【正文】 OAD信號線用于其它用途，但是DIN和DCLK可以用于其它用途。單片機可以在任何時候讀取按鍵代碼，但一般在CH447L檢測到有效按鍵而產(chǎn)生鍵盤中斷時讀取按鍵代碼，此時按鍵代碼的位6總是1，另外，如果需要了解按鍵何時釋放，單片機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）并聯(lián)后通過串接的限流電阻R連接CH447L的段驅(qū)動引腳SEG0～SEG7，串接限流電阻的阻值越大段驅(qū)動電流越小，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選擇較大的阻值。段驅(qū)動引腳SEG6～SEG0分別對應數(shù)碼管的段G～段A，引腳SEG7對應數(shù)碼管的小數(shù)點；字驅(qū)動引腳DIG7～DIG0分別連接8個數(shù)碼管的陰極。另外為了避免KK3兩個繼電器同時合的情況，我們加入了一個邏輯互鎖電路來避免這種情況的沖突，真正實現(xiàn)保護、啟動和運行的分時控制。由于設計時考慮到芯片的模擬I/O口有限，在節(jié)省資源的情況下電壓信號的輸入我通過了一個多路選擇開關(guān)再與PA4相連，這樣可以節(jié)省兩個端口，以備其他未考慮信號的輸入。外部接口：同一芯片，可選高速的4線串行接口或者經(jīng)濟的2線串行接口。64級光柱譯碼，通過64個LED組成的光柱顯示光柱值。 CH447L讀寫控制芯片本設計采用了功能強大的CH447L讀寫芯片，它用于數(shù)碼管顯示驅(qū)動和鍵盤掃描控制，并且內(nèi)置時鐘振蕩電路，可以動態(tài)驅(qū)動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；同時還可以進行64鍵的鍵盤掃描；CH447L通過可以級聯(lián)的4線串行接口或者2線串行接口與單片機等交換數(shù)據(jù)；可以對單片機提供上電復位信號。在轉(zhuǎn)換過程中，ADSC位保持1；轉(zhuǎn)換完成時，它將被硬件自動清0。CPU只能間接訪問TCNT1H寄存器，讀取TCNT1L時，臨時寄存器的內(nèi)容更新為TCNT1H的數(shù)值；執(zhí)行寫操作時，TCNT1H被臨時寄存器的內(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)動其他時鐘緩沖器。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的模擬基準輸入引腳。RESET——復位輸入引腳。1. ATmega16的優(yōu)點相對于其他芯片，ATmega16中具有 16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有同時讀寫的能力)，462字節(jié)EEPROM，1K字節(jié)SRAM，32個通用I/O口線，32個通用工作寄存器，用于邊界掃描的JTAG接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個具有比較模式的靈活的定時器/計數(shù)器(T/C)，片內(nèi)/外中斷，可編程串行USART，有起始條件檢測器的通用串行接口，8路10位具有可選差分輸入級可編程增益的ADC，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器，一個SPI串行端口，以及六個可以通過軟件進行選擇的省電模式。電信號經(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內(nèi)部經(jīng)過分析處理。但其也有相應的缺點，如無法對零序電流進行處理，無法計算功率等。而減壓啟動和保護部分分別用三個繼電器的通斷來實現(xiàn)。另外，該課題我們采用了兩種采樣方式。因此我們選擇了運用三個電磁繼電器切換的方式來實現(xiàn)啟動階段與運行階段的分別保護。因此攜帶保護功能的電動機智能啟動器成了眾多電機用戶的首選。它不僅具有普通保護功能而且還在經(jīng)常被忽略的啟動階段對電動機進行監(jiān)控保護。有別于46單片機的AVR芯片具有獨立的模擬I/O口和內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換器。我負責直流采樣的方案即在三相信號進入單片機之前，采用相關(guān)模擬電路先整流、濾波，將交流信號先轉(zhuǎn)化為直流信號，再對直流信號進行處理，我認為這樣做會比直接采用交流采樣簡單，不用考慮相位變化信息，相對而言對單片機的內(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計，電路板設計，軟件功能（AD轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、采樣、鍵盤、顯示和部分保護方案）及調(diào)試等部分。電源設計要求提供12V和+5V兩個電壓。每一個方案都有其優(yōu)缺點，由于以前沒有獨立設計一個大項目的經(jīng)驗，我選擇了相對簡單的直流采樣，但對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，由繼電器驅(qū)動電路來驅(qū)動一號繼電器進行保護動作，同時將控制信號傳入CH447L來驅(qū)動LED的故障顯示；如果沒有危險，繼電器不動作。另外片內(nèi)ISP Flash 允許程序存儲器通過ISP串行接口，或者通用編程器進行編程，也可以通過運行于AVR內(nèi)核之中的引導程序進行編程。持續(xù)時間超過最小門限時間的低電平將引起系統(tǒng)復位。VCC ——數(shù)字電路的電源。（3）系統(tǒng)時鐘AVR ATmega16 的系統(tǒng)時鐘有CPU時鐘、I/O時鐘、異步定時器時鐘和ADC時鐘。 圖32 晶體振蕩器連接圖晶振參數(shù)的設定:,因為該頻率不僅可以提供標準觸發(fā)信號而且可以降低功耗節(jié)約單片機內(nèi)部資源及產(chǎn)生標準串行波特率。計數(shù)器的計數(shù)序列取決于寄存器TCCR1A和TCCR1B中標志位WGM13:0的設置。ADC開放后第一次A/D轉(zhuǎn)換，將有一個使ADC初始化的轉(zhuǎn)換作為先導。它具有如下優(yōu)點：顯示驅(qū)動：內(nèi)置電流驅(qū)動級，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個數(shù)碼管，只為有效數(shù)碼管分配掃描時間。本設計采用了4線串行接口，它支持多個芯片級聯(lián)，時鐘速度從0到2MHz，DIN和DCLK信號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)約時間，我直接采用了74HC00這個芯片。CH447L也可以連接88矩陣的發(fā)光二級管LED陣列或者64個獨立發(fā)光管二極管或者64級光柱。各數(shù)碼管的陰極分別由CH447L的DIG0～DIG7引腳進行驅(qū)動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具有硬件實現(xiàn)的高速4線串行接口，包括4個信號線：串行數(shù)據(jù)輸入線DIN、串行數(shù)據(jù)時鐘線DCLK、串行數(shù)據(jù)加載線LOAD、串行數(shù)據(jù)輸出線DOUT。當單片機I/O引腳資源緊張時，CH447L只需要獨占使用LOAD信號線，DIN和DCLK信號線可以與其它接口電路共用。系統(tǒng)設計之初，為了簡化電路、節(jié)省成本曾采用自耦變壓器將一次側(cè)電壓信號通過兩次變壓在二次側(cè)獲得12V和5V電源信號的方法，但在實際應用中發(fā)現(xiàn)容易造成兩路電源信號的干擾，最終采用兩個變壓器分別提供兩路電源信號的方法。即使此時SCK引腳有輸入時鐘，SPDR的數(shù)據(jù)也不會移出，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)絡表只能部分調(diào)入PCB：生成net list時沒有選擇為global。必要時應加地線隔離，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電動機智能啟動器的軟件設計 軟件設計方案本課題的軟件部分我采用了層次化、模塊化的設計方案。(2)采樣完成后判斷電動機是否啟動，若已啟動開始數(shù)碼管顯示以及各種保護判斷、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（特別是任何Linux的機器）。我采用的方案是分六路信號(Ua Ub Uc Ia Ib Ic)進行采樣，先分別采50個數(shù)據(jù)，并進行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”鍵存儲設置值。電機在啟動器的控制下首先以低電壓通電，當通電一段時間后，啟動器在定子上加上電機額定電壓。判斷： 1, IA = 0 ?2, IB = 0 ?3, IC = 0 ?若其中任意一項結(jié)果為真，則斷相成立，立即進行保護動作。在此次系統(tǒng)的硬件、軟件的設計改進中，許多還只是我們的初步嘗試，必然存在不完善之處，我們將再進一步的不斷完善和提高。這里的干擾包括了導線的傳導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上均并聯(lián)上RC串聯(lián)濾波電路（滅弧器）。四年的求學期間，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，而且體會到了同學之間的深刻友誼。在他身上我學到了很多東西，真心地感謝他毫不吝惜地教我。在交流接觸器的觸點端接三相滅弧器。因而使得單片機由于電源波動過大而出現(xiàn)頻繁死機現(xiàn)象。實行減壓啟動和全壓運行保護，具有可靠性高、精度高、響應快、功耗低等特點。判斷： PMAX–PMIN I0/3 ( I0的33 % )若結(jié)果為真，則三相不平衡成立，立即保護動作◆過電流(過載、欠壓、堵轉(zhuǎn)等)當電動機在負載變大,電源電壓下降,頻率太低,堵轉(zhuǎn)等故障條件下都會出現(xiàn)過電流,其特點是三相電流平衡增加,并超過額定值,因此要進行過電流反時限保護,在正常運行狀態(tài)下，不大于3min動作，,其動作曲線見圖48所示。由于不同用途的電機啟動轉(zhuǎn)矩不同，在實施減壓啟動會使電機轉(zhuǎn)矩下降。在查看狀態(tài)下，設置燈滅，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。在本設計中我采用了8個鍵，現(xiàn)對其功能介紹如下：S1：加 S5:減 S2:設置鍵 S3:切換鍵 S4:啟動鍵S8:停止鍵 S6:確認鍵相關(guān)流程圖如圖44所示:（程序見附件）圖44 鍵盤功能流程圖◆設置鍵功能設置分三種情況:電壓設置、電流設置和啟動時間設置，可以用switch語句來實現(xiàn)。在本設計中，我選用了查詢方式。j++) { for(i=0。按此方式循環(huán)采樣8次，再對這8組數(shù)據(jù)求和求平均，最終得到的一個六維數(shù)組，即最終與額定值進行比較的采樣值。Make用Make file告訴它做什么，如何做。 軟件開發(fā)語言、工具和環(huán)境介紹AVR單片機的開發(fā)主要有兩種語言：匯編語言和C語言。層次化使結(jié)構(gòu)