【正文】 ic brake control method in practice it is very worthy of study. This paper describes an approach based on MCU AT89S52 can be achieved on thyristor digital control, so as to achieve the industrial electromagic brake digital control. Detailed description of the industrial electromagic brake control theory, signal section describes the power supply circuit design, zerocrossing detection circuit design, thyristor trigger circuit design and highlights the MCU control circuit design and preparation procedures. Using MOC3041 opto isolator as triggering the thyristor thyristor control achieved using MAX813L and Atmega8 microcontroller monitoring device as a realtime monitor the operation of the microcontroller, once a problem occurs during chip operation, monitoring device immediately to the police, and microcontroller reset operation。文中 詳細地 介紹 了工業(yè)電磁制動器的控制原理， 設計了電磁制動器控制器的電源電路、過零檢測電路和晶閘管觸發(fā)電路， 重點 進行 了 單片機控制電路的設計與程序的編寫。 指導教師：盧志剛 職稱：教授 20xx 年 12 月 25 日 系級教學單位審批： 20xx 年 1 月 10 日 摘 要 I 摘 要 工業(yè) 電磁制動器是一種將主動側扭力傳達給被動側的連接器 ， 可以據需要自由的結合 ， 切離或制動 ， 因使用電磁力來啟動 ， 稱之電磁制動器 。 題目類型 （ √ ） （ ） 題目來源 科研 課題 （ ） 生產實際 （ ） 自選 題目 （ √ ） 主 要 內 容 1. 了解電磁制動器的相關應用背景及意義； 2. 學習掌握電磁制動器控制系統(tǒng)的工作原理； 3. 在工程實際基礎上研究設計電磁制動器控制系統(tǒng)； 4. 通過 Multisim 軟件對設計進行仿真分析，驗證可行性。 （ ）； （ ）； （ ）。 周 次 1— 4 周 5— 8 周 9— 12 周 13— 16 周 17— 18 周 應 完 成 的 內 容 相關文獻及基礎 書 籍 的 查閱，了解課題的意義和研究現(xiàn)狀； 學習掌握電磁制動器的控制原理及相關電路； 研究設計控制系統(tǒng)，利用Multisim 仿真分析 ； 對所搭建的的仿真模型進行調試和結果分析； 整理論文思路和仿真結果，總結結論并撰寫論文，準備答辯。 本文 設計 了一種基于 AT89S52 單片機的 工業(yè)電磁制動器的控制方法，實現(xiàn)了工業(yè)電磁制動器的數字化控制。 mechanical work: lathes, milling machines, automatic CNC bed, special etc.。 using LCM12864 interactive interface as part of the display, realtime display system status, the interface is clear and intuitive, userfriendly operation. Keywords Microcontroller。具有結構緊湊，操作簡單，響應靈敏，壽命長久，使用可靠 ， 易 于實現(xiàn)遠距離控制等優(yōu)點 。 而隨著科技的發(fā)展和工業(yè)自動化程度的不斷提高，運輸散裝物料的火車的卸載不再是過去人工一鍬一鍬地將散裝 物料 從車廂里卸下，而是由專用的翻車機對車廂里的散裝物料進行翻卸， 因而對翻車機系統(tǒng)的穩(wěn)定性越來越高。液壓制動器存在制動器打開動作緩慢、液壓包漏油，液壓系統(tǒng)溫升較大等問題，影響著作業(yè)效率的進一步提升和設備完好率。制動器控制器的工作過程分為兩個階段：吸合階段和吸持階段。另外，制動器工作現(xiàn)場可能工況條件很差，其供電電源可能會有較大的電壓波動、電流諧波等電能質量問題。 制動器在工業(yè)生產中廣泛應用于起重機械，礦山機械、港口設備、建筑機械及各種自動化設備中，是大型可移動設備不可缺少的組成部分。其中一些電磁制動勵磁線圈工作在不變的電壓下。這無疑給用戶增加了麻煩，更主要的是易拉長電弧和引起較大的觸點燒損，即使切斷較小的電流，也往往要有較大的觸點，要求動、靜觸點有較大的距離。 2 利用運算放大器、三極管、邏輯門電路等數字、模擬器件組成的硬件電路作為控制電路，主回路由整流二極管、晶閘管、續(xù)流二極管組成。保護、監(jiān)測和控制逐步達到自動化，對于工業(yè)電磁制動器的安全、穩(wěn)定運行是十分重要的，且其重要性和作用正逐漸增大。 2 闡述了 “電力公害 ”的產生原因以及 常用的抑制方法。 4 介紹了電路仿真軟件 Multisim，并用 Multisim 進行了主控電路的仿真，通過反復調節(jié)電路參數得到了 理想的 仿真數據 及其圖像。為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行，系統(tǒng)的電源要求用市電即220V 交流電，其電源質量一定要符合工業(yè)要求。 工業(yè)電磁制動器控制方案的 選擇 工業(yè)電磁制動器的控制規(guī)律是 高電壓或大電流啟動，低電壓或小電流維持。 1 采用模擬器件組成控制電路 模擬電路具有抗干擾能力強的優(yōu)點， 在可編程數字器件廣泛應用之前都是應用模擬器件搭建控制電路， 但其缺點是 電路復雜， 修改參數困難，開發(fā)周期長，控制精度不高、易受溫度漂移的影響。晶閘管的移相觸發(fā)方式具有調節(jié)周期短，調節(jié)分辨率高的特點。晶閘管是一種大功率的半導體器件，具有弱電控制，強電輸出的特點，只需要很小的功率，就可以控制較大的電流。 因此決定采用 MOC3041 作為觸發(fā)器件。在阻斷的狀態(tài)下，晶閘管的 PN 結相當于一個電容，如果突然收到正向電壓，充電電流 流過門極第 2 章 系統(tǒng)方案的選擇與論證 7 PN 結時，起到了觸發(fā)電流的作用。結溫上升時 ， dtdv 下降，在極端的工作條件下， dtdv =。使用 脈沖變壓器，可以把脈沖電壓升高或降低，改變脈沖的極性以及使阻抗匹配。 脈沖變壓器在傳送脈沖信號時，脈沖波形不應發(fā)生畸變，因此對于傳送一定寬度矩形脈沖的脈沖變壓器，在矩形脈沖電壓作用期間，鐵心不能飽和。鐵心中的磁感應強度變化量為 cB? = mB rB 因此 脈沖變壓器工作期間，其鐵心中磁 感應強度變化范圍較窄，鐵心利用率不高。對于感性負載，觸發(fā)脈沖寬度還應加大，否則在脈沖終止時，主回路電流還未上升到晶閘管的維持電流以上，則晶閘管又重新關斷，故脈沖寬度不應小于 100us，一般用 1ms。整流器等電力電子裝置往往使網側電流滯后于網側電壓，造成電力電子裝置功率因數降低，使電網無功功率增加，給電網帶來額外的負擔，并影響供電質 量。 3 功率因數公害： 按照定義，功率因數是變流裝置電網側有功功率與視在功率之比。 諧波的產生 機理 在電力電子變換電路中存在著周期性非正弦電流，它使得供電系統(tǒng)中不僅有基波電流，而且還有大量諧波電流，在本次畢業(yè)設計中，采用晶閘管作為控制電流的器件其產生的主要電力公 害就是諧波公害。在諧振頻率上電路的阻抗最小，而非諧振頻率上，阻抗增大。 L r5 次諧波濾波器 7 次諧波濾波器 11 次諧波濾波器 圖 22 LC 無源濾波器 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 10 2 靜止無功補償器 在網側設置無功補償裝置 (Static Var Compensator， SVC)用于 補償諧波造成 的無功功率，以提高功率因數。確定了所使用晶閘管的型號。 ⑵ 256 bytes 的隨機存取數據存儲器 。 ⑹ 具有 1000 次擦寫周期 。 ⑽ 8 個中斷源 。 在單片機的 VCC 與 GND 上加上一個濾波電容，這樣做的原因是為了最大限度減少電源對單片機的干擾。穩(wěn)壓芯片分為兩種類型，一種為線性穩(wěn)壓，其優(yōu)點是穩(wěn)壓后的電源諧波少，價格低廉；缺點是壓差大，散熱大，能源利用率低。由于內部電流的限制，以及過熱保護和安全工作區(qū)的保護，使它基本上不會損壞。 其原理圖如圖 32 所示， 第 1 引腳為輸入端，第 2 引腳為地，第 3 引腳為輸出端， 電容 C C4 為電解電容，容值較大 作用是濾波，利用電容的充放電效應，使脈動直流變成紋波不大的直流電。 電阻 R4 用來限制流過光電耦和器 U4 的電 流，防止 流過 光 電 耦合器U4 的電流 過大而 使光耦合器 燒毀。 MOC3041 是雙向晶閘管輸出型的光耦合器，用于觸發(fā)雙向晶閘管且不需要另外的觸發(fā)電源，使用雙向晶閘管的工作電源作為觸發(fā)電源。當負載為感性負載時，由于電壓上升率 dtdv 較大時，就會造成 MOC3041 的輸出晶閘管誤導通。由于其先進的指令集以及時鐘周期指令執(zhí)行時間， Atmeg8 的數據吞吐率高達 1MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。 ⑶ 1K 字節(jié) SRAM， 32 個通用 I/O 口線，片內置通用 8 位中央處理器和 FLASH 存儲單元。 ⑺ 具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器 。 圖 35 監(jiān)控與信號部分微處理器電路 Atmega8 的最小系統(tǒng)部分 和復位電路部分如圖 35 所示 ， Atmega8 為高電平復位方式，此復位電路設計實現(xiàn)了上電復位的機械式復位兩種復位模式。當外來干擾導致數據總線、 I/O 總線或控制總線上的數字信號錯亂時，將引發(fā)一系列的后果，特別是程序指針計數器 PC 值受干擾而改變時，將引起程序 “跑飛 ”，使系統(tǒng)出現(xiàn)死機或其他一些不可預知的情況。在 MAX813L中，可以利用 MR 接到看門狗定時器的輸出脈沖端來產生復位脈沖，因此只要將 MR 和 WDO 簡單的接在一起即可。此功能可以 完成電源電壓監(jiān)測。單片機復位后從初始狀態(tài)開始運行，從而保證系統(tǒng)的可靠性，起到了看門狗的作用。 ⑵ 獨特 的單總線接口方式，它與微處理器連接時僅需要一條線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通信。℃ 。電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常燕山大學本科生畢 業(yè)設計（論文） 18 工 作。各種信號的液晶通常按照顯示字符的行數或液晶點陣的行、列數來命名。 3腳為液晶的顯示對比度端口，可以懸空。 7 腳至 14 腳為 8 個數據端口。由于單片機的 I/O 資源有限，所以決定采用串行通信方式，即只需要 5 個引腳就可以完成 12864 液晶與單片機之間的通信。無線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強型 SchockBurst 模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器、解調器、輸出功率、頻道選擇和協(xié)議的設置可以通過 SPI 接口進行設置。 ⑷ 內置硬件 CRC 檢錯和點對多點通信地址控制。 ⑻ 標準 DIP 間距接口，便于嵌入式應用 。推薦電壓 左右。與Atmega8 單片機連接時需要加 2K 的電阻用于限流。電路原理圖中的 C5 C5 C5 C5C5 C60 均為參考芯片手冊建議電路加入的濾波電容。它的全名是 “數據終端設備和數據通訊設燕山大學本科生畢 業(yè)設計（論文） 22 備之間串行二進制數據交換接口技術標準 ”。 圖 312 上位機串口軟件界面 本章小結 本章 是本次畢業(yè)設計的重點章節(jié)，是硬件部分的設計原理。匯編語言編譯效率高，但計算能力不強，較大規(guī)模的復雜程序設計 困難，且開發(fā)周期長，可讀性及維護性都比較差。 單片機編譯環(huán)境的介紹 在本次畢業(yè)設計中應用到了 MOS51 系列的 At89S52 的單片機和 AV R系列的 Atmega8 單片機，因此它們有不同的編譯環(huán)境。 C51 工具包的整體結構， uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的 集成開發(fā)環(huán)境 （ IDE） ，可以完成編輯、 編譯 、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。 ABS 文件由 OH51 轉換成標準的 Hex 文 件，以供調試器燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 24 dScope51 或 tScope51 使用進行 源代碼 級調試，也可由 仿真器 使用直接對 目標板 進行調試，也 可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。功能合適、使用方便、技術支持好，它主要有以 下幾個特點： ⑴ ICCAVR 是一