【正文】 在此，忠心的感謝畢業(yè)設計的同組同學這幾個月來陪伴我一起度過，感激李昂同學在我遇到困難時給我的鼓勵和幫助，他學以致用的治學態(tài)度，孜孜不倦地科研精神給我很大的啟迪。滅弧器具體接線方法為：控制繼電器的觸點端即交流接觸器的線圈兩端并聯(lián)單相滅弧器。經(jīng)測試，系統(tǒng)如果不加抗干擾措施，在繼電器和交流接觸器觸點動作時，會使5V電源上產(chǎn)生正負30V的瞬時噪聲。 工作展望本文設計的電動機綜合保護器以低功耗8位RISC結構的ATmega16為核心，并以CH447L為顯示和鍵盤驅動?！羧嗖黄胶馊嗖黄胶猓喝噍斎腚娏髦凶罡呦嗯c最低相差值大于33%額定電流時，系統(tǒng)立即保護動作。在此過程中啟動器同時要對電機進行保護?！羟袚Q鍵功能圖46 切換鍵功能流程圖在設置狀態(tài)下，設置燈亮，按下“切換”鍵可以在電壓、電流、啟動時間以及個位、十位、百位間切換。本設計中我采用了四個數(shù)碼管和九個指示燈，其相關功能定義如下：D19：電源顯示燈D3：設置燈D4：保護動作顯示燈D5：啟動顯示燈D6：電流顯示燈D7：電壓顯示燈D8：C相顯示燈 D9：B相顯示燈 D10：A相顯示燈顯示部分相關程序見附件 (4) 鍵盤功能模塊鍵盤功能模塊是本課題的重點難點，也是人機界面體現(xiàn)個性和創(chuàng)新的一個模塊。在查詢方式中，ADC按單次轉換模式工作，每次轉換均由置位ADC觸發(fā)，ADC工作于中斷方式時，ADC按自由模式工作，自第一次置位ADSC開始，ADC就連續(xù)不斷地進行采樣轉換，數(shù)據(jù)更新。j=n。在50個數(shù)據(jù)中去掉前后9個，得到六組32個數(shù)據(jù)，再對每組進行求和求平均，得到六個平均值（avg1Ua avg1Ub avg1Uc avg1Ia avg1Ib avg1Ic）。AVRGCC像其他GNU編譯器一樣，用UNIX風格的Make程序來構建（Build）工程。首先根據(jù)讀取的A/D值計算對應的電流值，然后進行誤差修正，一方面通過比較確定最大電流值和最小電流值，然后分別放入顯示單元；另一方面通過誤差修正值進行各種保護判斷：若三相輸入電流中任一相結果為零，則斷相成立，立即啟動保護；三相輸入電流中最高相與最低相差值大于33%額定電流時，三相不平衡成立，立即啟動保護；在正常運行狀態(tài)下，過電流反時限保護動作。全局分三層：第一層是基礎功能模塊層；第二層是中斷層，它包括定時中斷和外部中斷；第三層是保護算法。在畫圖和生成PCB的過程中出現(xiàn)的錯誤及解決方法：1．網(wǎng)絡載入時報告NODE沒有找到：；； number不一致的封裝。4．當使用自己創(chuàng)建的多部分組成的元件時，千萬不要使用annotate。此時TAP輸出(TDO)處于懸空掛態(tài)，JTAG TAP 控制器不移位數(shù)據(jù)，因此必須連接一個上拉電阻或有上拉電阻的硬件。一個字節(jié)完全移出之后，傳輸結束標志SPIF置位。 接口的設計接口是單片機與外部連接的部件，如果沒有相關接口就沒辦法和外部進行通信和數(shù)據(jù)信息的交互。圖313 接口框圖在未啟用鍵盤掃描功能時，DOUT用于輸出串行數(shù)據(jù)，移位寄存器中的最低位數(shù)據(jù)總是在DCLK的下降沿出現(xiàn)在DOUT引腳。其中，DIN、DCLK、LOAD是帶上拉的輸入信號線，默認是高電平。圖311 CH447L與數(shù)碼管的連接(2) 鍵盤掃描CH447L具有64鍵的鍵盤掃描功能，我們可以在88矩陣中任意去掉不用的按鍵。CH447L支持掃描極限控制，并且只為有效數(shù)碼管分配掃描時間，降低掃描極限可以提高數(shù)碼管的顯示亮度。其內(nèi)部邏輯電路如圖39所示：圖39 互鎖邏輯電路真值表如下:（1表示開、0表示合）PB1PB2KK2KK30011010110101111 讀寫顯示功能模塊讀寫顯示功能模塊是本設計硬件設計的重點，數(shù)碼管驅動及鍵盤的控制采用芯片CH447L來提高運作效率，使設計模塊化。下面對本設計用到的端口第二功能介紹如下:端口B的第二功能PB7 SCK (SPI總線的串行時鐘)PB6 MISO (SPI總線的主機輸入/從機輸出信號)PB5 MOSI (SPI總線的主機輸出/從機輸入信號)PB4 SS (SPI從機選擇引腳)PB3 AIN1 (模擬比較負輸入)；OC0 (T/C0輸出比較匹配輸出)PB2 AIN0 (模擬比較正輸入)；INT2 (外部中斷2輸入)PB1 T1 (T/C1外部計數(shù)器輸入)PB0 T0 (T/C0外部計數(shù)器輸入)；XCK (USART外部時鐘輸入/輸出)端口C的第二功能PC7 TOSC2 (定時振蕩器引腳2)PC6 TOSC1 (定時振蕩器引腳1)PC5 TDI (JTAG測試數(shù)據(jù)輸入)PC4 TDO (JTAG測試數(shù)據(jù)輸出)PC3 TMS (JTAG測試模式選擇)PC2 TCK (JTAG測試時鐘)PC1 SDA (兩線串行總線數(shù)據(jù)輸入/輸出)PC0 SCL (兩線串行總線時鐘線)端口D的第二功能PD7 OC2 (T/C2輸出比較匹配輸出)PD6 ICP1 (T/C1輸入捕捉引腳)PD5 OC1A (T/C1輸出比較A匹配輸出)PD4 OC1B (T/C1輸出比較B匹配輸出)PD3 INT1 (外部中斷1的輸入)PD2 INT0 (外部中斷0的輸入)PD1 TXD (USART輸出引腳)PD0 RXD (USART輸入引腳（2）片內(nèi)基準電壓ATmega16具有片內(nèi)能隙基準源，用于掉電檢測，或者是作為模擬比較器或ADC的輸入。內(nèi)置上電復位，可以為單片機提供高電平有效和低電平有效復位輸出。可以選擇字驅動輸出極性，便于外部擴展驅動電壓和電流。動態(tài)顯示掃描控制，直接驅動8位數(shù)碼管、64位發(fā)光管LED或者64級光柱。這次轉換與通常轉換差別就是要多12個ADC時鐘周期。（7）AD轉換器內(nèi)置AD轉換器既是本單片機重要特點之一也是本設計的重點。（4）系統(tǒng)復位ATmega16 有5個復位源：上電復位、外部復位、看門狗復位、掉電檢測復位和JTAG AVR復位。時鐘源分為兩種：外部時鐘和內(nèi)部時鐘。GND ——地。持續(xù)時間小于門限間的脈沖不能保證可靠復位。正是基于ATmega16以上眾多優(yōu)點我選擇了該芯片，而且它價格合理，功能強大，極其符合我們設計中低檔智能啟動器的設計理念。我們還可以通過鍵盤對顯示和時間等進行設置，最終實現(xiàn)電動機啟動的智能控制和實時保護。第三章 基于AVR電動機智能啟動器的硬件設計 硬件設計方案基于AVR的智能啟動器的硬件設計分電源模塊、單片機系統(tǒng)模塊、繼電器驅動控制電路模塊和讀寫顯示芯片控制電路模塊。它只需要硬件電路，沒有軟件方面的要求，通過簡單的參數(shù)計算過程就可以畫出相應原理圖。這樣軟硬結合的分工，能夠使我們得到全方位的學習和鍛煉。因此我們將它與功能強大的CH447L讀寫顯示芯片配合，讀寫顯示部分的處理單獨由CH447L這個芯片來完成，毫無疑問減輕了AVR控制芯片的負擔。近幾年來對智能啟動器的研究已進入白熱化，從熱繼電保護啟動到電子智能啟動，市面上的啟動保護裝置已層出不窮。然而由于我國自動化起步較晚,控制思想不如西方發(fā)達國家成熟和完善，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常由于某些無法預知的因素，如三相電流嚴重不平衡、過電流、缺相、過載、堵轉等使電動機發(fā)生故障，而電動機通常是企業(yè)內(nèi)轉動設備的主要動力，大量電動機的停運給企業(yè)造成很大經(jīng)濟損失及生產(chǎn)的混亂，特別是大型連續(xù)化生產(chǎn)要求非常高的危急企業(yè)，還可能引發(fā)其他設備及人身事故，損失更為嚴重。該功能雖然可以基本滿足啟動時間較長電動機啟動過程保護的需要，但對于啟動時間較短或很大功率的電動機，采用該方法可能會引起電動機的損壞。開始我們打算和其他同學一樣采用軟硬件分開的任務分工制,但在實施兩周后,發(fā)現(xiàn)對于一個項目來說,把軟硬件完全分開來設計是很不合理的,而且對個人知識的掌握也有局限性,所以我們打算軟硬相結合,我在負責硬件的同時還涉及到基礎軟件模塊驅動程序的設計。繼電器的驅動電路模塊用來實現(xiàn)繼電器的開通和關斷。另外本課題我采用了直流采樣的信號處理方式，這也是本設計中我和同組同學的最大差異之處，相對交流采樣而言，直流采樣相對簡單些，涉及計算少，占用系統(tǒng)資源少。重點是單片機ATmega16及鍵盤顯示芯片CH447L、繼電器驅動電路、鍵盤電路和數(shù)碼顯示電路的應用。我所選用的ATmega16是AVR眾多子系列中的一種。端口B（PA0PA7）、端口C（PA0PA7）和端口D（PA0PA7）與A口類似，不同之處在于它們的第二功能。XTAL2——反向振蕩放大器的輸出端。這三個存儲器空間都為線性的平面結構。當保持CKOPT為未編程狀態(tài)時，振蕩器的輸出信號幅度比較小。T/C可以由內(nèi)部同步時鐘或外部異步時鐘驅動，如果沒有時鐘源T/C就不工作。數(shù)模轉換過程：在ADEN為1的情況下，再把ADC啟動位ADSC寫邏輯1，轉換將在ADC時鐘脈沖（ADC Clock）的下一個上升沿時啟動。單次轉換的結果計算式如下：式中，為被選中的引腳的輸入電壓，為參考電壓。任意段位尋址，獨立控制各個LED或者各數(shù)碼管的各個段的亮與滅。支持按鍵喚醒，處于低功耗節(jié)電狀態(tài)中的CH447L可以被部分按鍵喚醒。 AVR單片機系統(tǒng)模塊 圖34 ATmega16系統(tǒng)模塊（1）I/O 端口如圖34所示在本設計中PA0～PA3分別為IA、IB、IC、IABC的模擬輸入口，其中IABC為零序電流。信號在進入三極管之前還必須由光耦消除干擾信號，相關電路如圖38所示：圖38 光耦抗干擾電路當電機啟動時，繼電器K2閉合，電機進入降壓啟動過程；當電流平穩(wěn)后，繼電器K3閉合，K2斷開，表示進入了全壓運行階段；當電機遇到危險時，繼電器K1會根據(jù)保護延遲時間閉合，