【正文】 望工作人員在第一組風扇工作一段時間后人為的對它進行輪休，這樣可以延長每組風扇的使用壽命，節(jié)約了成本。 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)采用模塊化設計，邏輯功能清晰，主模塊完成對各個子模塊的初始化，調(diào)用各模塊采用中斷方式工作。（2）當同類的需求較多時，可把程序放入庫中以備以后使用。[18] 編程采用C語言，C語言是一種編譯型程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的某些特點，用C語言進行程序設計已經(jīng)成為軟件開發(fā)的一個主流。（4）關(guān)鍵字和控制轉(zhuǎn)移方式更接近于人的思維方式。（8）適合運行嵌入式實時操作系統(tǒng)。下面就是該模塊的程序流程圖。 圖45 顯示子程序流程圖第5章 硬件電路仿真冷卻裝置的硬件與軟件設計完成后，需要對它進行一些仿真實驗，以便觀察設計是否合理以及軟件能否實現(xiàn)。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具，雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。由于無法全部硬件都加入到仿真電路中，所以這里的溫度采集過程省略直接用滑動變阻器來調(diào)整輸入到單片機的電壓大小，從而模擬溫度變化的過程?！?，超過正常的45℃，此時第一個繼電器動作，就相當于第一個風扇投入運行。當溫度繼續(xù)升高就來到了圖56的狀態(tài)，此時報警電路工作，發(fā)出報警狀態(tài)。為了保護外圍設備，還加入了保護電路，通過采集風扇電流值和油流繼電器的電平值來判斷兩種設備運行是否正常。在畫設計圖紙的同時，也對各種畫圖軟件有了進一步了解，比如CAD、RROTEL、VISIO都是功能強大的畫圖軟件，單片機仿真軟件PROTUES也對仿真起到了相當大的作用。學無止境，只有不斷的充實自己，才能避免在工作中出現(xiàn)疏忽。致 謝畢業(yè)離校在即，我們的畢業(yè)設計也進入了尾聲。畢業(yè)設計需要有嚴密的邏輯性，是對我們大學四年所學的一個檢驗，需要有大量的專業(yè)知識來支持。大學生活即將結(jié)束，就要融入社會了，諸多大學的美好回憶以及感嘆都是我們今后財富。以上所有人的支持都將會是我以后人生的堅實后盾，我會不斷努力，不辜負你們的殷切期望?；仡櫞髮W生活，還有好多幫助過我、支持過我的朋友和同學們，在此一并感謝。雖然我認真的完成了畢業(yè)設計，但還是感到力不從心，因而設計在廣度和深度上具有一定的局限性。首先要感謝我的指導老師王玉萍，感謝她在畢業(yè)設計的期間對我悉心指導、耐心解答，有了她的種種幫助，我才能順利的完成畢業(yè)設計工作。虛心向老師、同學請教問題，也讓我受益良多。 四年所學都用到了畢業(yè)設計中，在設計的過程中能明顯感覺到自己的知識還是比較匱乏，在一邊完成設計一邊學習的過程中，收獲是很多的。通訊電路也方便了工作人員，讓其不離開工作室就能實現(xiàn)對變壓器運行狀況的監(jiān)控，報警電路也為安全更增加一個保障。圖51 溫度低于下限45℃圖52 溫度超過下限45℃ 圖53 溫度超過55℃圖54 溫度超過65℃圖55 溫度到達75℃圖56 溫度達到85℃結(jié) 論本次設計是基于單片機對大型電力變壓器的冷卻控制，由于變壓器的電壓等級為220KV，所以冷卻方式采用強油循環(huán)風冷?！?，三組繼電器接通。下面幾幅圖就是溫度不同時，繼電器的不同動作狀態(tài)。迄今為止是世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。圖44為通訊子程序的流程圖。：系統(tǒng)運行的初始溫度為45℃，每升高10℃，增加一組風扇的投入。（6）方便進行同一硬件平臺的軟件移植。（2）軟件的可讀性和可維護性顯著性改善。若要再使用顯示驅(qū)動，則由庫中把它取出（必要時可修改），而不要全部重新編寫。這種編程方法有以下特點：（1）模塊化編程使程序開發(fā)更有效。所以軟件的功能大致可分為兩個部分：一是監(jiān)控，這也是系統(tǒng)的核心部分，二是執(zhí)行部分，完成各個具體的功能。當溫度繼續(xù)升高到55℃時，第二組風扇投入使用，第二種運行狀態(tài)開始。但由于精確計算難于實現(xiàn)，冷卻裝置投運功率與變壓器的損耗之間的量的關(guān)系也難于確定，因此我們可以把冷卻裝置的控制分為4個運行方式。經(jīng)過理論推導，變壓器的損耗與溫度的關(guān)系是一條直線，冷卻裝置的散熱功率與溫度的關(guān)系也是一條直線。繞組溫度最高點溫度最高點與平均溫度差年平均溫度=繞組平均溫升限值上訴計算繞組的溫升限值是以年平均溫度20℃為基礎的。[17] 冷卻裝置風扇控制的實現(xiàn)本課題所研究的220kV等級的電力變壓器，為強迫油循環(huán)的風扇冷卻控制裝置。（3） 光電耦合器的輸入/輸出間的電容很?。ǎ?，絕緣電阻又非常大（一般為10111013歐姆）。而干擾源電阻一般都很大（105106歐姆），按分壓比原理，傳送到光電耦合器輸入端的干擾電壓就變得很小了。開關(guān)量輸入電路接入光電耦合器之后，由于光電耦合器的隔離作用，使夾雜在輸入開關(guān)量中的各種干擾脈沖都被擋在輸入回路一側(cè)。為了使兩者之間既保持控制信號聯(lián)系，又要隔絕電氣方面的聯(lián)系，即實行弱電與強電隔離，是保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定，設備與操作人員安全的重要措施。整流橋邊上這個二極管在直接接直流電，并且把正負極弄反了時，可以起到保護作用。 Co對穩(wěn)定性而言是可有可無的，但的確能夠改善瞬態(tài)響應。其卓越的內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷特性使之特別適用于過載的情況。它提供二個數(shù)量級的有效的產(chǎn)品改善阻抗，低靜態(tài)電流。BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙；指令10：寫數(shù)據(jù)；指令11：讀數(shù)據(jù)。高電平表示有效，低電平則無效 指令4：顯示開關(guān)控制。第116腳：空腳1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。1602采用標準的16腳接口，其中：第1腳：VSS為接地第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平進行寫操作。下圖311是鍵盤接線圖。六個按鍵共用一個鍵盤服務程序。[15] 圖310 通訊電路 RO、DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動器的輸入端，與單片機連接時只需分別與單片機的RXD、TXD相連即可；RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當RE為低電平時，器件處于接收狀態(tài)；當DE為高電平時，器件處于發(fā)送狀態(tài)。MAX487與MAX1487具有四分之一單位負載的接收器輸入阻抗，使得總線上最多可以有128個MAX487/MAX1487收發(fā)器。另外，MAX48MAX483與MAX487具有低電流關(guān)斷模式。MAX48MAX48MAX48MAX48MAX49以及MAX1487是用于RS—485與RS—422通信的低功耗收發(fā)器，每個器件中都具有一個驅(qū)動器和一個接收器。圖39 聲光報警裝置電路，與其串聯(lián)的蜂鳴器和發(fā)光二極管都構(gòu)成回路，從而工作。圖38是外圍電路與單片機的接口電路圖。然后經(jīng)過一系列脈沖的下沉輸出數(shù)據(jù)，輸出8位數(shù)據(jù)，到第19個脈沖時數(shù)據(jù)輸出完成，也標志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。但由于DO端與DI端在通信時是分時操作的，所以電路設計時可以將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。ADC0832是美國國家半導體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。其中，逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，易于用集成工藝實現(xiàn)，且能達到較高分辨率和速度，故目前集成化A/D芯片采用逐次逼近型者居多；間接A/D轉(zhuǎn)換器是先把模擬量轉(zhuǎn)換成中間量，然后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，如電壓/時間轉(zhuǎn)換型（積分型）、電壓/頻率轉(zhuǎn)換型、電壓/脈寬轉(zhuǎn)換型等。A/D轉(zhuǎn)換器按分辨率分為4位、6位、8位、10位、14位、16位和BCD碼的31/2位、51/2位等。轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度是衡量A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的重要技術(shù)指標。隨著數(shù)字技術(shù)，特別是信息技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，在現(xiàn)代控制、通訊及檢測等領域，為了提高系統(tǒng)的性能指標，對信號的處理廣泛采用了數(shù)字計算機技術(shù)。一般情況下，量化和編碼是同時完成的。、多路選擇開關(guān)、采樣保持器以及A/D轉(zhuǎn)換這四部分部分聯(lián)系在一起，就構(gòu)成了風扇電路采集電路。通過它，來保護冷卻裝置中五個風扇的正常運行。反之，當油速減小到一定值時，擋板借彈簧作用返回，微動開關(guān)發(fā)出故障信號，通過光電隔離器件，電平轉(zhuǎn)換，把開關(guān)變量的狀態(tài)送到MCU。下圖36是油流繼電器輸出信號采集電路圖。油流繼電器：也可以叫做氣體繼電器。計算公式： Vout_LM35(T)=10mV/℃T℃ （31）特性：(1)在攝氏溫度下直接校準(2)﹢℃的線性刻度系數(shù)(3)℃的精度（在25℃）(4)額定溫度范圍為﹣55℃至150℃(5)適合于遠程應用(6)工作電壓范圍寬，4V至30V(7)低功耗，小于60uA(8)在靜止空氣中，自然效應低，℃的自熱(9)非線性僅為177。工作電壓4—30V，在上述電壓范圍以內(nèi)，芯片從電源吸收的電流幾乎是不變的（約50uA），所以芯片自身幾乎沒有散熱的問題。LM35是一種得到廣泛使用的溫度傳感器，由于它采用內(nèi)部補償，所以輸出可以從0℃開始。[11]LM35是美國NS公司生產(chǎn)的精密集成電路溫度傳感器，其輸出的電壓線性地與攝氏溫度成正比。為了盡量避免誤差，常用以下措施來解決。介紹了一種使用三次基本樣條曲線擬合，獲得溫度—電阻多項式函數(shù)T（r）的方法。廣泛的溫度測量范圍：由于鉑的特性穩(wěn)定，不會因高低溫而引起物理或化學的變化。當被測介質(zhì)中存在溫度梯度時，所測得的溫度是感溫元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)層中的平均溫度。 溫度采集電路“溫度”是一個重要的熱學物理量，它不僅和我們的生活環(huán)境密切相關(guān)，在科研及生產(chǎn)過程中，溫度的變化對實驗及生產(chǎn)的結(jié)果至關(guān)重要，所以溫度傳感器應用廣泛。它是由一個晶振和兩個瓷片電容組成，兩端與單片機的119引腳連接，晶振和瓷片電容是沒有正負的，注意兩個瓷片電容相連的那一端一定要接地。那到底什么是最小系統(tǒng)，怎樣的設計才稱得上“最小”呢？其實單片機最小系統(tǒng)也稱為最小應用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)。針對本次設計內(nèi)容，兩個單片機基本都能實現(xiàn)控制功能，鑒于對51單片機的熟悉，所以選擇STC89C58型號的單片機作為本次設計的控制芯片。STC89C58單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾、高速和低功耗的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可任意選擇，最新的D版本內(nèi)部集成MAX810專用復位電路。（8）睡眠和低功耗模式。（6）徹底的保密性。OTP單片機開發(fā)系統(tǒng)的實時性是一個重要的指標，像普通的51單片機的開發(fā)系統(tǒng)大都采用高檔型號仿真低檔型號，其實時性不盡理想。PIC系列8位CMOS單片機具有獨特的RISC結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛總線（Harvard）結(jié)構(gòu)，使指令具有單字長的特性，且允許指令碼的位數(shù)可以多于8位的數(shù)據(jù)位數(shù)，這與傳統(tǒng)的采用CISC結(jié)構(gòu)的8位單片機相比，可以達到2:1的代碼壓縮，速度提高4倍。比如，一個摩托車的點火器需要一個I/O較少、RAM及程序存儲空間不大、可靠性較高的小型單片機，投資大不說，使用起來也不方便。，易于使用，擴展能力強、安裝、調(diào)試方便，維護工作量小，重量輕，易于實現(xiàn)機電一體化 考慮到單片機系統(tǒng)的經(jīng)濟適用，且明顯優(yōu)越于繼電接觸器式的控制方式，該裝置主要就采用單片機的控制方式。而在單片機系統(tǒng)中，大量的開關(guān)動作是由無觸點的半導體電路來完成的，加上單片機系統(tǒng)充分考慮了工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境電磁、粉塵、溫度等各種干擾因素。這樣，設備從工廠里生產(chǎn)出來功能基本上是固定的，若要改變就必須改變控制器內(nèi)部的硬件接線，使用起來不靈活，也很麻煩。用單片機進行自動控制，具有可靠性高，更改作用功能靈活等優(yōu)點。 硬件總體設計根據(jù)對變壓器冷卻裝置的設計原理以及控制過程的分析，設計出如圖31所示的變壓器冷卻裝置的硬件結(jié)構(gòu)框圖。5℃?？刂齐娐房刂?臺設備的通斷，這7臺設備是1臺變壓器油泵、4臺冷卻風扇、1臺備用風扇和1臺斷路器。在第3章硬件電路的介紹中，會結(jié)合該裝置工作的結(jié)構(gòu)框圖進行更詳細的說明。單片機通過讀取當前的狀態(tài)信息（人工控制或自動控制）以及相應的溫度控制參數(shù)設置和存儲的基本數(shù)據(jù)等信息，與經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置處理后的變壓器溫度信息進行相應的控制運算，輸出控制結(jié)果，并通過輸出控制回路給相應的輸出設備，即溫度顯示設備、聲音報警設備等等。（5）通訊電路：將單片機產(chǎn)生的信號傳送給遠程傳輸芯片，再通過該芯片實現(xiàn)遠距離的通訊。為了保護風扇和潛油泵的正常工作還加入了保護電路，就是對風扇的電流和油流繼電器的狀態(tài)進行采集。[8] 變壓器冷卻裝置設計原理基于第1章提出的冷卻裝置應該實現(xiàn)的功能設計，裝置主要由數(shù)據(jù)采集電路、主控芯片、顯示電路、鍵盤電路、通訊電路以及外圍電路等六部分組成。（4）當冷卻器全停時，變壓器各側(cè)斷路器經(jīng)延時跳閘。（6）強