【正文】 及數(shù)字化的光亮控制。其中LOAD、DIN、CLK分別接到單片機(jī)的RCRCRC3，此外還應(yīng)注意對(duì)于MAX7219連接到V+和ISET端的電阻REST可對(duì)數(shù)碼管亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在本設(shè)計(jì)中選用了阻值為33 K歐姆的電阻。CC4078芯片的引腳排列圖如圖317所示。nRF401 發(fā)射速率可達(dá)20 kb/ s。接收到地址信息后, 用接收的目的地址同自己的身份碼進(jìn)行比較,若身份碼相符就將數(shù)據(jù)送給上位機(jī),不符則忽略[15]。重要時(shí)序參數(shù)TX與RX之間的切換當(dāng)從RX切換TX模式時(shí)，數(shù)據(jù)輸入腳(DIN)必須保持為高至少1 ms才能收發(fā)數(shù)據(jù)。從上電到接收模式過(guò)程中，芯片將不會(huì)接收數(shù)據(jù)，DOUT也不會(huì)有數(shù)據(jù)輸出，并且至少保持5ms。圖322 無(wú)線通信電路（3）在電路板的正反兩面均使用大面積鋪銅作為接地面,使所有的器件容易去耦,兩面的鋪銅應(yīng)使用多個(gè)過(guò)孔相連,所有對(duì)地線層的連接必須盡量短,接地過(guò)孔應(yīng)放置在非常靠近元件的焊盤處[1617]。此外，對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制還可以采用無(wú)觸點(diǎn)方式，即采用軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)主回路由晶閘管來(lái)連接和分?jǐn)啵械臑榱吮苊庠谶@些元件上的持續(xù)損耗，正常運(yùn)行中采用真空接觸器承載主回路（并聯(lián)晶閘管上）負(fù)載，這種控制有程控或非程控，近控或遠(yuǎn)控，慢速啟動(dòng)或快速啟動(dòng)等多種方式，另外，依賴電子線路，很容易做到如電子式繼電器那樣的各種保護(hù)功能。設(shè)計(jì)中采用三極管和光耦來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器，來(lái)控制電機(jī)的起停。風(fēng)機(jī)的保護(hù)可以有很多種方案，下面介紹了兩種方案。此時(shí)由單片機(jī)送出的高電平啟動(dòng)或低電平停止信號(hào)控制接觸器線圈的得電與失電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行與停止的控制。過(guò)零型交流SSR是只當(dāng)加入控制信號(hào)后，交流電壓過(guò)零時(shí)固態(tài)繼電器為通態(tài)；而當(dāng)斷開(kāi)控制信號(hào)后，SSR要等交流點(diǎn)的正負(fù)半周的零電位時(shí)（嚴(yán)格說(shuō)是負(fù)載電流小于可控硅導(dǎo)通的維持電流時(shí)）SSR才斷開(kāi)。如電源電壓經(jīng)R2與R3分壓，A處電壓大于過(guò)零電壓時(shí),V1處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，SCR、BTA可控硅都處于關(guān)斷狀態(tài)。(3)輸出無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)噪音、無(wú)火花、開(kāi)關(guān)速度快。（二）器件選型熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)原理制成的一種保護(hù)用繼電器，廣泛地用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，對(duì)于非頻繁起動(dòng)的低壓電動(dòng)機(jī)，通常使用電磁起動(dòng)器操作起動(dòng)，并同時(shí)用熱繼電器作過(guò)載保護(hù)同時(shí)用熔斷器作短路保護(hù)對(duì)于頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，則使用空氣斷路器和電磁起動(dòng)器操作起動(dòng)，JR36系列熱繼電器適用于交流50Hz或60Hz，主電路額定電壓至660V，電流至160A的電力系統(tǒng)中作為三相交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載和斷相保護(hù)，有溫度補(bǔ)償，自動(dòng)與手動(dòng)復(fù)位功能。在本設(shè)計(jì)中選用了DW15200空氣開(kāi)關(guān)，低壓斷路器選用DZ20200型。它是靠電磁線圈的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)接通和斷開(kāi)電路的。在電路中常用的框架式空氣開(kāi)關(guān)DW15型空氣開(kāi)關(guān)由于其先進(jìn)的過(guò)載、欠電壓和短路保護(hù)性能，常作為低壓側(cè)總保護(hù)開(kāi)關(guān)使用。(6)過(guò)零觸發(fā)型固態(tài)繼電器對(duì)外界的干擾非常小。圖329　交流固態(tài)繼電器的工作波形 (1)輸入控制電壓低3～14V，驅(qū)動(dòng)電流?。?～15mA），輸入控制電壓與 TTL 、DTL 、HTL 電平兼容，直流或脈沖電壓均能作輸入控制電壓。當(dāng)IC1光敏三極管截止時(shí)（控制端無(wú)信號(hào)輸入時(shí)）,V1通過(guò)R2獲得基極電流使之飽和導(dǎo)通，從而使SCR可控硅門極觸發(fā)電壓被箝在低電位而處于關(guān)斷狀態(tài)，最終導(dǎo)致BTA雙向可控硅在門極控制端R6上無(wú)觸發(fā)脈沖而處于關(guān)斷狀態(tài)。通常是4端組件，兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，下圖為其結(jié)構(gòu)框圖。這里的 KM7常閉提供手動(dòng)操作的，當(dāng)線圈得電后，常閉打開(kāi)，這時(shí)的KM8線圈不帶電，固態(tài)繼電器起作用，進(jìn)行手動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)。AO系列微型電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表323所示：型號(hào)容量W轉(zhuǎn)速r/mi額定電流A功率%功率因數(shù)啟動(dòng)電流A最大轉(zhuǎn)矩AO632237028006AO631225028006AO634437014006AO632425014006表323 AO系列微型電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)注：額定電壓380V，頻率50Hz，連續(xù)工作，可逆。 輸出驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中要對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，只需要控制電機(jī)的啟動(dòng)和停止，不需要調(diào)速，因此較為簡(jiǎn)單，是普通的開(kāi)關(guān)量控制。如電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，往往產(chǎn)生4～7倍額定電流的啟動(dòng)電流，可以由接觸器或斷路器來(lái)控制，電器的觸頭應(yīng)能承受啟動(dòng)電流的連接和分段考核，應(yīng)該要選用可頻繁操作的接觸器。（2）外接VCO電感應(yīng)選用高頻電感,Q45 ,精度為2%,本設(shè)計(jì)采用深圳順百科技有限公司的LQW18AN22NG00,電感的精度對(duì)無(wú)線通信的距離有較大的影響,也可使用精度為 5 %的,但通信距離會(huì)大大減小。Power Up與TX間的切換從加電到發(fā)射模式過(guò)程中，為了避免開(kāi)機(jī)時(shí)產(chǎn)生干擾和輻射，在上電過(guò)程中TXEN的輸入腳必須保持為低，以便于頻率合成器進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)。圖319 nRF2401引腳排列各引腳功能如下：VSSPA、VSS為參考接地端；VDD為電源端，接+；VDDPA為功率放大+；ANTANT2為天線接口端；XCXC2為晶振端；IREF為參考電流端，通過(guò)22K電阻接地；PWRUP為上電端；CE為工作狀態(tài)使能端；CS為片選端，控制對(duì)nRF2401的PWRUP、CE和CS引腳狀態(tài)組合設(shè)置，控制nRF401的主工作方式，當(dāng)狀態(tài)組合為0，0、1或0、0時(shí)，芯片分別處于掉電狀態(tài)；CLKCLK2為通道2時(shí)鐘信號(hào)端，由控制器提供，在突發(fā)傳遞模式下，控制器在時(shí)鐘上升沿由DATA引腳向nRF401寫入數(shù)據(jù)，在下降沿從nRF401的DATA引腳讀出數(shù)據(jù)；DRDR2為通道2接受數(shù)據(jù)就緒信號(hào)端；DATA、DOUT為通道2數(shù)據(jù)端，控制器與nRF401由CLK、DR和DATA組成的三線接口交換傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通道1可接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，通道2 只能接收數(shù)據(jù)[15]。nRF401 的工作過(guò)程為: 在發(fā)射開(kāi)始時(shí)首先發(fā)射同步信息,令收/ 發(fā)雙方同步,同步結(jié)束后傳輸目的地址,然后傳送采集數(shù)據(jù)。該芯片使用 433 MHz ISM頻段,是真正的單片 UHF 無(wú)線收發(fā)一體芯片,他在一個(gè)20 腳的芯片中包括了高頻發(fā)射、高頻接收、PLL 合成、FSK調(diào)制、FSK解調(diào)、多頻道切換等,是目前集成度最高的無(wú)線數(shù)傳產(chǎn)品[14]。當(dāng)過(guò)壓時(shí)，過(guò)壓信號(hào)經(jīng)過(guò)光電隔離送入主控室的單片機(jī)，單片機(jī)接到低電平信號(hào)，立即做出響應(yīng)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，將接在相應(yīng)端口的風(fēng)機(jī)組切除。從DIN端進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在輸出引腳DOUT上，以便在級(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí)傳到下一個(gè)MAX7219。只需要一個(gè)外部電阻，就可以正確的驅(qū)動(dòng)所有LED的段地址。電路圖如下圖313所示。另外，由于工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)的運(yùn)放滿足虛短特性，因此，考慮IPD1的限制，R2的確定可以根據(jù)所需要的放大倍數(shù)確定，例如如果不需要方法，只需將R2=R1即可。忽略運(yùn)放負(fù)端的輸入電流，可以認(rèn)為通過(guò)R1的電流為，根據(jù)R1的歐姆定律得：通過(guò)R3兩端的電流為，根據(jù)歐姆定律得：其中,為光耦2腳的電壓，考慮到LED導(dǎo)通時(shí)的電壓（）基本不變，這里的作為常數(shù)對(duì)待。輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓電流轉(zhuǎn)化，電壓的變化體現(xiàn)在電流IF上，IPD1和IPD2基本與IF成線性關(guān)系，線性系數(shù)分別記為K1和K2,即K1與K2一般很小（%），并且隨溫度變化較大（%%之間），但芯片的設(shè)計(jì)使得K1和K2相等。集成的隔離放大器內(nèi)部電路復(fù)雜、體積大、成本高，不適合大規(guī)模應(yīng)用。（2）光電耦合器的輸入回路與輸出會(huì)之間沒(méi)有電氣聯(lián)系，也沒(méi)有共地，之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因而回路一側(cè)的各種干擾噪聲都很難通過(guò)光電耦合器饋送到另一側(cè)去，避免了共阻抗耦合的干擾信號(hào)的產(chǎn)生。普通的光耦器件只能傳輸數(shù)字信號(hào)，而近年來(lái)問(wèn)世的線性光電耦合器能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號(hào)[10]。在圖32中，R1=R2=R4=R5=R6=1KΩ,R3 =10KΩ,R7=100Ω。測(cè)量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：①傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器；②模擬集成溫度傳感器；③智能集成溫度傳感器。 有些寄存器的值不受任何一種復(fù)位操作的影響，當(dāng)芯片上電復(fù)位時(shí)，它們的值是不確定的，并在其他形式的復(fù)位后其值保持不變。201MHzESC ESC10131177。（3）RF隨石英選擇不同而變。 晶體振蕩器/陶瓷諧振器方式 在LP、XT和HS方式中，都是用晶體振蕩器/陶瓷諧振器接到芯片的OSC1和OSC2引腳上來(lái)建立振蕩，見(jiàn)圖32。 單片機(jī)有寬范圍的工作電壓：～，最大拉電流/灌電流可達(dá)25mA，一般符合商用級(jí)和工業(yè)級(jí)的工作溫度范圍。主要特征PIC16F873PIC16F874PIC16F876PIC16F877工作頻率DC～20MHzDC～20MHzDC～20MHzDC～20MHz復(fù)位（與延時(shí)）POR，BOR（PWRT，OST）POR，BOR（PWRT，OST）POR，BOR（PWRT，OST）POR，BOR（PWRT，OST）FISA程序存儲(chǔ)器/K4488數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器/字節(jié)192192368368EERROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器/字節(jié)128128256256中斷13141314I/O端口A，B，C端口A，B，C，D，E端口A，B，C端口A，B，C，D，E端口定時(shí)器/計(jì)數(shù)器3333捕捉/比較/脈沖調(diào)制（PWM）2222串行通信MSSP，USARTMSSP，USARTMSSP，USARTMSSP，USART并行通信PSPPSP10位模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊5個(gè)輸入通道8個(gè)輸入通道5個(gè)輸入通道8個(gè)輸入通道指令數(shù)/條35353535表31 四種單片機(jī)性能比較表PIC16F877單片機(jī)是高性能類—RISC CPU，一共有35條單字指令，除程序分支是雙周期指令外，其他所有的指令都是單指令。第三章 硬件電路設(shè)計(jì)第一節(jié) 單片機(jī)的選型硬件電路是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，而單片機(jī)又是硬件電路的核心，所以單片機(jī)的選擇顯得至關(guān)重要。以便對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)做出反應(yīng)。根據(jù)上面對(duì)三個(gè)設(shè)計(jì)方案的說(shuō)明比較可以看出，方案一具有較好的抗干擾性，可擴(kuò)展，經(jīng)濟(jì)性較好，而且采用無(wú)線通訊，具有較高的性價(jià)比。顯示采用MAX7219，占用了較少的I/O口，通信采用RS485標(biāo)準(zhǔn)。占用了較多的I/O口，使系統(tǒng)的可擴(kuò)展性受到了一定的限制[7]。如果降低波特率，傳輸距離還可進(jìn)一步提高。AD590的工作電壓為+4—+30V、測(cè)溫范圍是+55—+150℃，對(duì)應(yīng)于熱力學(xué)溫度T每變化1K，輸出電流就變化1μA。AD590屬于采用激光修正的精密集成溫度傳感器。 微控制器使用3個(gè)輸出引腳用于接口（PDATA、PCLK、PALE），與PDATA相連的引腳必須是雙向引腳，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。PCLK 頻率決定了完全配置所需的時(shí)間。（四）通訊電路設(shè)計(jì)通信電路采用無(wú)線通信芯片來(lái)完成。相當(dāng)于給每個(gè)DS18B20分配了一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的64比特地址序列碼，這就允許多個(gè)DS18B20工作同條一線總線上，從而大大簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感系統(tǒng)的應(yīng)用。（一）溫度檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)采用由DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的智能集成溫度傳感器DS18B20型單線智能溫度傳感器,屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器,可廣泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測(cè)量及控制儀器、測(cè)控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。此外,該芯片只需少量外圍元件,使用十分方便。在芯片內(nèi)部集成了一個(gè)BCD譯碼器，段地址和位地址驅(qū)動(dòng)以及一個(gè)88位的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。 方案一:溫度檢測(cè)電路通過(guò)預(yù)埋在變壓器中的鉑電阻傳感器獲得油溫信號(hào)[3]，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路處理后直接送入控制器的A/D轉(zhuǎn)換輸入端，PIC單片機(jī)根據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)及設(shè)定的各種控制參數(shù)，按照程序自動(dòng)計(jì)算與處理，自動(dòng)顯示變壓器油溫，并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制風(fēng)機(jī)的起停，電機(jī)的保護(hù)電路包括過(guò)壓，過(guò)載，缺相等。這種方式對(duì)風(fēng)機(jī)的控制只能由人工完成，風(fēng)機(jī)同時(shí)全部投入，同時(shí)全部停止，啟動(dòng)時(shí)沖擊電流很大，會(huì)對(duì)器件造成損傷。 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要功能（1）將采集到的油溫在就地和遠(yuǎn)端（控制室）用LED實(shí)時(shí)顯示油溫，主機(jī)和從機(jī)之間的通訊采用無(wú)線通信方式；（2）系統(tǒng)設(shè)置自動(dòng)、手動(dòng)、停止三種運(yùn)行方式，正常時(shí)采用自動(dòng)方式運(yùn)行，主控板檢修時(shí)采用手動(dòng)方式運(yùn)行，并且能夠靈活選擇運(yùn)行方式。設(shè)計(jì)主要完成的工作。最后通過(guò)無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，控制室通過(guò)無(wú)線通信及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，可任意對(duì)各種事故做出及時(shí)地反映，實(shí)現(xiàn)了變壓器的無(wú)人控制。且由于無(wú)法和控制室聯(lián)系，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)變壓器的無(wú)人控制，增加了運(yùn)行成本。南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書電力變壓器冷卻系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要 1ABSTRACT 2緒 論 5第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 6第一節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù) 6第二節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求 6第二章 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 8第一節(jié) 系統(tǒng)工作的一般原理 8第二節(jié) 智能溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 8 方案一 9 方案二 10 方案三 12第三節(jié) 設(shè)計(jì)方案的確定 13第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 16第一節(jié) 單片機(jī)的選型 16第二節(jié) 振蕩器配置選擇 18 晶體振蕩器/陶瓷諧振器方式 18 RC振蕩器 20第三節(jié) 溫度采集電路模塊設(shè)計(jì) 22 溫度檢測(cè)電路 22 光電耦合隔離放大電路 24第四節(jié) 按鍵輸入和顯示電路部分設(shè)計(jì) 29 按鍵輸入電路模塊設(shè)計(jì) 29 顯示電路部分設(shè)計(jì) 29第五節(jié) 無(wú)線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 33第六節(jié) 主回路部分設(shè)計(jì) 38 風(fēng)冷機(jī)的保護(hù)簡(jiǎn)要介紹 38 輸出驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 38第七節(jié) 直流電源的設(shè)計(jì) 46第四章 軟件部分設(shè)計(jì) 50第一節(jié) 軟件需求分析 50第二節(jié) 各模塊的流程圖 52第五章 設(shè)計(jì)總