【正文】 及數(shù)字化的光亮控制。其中LOAD、DIN、CLK分別接到單片機的RCRCRC3，此外還應(yīng)注意對于MAX7219連接到V+和ISET端的電阻REST可對數(shù)碼管亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在本設(shè)計中選用了阻值為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,不符則忽略[15]。重要時序參數(shù)TX與RX之間的切換當(dāng)從RX切換TX模式時，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程中，芯片將不會接收數(shù)據(jù)，DOUT也不會有數(shù)據(jù)輸出，并且至少保持5ms。圖322 無線通信電路（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)使用多個過孔相連,所有對地線層的連接必須盡量短,接地過孔應(yīng)放置在非?？拷暮副P處[1617]。此外，對電動機的控制還可以采用無觸點方式，即采用軟啟動控制系統(tǒng)，電動機主回路由晶閘管來連接和分?jǐn)?，有的為了避免在這些元件上的持續(xù)損耗，正常運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，慢速啟動或快速啟動等多種方式，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)計中采用三極管和光耦來驅(qū)動繼電器，來控制電機的起停。風(fēng)機的保護(hù)可以有很多種方案，下面介紹了兩種方案。此時由單片機送出的高電平啟動或低電平停止信號控制接觸器線圈的得電與失電，實現(xiàn)風(fēng)機運行與停止的控制。過零型交流SSR是只當(dāng)加入控制信號后，交流電壓過零時固態(tài)繼電器為通態(tài)；而當(dāng)斷開控制信號后，SSR要等交流點的正負(fù)半周的零電位時（嚴(yán)格說是負(fù)載電流小于可控硅導(dǎo)通的維持電流時）SSR才斷開。如電源電壓經(jīng)R2與R3分壓，A處電壓大于過零電壓時,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)輸出無觸點、無噪音、無火花、開關(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，廣泛地用于電動機的過載保護(hù)，對于非頻繁起動的低壓電動機，通常使用電磁起動器操作起動，并同時用熱繼電器作過載保護(hù)同時用熔斷器作短路保護(hù)對于頻繁起動的電動機，則使用空氣斷路器和電磁起動器操作起動，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機的過載和斷相保護(hù)，有溫度補償，自動與手動復(fù)位功能。在本設(shè)計中選用了DW15200空氣開關(guān)，低壓斷路器選用DZ20200型。它是靠電磁線圈的作用來實現(xiàn)接通和斷開電路的。在電路中常用的框架式空氣開關(guān)DW15型空氣開關(guān)由于其先進(jìn)的過載、欠電壓和短路保護(hù)性能，常作為低壓側(cè)總保護(hù)開關(guān)使用。(6)過零觸發(fā)型固態(tài)繼電器對外界的干擾非常小。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（控制端無信號輸入時）,V1通過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上無觸發(fā)脈沖而處于關(guān)斷狀態(tài)。通常是4端組件，兩個輸入端和兩個輸出端，下圖為其結(jié)構(gòu)框圖。這里的 KM7常閉提供手動操作的，當(dāng)線圈得電后，常閉打開，這時的KM8線圈不帶電，固態(tài)繼電器起作用，進(jìn)行手動啟動電機。AO系列微型電動機主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表323所示：型號容量W轉(zhuǎn)速r/mi額定電流A功率%功率因數(shù)啟動電流A最大轉(zhuǎn)矩AO632237028006AO631225028006AO634437014006AO632425014006表323 AO系列微型電動機主要技術(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)動電路設(shè)計設(shè)計中要對電機進(jìn)行控制，只需要控制電機的啟動和停止，不需要調(diào)速，因此較為簡單，是普通的開關(guān)量控制。如電動機直接啟動時，往往產(chǎn)生4～7倍額定電流的啟動電流，可以由接觸器或斷路器來控制，電器的觸頭應(yīng)能承受啟動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)計采用深圳順百科技有限公司的LQW18AN22NG00,電感的精度對無線通信的距離有較大的影響,也可使用精度為 5 %的,但通信距離會大大減小。Power Up與TX間的切換從加電到發(fā)射模式過程中，為了避免開機時產(chǎn)生干擾和輻射，在上電過程中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，芯片分別處于掉電狀態(tài)；CLKCLK2為通道2時鐘信號端，由控制器提供，在突發(fā)傳遞模式下，控制器在時鐘上升沿由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 的工作過程為: 在發(fā)射開始時首先發(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 無線收發(fā)一體芯片,他在一個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線數(shù)傳產(chǎn)品[14]。當(dāng)過壓時，過壓信號經(jīng)過光電隔離送入主控室的單片機，單片機接到低電平信號，立即做出響應(yīng)，發(fā)光二極管點亮，將接在相應(yīng)端口的風(fēng)機組切除。從DIN端進(jìn)來的數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在輸出引腳DOUT上，以便在級聯(lián)應(yīng)用時傳到下一個MAX7219。只需要一個外部電阻，就可以正確的驅(qū)動所有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。忽略運放負(fù)端的輸入電流，可以認(rèn)為通過R1的電流為，根據(jù)R1的歐姆定律得：通過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)通時的電壓（）基本不變，這里的作為常數(shù)對待。輸入信號經(jīng)過電壓電流轉(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?。?），并且隨溫度變化較大（%%之間），但芯片的設(shè)計使得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之間沒有電氣聯(lián)系，也沒有共地，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的產(chǎn)生。普通的光耦器件只能傳輸數(shù)字信號，而近年來問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[10]。在圖32中，R1=R2=R4=R5=R6=1KΩ,R3 =10KΩ,R7=100Ω。測量溫度的關(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，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引腳上來建立振蕩，見圖32。 單片機有寬范圍的工作電壓：～，最大拉電流/灌電流可達(dá)25mA，一般符合商用級和工業(yè)級的工作溫度范圍。主要特征PIC16F873PIC16F874PIC16F876PIC16F877工作頻率DC～20MHzDC～20MHzDC～20MHzDC～20MHz復(fù)位（與延時）POR，BOR（PWRT，OST）POR，BOR（PWRT，OST）POR，BOR（PWRT，OST）POR，BOR（PWRT，OST）FISA程序存儲器/K4488數(shù)據(jù)存儲器/字節(jié)192192368368EERROM數(shù)據(jù)存儲器/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端口定時器/計數(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個輸入通道8個輸入通道5個輸入通道8個輸入通道指令數(shù)/條35353535表31 四種單片機性能比較表PIC16F877單片機是高性能類—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)計第一節(jié) 單片機的選型硬件電路是整個設(shè)計的核心，而單片機又是硬件電路的核心，所以單片機的選擇顯得至關(guān)重要。以便對現(xiàn)場情況及時做出反應(yīng)。根據(jù)上面對三個設(shè)計方案的說明比較可以看出，方案一具有較好的抗干擾性，可擴展，經(jīng)濟性較好，而且采用無線通訊，具有較高的性價比。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、測溫范圍是+55—+150℃，對應(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間。（四）通訊電路設(shè)計通信電路采用無線通信芯片來完成。相當(dāng)于給每個DS18B20分配了一個獨一無二的64比特地址序列碼，這就允許多個DS18B20工作同條一線總線上，從而大大簡化了分布式溫度傳感系統(tǒng)的應(yīng)用。（一）溫度檢測電路的設(shè)計溫度檢測采用由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)域的溫度測量及控制儀器、測控系統(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BCD譯碼器，段地址和位地址驅(qū)動以及一個88位的靜態(tài)隨機存儲器。 方案一:溫度檢測電路通過預(yù)埋在變壓器中的鉑電阻傳感器獲得油溫信號[3]，經(jīng)信號調(diào)理電路處理后直接送入控制器的A/D轉(zhuǎn)換輸入端，PIC單片機根據(jù)信號數(shù)據(jù)及設(shè)定的各種控制參數(shù)，按照程序自動計算與處理，自動顯示變壓器油溫，并輸出相應(yīng)的控制信號，控制風(fēng)機的起停，電機的保護(hù)電路包括過壓，過載，缺相等。這種方式對風(fēng)機的控制只能由人工完成，風(fēng)機同時全部投入，同時全部停止，啟動時沖擊電流很大，會對器件造成損傷。 設(shè)計實現(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實時顯示油溫，主機和從機之間的通訊采用無線通信方式；（2）系統(tǒng)設(shè)置自動、手動、停止三種運行方式，正常時采用自動方式運行，主控板檢修時采用手動方式運行，并且能夠靈活選擇運行方式。設(shè)計主要完成的工作。最后通過無線通信實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，控制室通過無線通信及時掌握現(xiàn)場的運行情況，可任意對各種事故做出及時地反映，實現(xiàn)了變壓器的無人控制。且由于無法和控制室聯(lián)系，所以無法實現(xiàn)變壓器的無人控制，增加了運行成本。南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書電力變壓器冷卻系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文目 錄摘 要 1ABSTRACT 2緒 論 5第一章 設(shè)計任務(wù)及要求 6第一節(jié) 畢業(yè)設(shè)計的任務(wù) 6第二節(jié) 畢業(yè)設(shè)計的要求 6第二章 系統(tǒng)的設(shè)計方案 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)計方案 8 方案一 9 方案二 10 方案三 12第三節(jié) 設(shè)計方案的確定 13第三章 硬件電路設(shè)計 16第一節(jié) 單片機的選型 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 22 溫度檢測電路 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 29 按鍵輸入電路模塊設(shè)計 29 顯示電路部分設(shè)計 29第五節(jié) 無線通信系統(tǒng)的設(shè)計 33第六節(jié) 主回路部分設(shè)計 38 風(fēng)冷機的保護(hù)簡要介紹 38 輸出驅(qū)動電路設(shè)計 38第七節(jié) 直流電源的設(shè)計 46第四章 軟件部分設(shè)計 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)計總