【正文】 OAD信號(hào)線用于其它用途，但是DIN和DCLK可以用于其它用途。單片機(jī)可以在任何時(shí)候讀取按鍵代碼，但一般在CH447L檢測(cè)到有效按鍵而產(chǎn)生鍵盤中斷時(shí)讀取按鍵代碼，此時(shí)按鍵代碼的位6總是1，另外，如果需要了解按鍵何時(shí)釋放，單片機(jī)可以通過查詢方式定期讀取按鍵代碼，直到按鍵代碼的位6為0。所有數(shù)碼管的相同段引腳（段A～段G以及小數(shù)點(diǎn)）并聯(lián)后通過串接的限流電阻R連接CH447L的段驅(qū)動(dòng)引腳SEG0～SEG7，串接限流電阻的阻值越大段驅(qū)動(dòng)電流越小，數(shù)碼管的顯示亮度越低，R的阻值一般在100Ω至1KΩ之間，為降低芯片本身的功耗應(yīng)選擇較大的阻值。段驅(qū)動(dòng)引腳SEG6～SEG0分別對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的段G～段A，引腳SEG7對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)；字驅(qū)動(dòng)引腳DIG7～DIG0分別連接8個(gè)數(shù)碼管的陰極。另外為了避免KK3兩個(gè)繼電器同時(shí)合的情況，我們加入了一個(gè)邏輯互鎖電路來避免這種情況的沖突，真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)、啟動(dòng)和運(yùn)行的分時(shí)控制。由于設(shè)計(jì)時(shí)考慮到芯片的模擬I/O口有限，在節(jié)省資源的情況下電壓信號(hào)的輸入我通過了一個(gè)多路選擇開關(guān)再與PA4相連，這樣可以節(jié)省兩個(gè)端口，以備其他未考慮信號(hào)的輸入。外部接口：同一芯片，可選高速的4線串行接口或者經(jīng)濟(jì)的2線串行接口。64級(jí)光柱譯碼，通過64個(gè)LED組成的光柱顯示光柱值。 CH447L讀寫控制芯片本設(shè)計(jì)采用了功能強(qiáng)大的CH447L讀寫芯片，它用于數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描控制，并且內(nèi)置時(shí)鐘振蕩電路，可以動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管或者64位LED，具有BCD譯碼、閃爍、移位、段位尋址、光柱譯碼等功能；同時(shí)還可以進(jìn)行64鍵的鍵盤掃描；CH447L通過可以級(jí)聯(lián)的4線串行接口或者2線串行接口與單片機(jī)等交換數(shù)據(jù)；可以對(duì)單片機(jī)提供上電復(fù)位信號(hào)。在轉(zhuǎn)換過程中，ADSC位保持1；轉(zhuǎn)換完成時(shí)，它將被硬件自動(dòng)清0。CPU只能間接訪問TCNT1H寄存器，讀取TCNT1L時(shí)，臨時(shí)寄存器的內(nèi)容更新為TCNT1H的數(shù)值；執(zhí)行寫操作時(shí)，TCNT1H被臨時(shí)寄存器的內(nèi)容所更新。大大降低了功耗，但是頻率范圍比較窄，不能驅(qū)動(dòng)其他時(shí)鐘緩沖器。另外16K字節(jié)的在線編程Flash，用于存放程序指令代碼。AREF ——A/D的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。RESET——復(fù)位輸入引腳。1. ATmega16的優(yōu)點(diǎn)相對(duì)于其他芯片，ATmega16中具有 16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有同時(shí)讀寫的能力)，462字節(jié)EEPROM，1K字節(jié)SRAM，32個(gè)通用I/O口線，32個(gè)通用工作寄存器，用于邊界掃描的JTAG接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(T/C)，片內(nèi)/外中斷，可編程串行USART，有起始條件檢測(cè)器的通用串行接口，8路10位具有可選差分輸入級(jí)可編程增益的ADC，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè)SPI串行端口，以及六個(gè)可以通過軟件進(jìn)行選擇的省電模式。電信號(hào)經(jīng)過模擬電路整流濾波處理后由AVR的模擬輸入口輸入單片機(jī)內(nèi)部經(jīng)過分析處理。但其也有相應(yīng)的缺點(diǎn)，如無(wú)法對(duì)零序電流進(jìn)行處理，無(wú)法計(jì)算功率等。而減壓?jiǎn)?dòng)和保護(hù)部分分別用三個(gè)繼電器的通斷來實(shí)現(xiàn)。另外，該課題我們采用了兩種采樣方式。因此我們選擇了運(yùn)用三個(gè)電磁繼電器切換的方式來實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)階段與運(yùn)行階段的分別保護(hù)。因此攜帶保護(hù)功能的電動(dòng)機(jī)智能啟動(dòng)器成了眾多電機(jī)用戶的首選。它不僅具有普通保護(hù)功能而且還在經(jīng)常被忽略的啟動(dòng)階段對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)控保護(hù)。有別于46單片機(jī)的AVR芯片具有獨(dú)立的模擬I/O口和內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換器。我負(fù)責(zé)直流采樣的方案即在三相信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)之前，采用相關(guān)模擬電路先整流、濾波，將交流信號(hào)先轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，再對(duì)直流信號(hào)進(jìn)行處理，我認(rèn)為這樣做會(huì)比直接采用交流采樣簡(jiǎn)單，不用考慮相位變化信息，相對(duì)而言對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部資源的占用也少得多，工作方面軟硬件都涉及到了，具體內(nèi)容包括電路原理圖設(shè)計(jì)，電路板設(shè)計(jì)，軟件功能（AD轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、采樣、鍵盤、顯示和部分保護(hù)方案）及調(diào)試等部分。電源設(shè)計(jì)要求提供12V和+5V兩個(gè)電壓。每一個(gè)方案都有其優(yōu)缺點(diǎn)，由于以前沒有獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)大項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，我選擇了相對(duì)簡(jiǎn)單的直流采樣，但對(duì)我來說這也是第一次嘗試，我希望自己能夠盡力去做好。如果存在危險(xiǎn)，由繼電器驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)一號(hào)繼電器進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)將控制信號(hào)傳入CH447L來驅(qū)動(dòng)LED的故障顯示；如果沒有危險(xiǎn)，繼電器不動(dòng)作。另外片內(nèi)ISP Flash 允許程序存儲(chǔ)器通過ISP串行接口，或者通用編程器進(jìn)行編程，也可以通過運(yùn)行于AVR內(nèi)核之中的引導(dǎo)程序進(jìn)行編程。持續(xù)時(shí)間超過最小門限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。VCC ——數(shù)字電路的電源。（3）系統(tǒng)時(shí)鐘AVR ATmega16 的系統(tǒng)時(shí)鐘有CPU時(shí)鐘、I/O時(shí)鐘、異步定時(shí)器時(shí)鐘和ADC時(shí)鐘。 圖32 晶體振蕩器連接圖晶振參數(shù)的設(shè)定:,因?yàn)樵擃l率不僅可以提供標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)信號(hào)而且可以降低功耗節(jié)約單片機(jī)內(nèi)部資源及產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)串行波特率。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)序列取決于寄存器TCCR1A和TCCR1B中標(biāo)志位WGM13:0的設(shè)置。ADC開放后第一次A/D轉(zhuǎn)換，將有一個(gè)使ADC初始化的轉(zhuǎn)換作為先導(dǎo)。它具有如下優(yōu)點(diǎn)：顯示驅(qū)動(dòng)：內(nèi)置電流驅(qū)動(dòng)級(jí)，段電流不小于15mA，字電流不小于80mA。掃描極限控制，支持1到8個(gè)數(shù)碼管，只為有效數(shù)碼管分配掃描時(shí)間。本設(shè)計(jì)采用了4線串行接口，它支持多個(gè)芯片級(jí)聯(lián)，時(shí)鐘速度從0到2MHz，DIN和DCLK信號(hào)線可以與其它接口電路共用，節(jié)約引腳。 圖35 多路選擇開關(guān)除了通用數(shù)字I/O功能之外，大多數(shù)端口引腳都具有第二功能。由于市面上恰好有相關(guān)功能的芯片，因此為了節(jié)約時(shí)間，我直接采用了74HC00這個(gè)芯片。CH447L也可以連接88矩陣的發(fā)光二級(jí)管LED陣列或者64個(gè)獨(dú)立發(fā)光管二極管或者64級(jí)光柱。各數(shù)碼管的陰極分別由CH447L的DIG0～DIG7引腳進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并串接上二極管防止數(shù)碼管反向漏電。圖312 鍵盤芯片連接圖(3)四線串行接口CH447L具有硬件實(shí)現(xiàn)的高速4線串行接口，包括4個(gè)信號(hào)線：串行數(shù)據(jù)輸入線DIN、串行數(shù)據(jù)時(shí)鐘線DCLK、串行數(shù)據(jù)加載線LOAD、串行數(shù)據(jù)輸出線DOUT。當(dāng)單片機(jī)I/O引腳資源緊張時(shí)，CH447L只需要獨(dú)占使用LOAD信號(hào)線，DIN和DCLK信號(hào)線可以與其它接口電路共用。系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，為了簡(jiǎn)化電路、節(jié)省成本曾采用自耦變壓器將一次側(cè)電壓信號(hào)通過兩次變壓在二次側(cè)獲得12V和5V電源信號(hào)的方法，但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)容易造成兩路電源信號(hào)的干擾，最終采用兩個(gè)變壓器分別提供兩路電源信號(hào)的方法。即使此時(shí)SCK引腳有輸入時(shí)鐘，SPDR的數(shù)據(jù)也不會(huì)移出，直至SS被拉低。一旦JTAGEN被編程，且MCUCSR寄存器的JTD清零，TAP輸入信號(hào)即被拉高，JTAG邊界掃描和編程功能使能。3．創(chuàng)建的工程文件網(wǎng)絡(luò)表只能部分調(diào)入PCB：生成net list時(shí)沒有選擇為global。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。第四章 基于AVR電動(dòng)機(jī)智能啟動(dòng)器的軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)方案本課題的軟件部分我采用了層次化、模塊化的設(shè)計(jì)方案。(2)采樣完成后判斷電動(dòng)機(jī)是否啟動(dòng)，若已啟動(dòng)開始數(shù)碼管顯示以及各種保護(hù)判斷、處理。它的源代碼都可以得到，并很容易編譯，因此它適用于任何平臺(tái)（特別是任何Linux的機(jī)器）。我采用的方案是分六路信號(hào)(Ua Ub Uc Ia Ib Ic)進(jìn)行采樣，先分別采50個(gè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。 for (j=0。有兩種工作方式分別為：查詢方式和中斷方式。指示燈的顯示采用真值表的原則，置1表示亮，清0表示滅。按下“確定”鍵存儲(chǔ)設(shè)置值。電機(jī)在啟動(dòng)器的控制下首先以低電壓通電，當(dāng)通電一段時(shí)間后，啟動(dòng)器在定子上加上電機(jī)額定電壓。判斷： 1, IA = 0 ?2, IB = 0 ?3, IC = 0 ?若其中任意一項(xiàng)結(jié)果為真，則斷相成立，立即進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。在此次系統(tǒng)的硬件、軟件的設(shè)計(jì)改進(jìn)中，許多還只是我們的初步嘗試，必然存在不完善之處，我們將再進(jìn)一步的不斷完善和提高。這里的干擾包括了導(dǎo)線的傳導(dǎo)干擾和空間的輻射干擾。因此在控制繼電器和交流接觸器的觸點(diǎn)上均并聯(lián)上RC串聯(lián)濾波電路（滅弧器）。四年的求學(xué)期間，同窗之間的諸多交流和共勉讓我受益非淺，不但開闊了視野，而且體會(huì)到了同學(xué)之間的深刻友誼。在他身上我學(xué)到了很多東西，真心地感謝他毫不吝惜地教我。在交流接觸器的觸點(diǎn)端接三相滅弧器。因而使得單片機(jī)由于電源波動(dòng)過大而出現(xiàn)頻繁死機(jī)現(xiàn)象。實(shí)行減壓?jiǎn)?dòng)和全壓運(yùn)行保護(hù)，具有可靠性高、精度高、響應(yīng)快、功耗低等特點(diǎn)。判斷： PMAX–PMIN I0/3 ( I0的33 % )若結(jié)果為真，則三相不平衡成立，立即保護(hù)動(dòng)作◆過電流(過載、欠壓、堵轉(zhuǎn)等)當(dāng)電動(dòng)機(jī)在負(fù)載變大,電源電壓下降,頻率太低,堵轉(zhuǎn)等故障條件下都會(huì)出現(xiàn)過電流,其特點(diǎn)是三相電流平衡增加,并超過額定值,因此要進(jìn)行過電流反時(shí)限保護(hù),在正常運(yùn)行狀態(tài)下，不大于3min動(dòng)作，,其動(dòng)作曲線見圖48所示。由于不同用途的電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不同，在實(shí)施減壓?jiǎn)?dòng)會(huì)使電機(jī)轉(zhuǎn)矩下降。在查看狀態(tài)下，設(shè)置燈滅，按下“切換”鍵，依次切換顯示A相電壓、B相電壓、C相電壓、A相電流、B相電流、C相電流。在本設(shè)計(jì)中我采用了8個(gè)鍵，現(xiàn)對(duì)其功能介紹如下：S1：加 S5:減 S2:設(shè)置鍵 S3:切換鍵 S4:啟動(dòng)鍵S8:停止鍵 S6:確認(rèn)鍵相關(guān)流程圖如圖44所示:（程序見附件）圖44 鍵盤功能流程圖◆設(shè)置鍵功能設(shè)置分三種情況:電壓設(shè)置、電流設(shè)置和啟動(dòng)時(shí)間設(shè)置，可以用switch語(yǔ)句來實(shí)現(xiàn)。在本設(shè)計(jì)中，我選用了查詢方式。j++) { for(i=0。按此方式循環(huán)采樣8次，再對(duì)這8組數(shù)據(jù)求和求平均，最終得到的一個(gè)六維數(shù)組，即最終與額定值進(jìn)行比較的采樣值。Make用Make file告訴它做什么，如何做。 軟件開發(fā)語(yǔ)言、工具和環(huán)境介紹AVR單片機(jī)的開發(fā)主要有兩種語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。層次化使結(jié)構(gòu)