不齊備，按此鍵無效。雖然“喂狗”信號(hào)來自主CPU，表面上看，從系統(tǒng)的失常不致引起監(jiān)視電路輸出復(fù)位信號(hào)；但事實(shí)上，如果對(duì)從系統(tǒng)的軟件進(jìn)行適當(dāng)處理，當(dāng)從系統(tǒng)工作失常后，也能讓主系統(tǒng)感知，然后強(qiáng)制電源監(jiān)視電路復(fù)位，也可達(dá)到引起復(fù)位的目的。幾乎所有的單片機(jī)都需要復(fù)位電路，對(duì)復(fù)位電路的基本要求是：在單片機(jī)上電時(shí)能可靠復(fù)位，在下電時(shí)能防止程序亂飛導(dǎo)致EEPROM中的數(shù)據(jù)被修改；另外，單片機(jī)系統(tǒng)在工作時(shí)，由于干擾等各種因素的影響，有可能出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)無法正常工作，為了克服這一現(xiàn)象，除了 充分利用單片機(jī)本身的看門狗定時(shí)器（有些單片機(jī)無看門狗定時(shí)器）外，還需外加個(gè)看門狗電路；除此以外，有些單片機(jī)系統(tǒng)還要求在掉電瞬間單片機(jī)能將重要數(shù)據(jù)保存下來，因掉電的發(fā)生往往是很隨機(jī)的，因而此類單片機(jī)系統(tǒng)需要電源監(jiān)控電路，在掉電剛發(fā)生時(shí)能告知單片機(jī)。系統(tǒng)上電、掉電以及供電電壓降低時(shí)，第(7)腳產(chǎn)生復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度的典型值為200ms，高電平有效。 時(shí)，第(5)腳輸出一個(gè)低電平信號(hào)。在軟件設(shè)計(jì)中,P10不斷輸出脈沖信號(hào)，如果因某種原因單片機(jī)進(jìn)入死循環(huán)，則P10無脈沖輸出。電源故障輸出腳第5腳PFO變低，可引起AT89C51中斷進(jìn)行電源故障處理，或?qū)⒅匾獢?shù)據(jù)保存下來。圖313 看門狗電路從CPU 系統(tǒng)是基于 89C2051 單片機(jī)的單芯片系統(tǒng)，惟一的任務(wù)是產(chǎn)生開關(guān)電源所需的脈沖信號(hào)。 89C2051是由ATMEL公司推出的一種小型單片機(jī)?！?，準(zhǔn)雙向端口，并且保留了全部的P3的第二功能，、。圖314 89C2051管腳圖為了增加對(duì)模擬量的輸入功能，2051在內(nèi)部構(gòu)造了一個(gè)模擬信號(hào)比較器。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)3）存儲(chǔ)器89C2051片內(nèi)含有2k字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)的片內(nèi)RAM,與80C31內(nèi)部完全類似。3)內(nèi)部I/O控制89C2051在內(nèi)部I/O控制上繼承了MCS51的特性：5路2級(jí)優(yōu)待中斷，串等口，2路定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。調(diào)試人員可以采用程序編輯編譯固化插到電路板中試驗(yàn)這樣反復(fù)循環(huán)的方法，對(duì)于熟練的MCS51程序員來說，這種調(diào)試方法并不十分困難。光電耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光耦合器，簡稱光耦。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。光耦合器是70年代發(fā)展起來產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離 、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。2）常見的產(chǎn)品：三端穩(wěn)壓器的通用產(chǎn)品有78系列（下電源）和79系列（負(fù)電源），輸出電壓由具體型號(hào)中的后面兩個(gè)數(shù)字代表，有5V，6V，8V，9V，12V，15V，18V，24V等檔次。但壓差取得大時(shí)，又會(huì)增加集成塊的功耗，所以，兩者應(yīng)兼顧，即既保證在最大負(fù)載電流時(shí)調(diào)整管不進(jìn)入飽和，又不致于功耗偏大。 有時(shí)在數(shù)字78或79后面還有一個(gè)M或L，如78M12或79L24， 用來區(qū)別輸出電流和封裝形式等， 其中78L調(diào)系列的最大輸出電流為100mA ， 78M系列最大輸出電流為1A，78系列最大輸出電流為1．5A。引出腳排列不 同以外，命名方法、外形等均與78系列的相同。圖315 穩(wěn)壓管典型電路本次設(shè)計(jì)中使用的穩(wěn)壓管是LM317L：LM317L是可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器，此穩(wěn)壓器非常易于使用。首先317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo＝—37V（高輸出電壓的317穩(wěn)壓塊如LM317HVA、LM317