【正文】 清晰，三層采用調(diào)用關(guān)系，一層比一層高級(jí)。2．打印時(shí)總是不能打印到一頁紙上：；，pcb板界外有隱藏的字符。 PCB板的生成原理圖繪制完后進(jìn)行電器檢查（ERC）。另外還有一些連接模擬信號(hào)的接口如JPJPJP56等。SPI系統(tǒng)的發(fā)送方向只有一個(gè)緩沖器，在接收方向有兩個(gè)。在本設(shè)計(jì)中我采用了SPI，JTAG，JP等接口，其中SPI用來下載，JTAGE用來調(diào)試仿真，JP用來連接模擬信號(hào)和繼電器。當(dāng)啟用鍵盤掃描功能后，DOUT用于鍵盤中斷和數(shù)據(jù)輸出，默認(rèn)是高電平。DOUT在未啟用鍵盤掃描功能時(shí)作為串行數(shù)據(jù)輸出線，在啟用鍵盤掃描功能后作為鍵盤中斷和數(shù)據(jù)輸出線，默認(rèn)是高電平。我所設(shè)計(jì)的鍵盤采用了8*1的鍵盤方式，為了防止鍵被按下后在SEG信號(hào)線與DIG信號(hào)線之間形成短路而影響顯示，要在CH447L的DIG0～DIG7引腳與鍵盤矩陣之間串接限流電阻，其阻值可以從1KΩ至10KΩ。CH447L內(nèi)部的8個(gè)8位的數(shù)據(jù)寄存器用于保存8個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)，分別對(duì)應(yīng)于所驅(qū)動(dòng)的8個(gè)數(shù)碼管或者8組發(fā)光二極管。它可通過4線或2線串行接口與單片機(jī)等交換數(shù)據(jù)，并且可以對(duì)單片機(jī)提供上電復(fù)位信號(hào)。AREF給單片機(jī)提供基準(zhǔn)電壓，它有兩種情況加上電阻R27時(shí)為5V，去掉R27時(shí)可以是5V，AVCC為模擬電壓（5V）。 硬件功能模塊的設(shè)計(jì) 三相模擬信號(hào)的預(yù)處理模塊本模塊主要處理的是將輸入的原始信號(hào)進(jìn)行硬件濾波和整流。鍵盤控制：芯片內(nèi)置64鍵鍵盤控制器，本設(shè)計(jì)選擇42矩陣鍵盤掃描?？蛇x數(shù)碼管的段與數(shù)據(jù)位相對(duì)應(yīng)的譯碼方式或者BCD譯碼方式。ADC時(shí)鐘脈沖可以接受的頻率范圍為50～200kHz。它是一個(gè)10位的逐次逼近型ADC，與一個(gè)8通道的模擬多路復(fù)用器連接，能對(duì)來自端口A的8路單端輸入電壓進(jìn)行采樣。本設(shè)計(jì)主要采用了上電復(fù)位（開關(guān)機(jī)時(shí)）和看門狗復(fù)位（單片機(jī)故障時(shí)）。該課題所選擇的是外部時(shí)鐘（外部晶體振蕩器）。（1）AVR CPU 內(nèi)核AVR CPU 的主要任務(wù)是保證程序的正確執(zhí)行，它能夠訪問存儲(chǔ)器、執(zhí)行運(yùn)算、控制外設(shè)以及處理中斷。AVCC——端口A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源。如圖31所示，端口A（PA0PA7）做為A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，亦可作為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 AVR單片機(jī)ATmega16AVR 單片機(jī)是ATMEL公司推出的精簡指令集單片機(jī)系列，它內(nèi)核具有豐富的指令集和32個(gè)通用工作寄存器。三相模擬信號(hào)的預(yù)處理（包括整流，電平匹配）用自搭電路的形式完成。軟件部分主要采用分層和功能模塊化設(shè)計(jì)，第一層是基礎(chǔ)層包括：繼電器、鍵盤、顯示、A/D以及硬件濾波等；第二層主要是中斷，包括外部中斷和定時(shí)中斷，前者用于鍵盤功能模塊，后者用于計(jì)時(shí)、啟動(dòng)和保護(hù)；第三層是保護(hù)算法用于實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能（過流、過壓、過載、堵轉(zhuǎn)、斷相、三相不平衡等）。 論文結(jié)構(gòu)和說明本篇論文共分五章：第一章介紹了本課題的背景,引出了智能啟動(dòng)器的研究與開發(fā)；第二章介紹了本次設(shè)計(jì)的總體方案；第三章重點(diǎn)介紹了本設(shè)計(jì)中硬件部分的模塊化設(shè)計(jì)以及PCB板的繪制過程；第四章主要介紹了系統(tǒng)軟件部分的程序設(shè)計(jì)方案，軟件功能模塊等，第五章則是對(duì)本次設(shè)計(jì)的總結(jié)及其今后的展望。不僅實(shí)現(xiàn)了控制的簡單模塊化而且節(jié)約了控制芯片的內(nèi)部資源。但往往價(jià)格頗高，大型企業(yè)還是一如既往地選擇國外進(jìn)口產(chǎn)品，真正屬于中低檔用戶的產(chǎn)品還是不多。而且人們的日常生活如交通、運(yùn)輸也已離不開電動(dòng)機(jī)。近年來電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)保護(hù)裝置開始向智能化、微機(jī)化、數(shù)字化方向發(fā)展，但目前對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段的保護(hù)比較單一，一般都采用啟動(dòng)定時(shí)限保護(hù)。智能啟動(dòng)器的設(shè)計(jì)分為模擬信號(hào)的采集，信號(hào)的分析處理和鍵盤顯示三部分。硬件部分采用的高速的AVR ATmega16單片機(jī)進(jìn)行全局控制；人機(jī)界面則運(yùn)用了CH447L讀寫顯示芯片專門用于控制數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)和鍵盤的掃描，真正實(shí)現(xiàn)了模塊化控制；模擬電路部分用來對(duì)輸入的電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理（整流、濾波），實(shí)現(xiàn)交流到直流的轉(zhuǎn)換，當(dāng)然這時(shí)的直流還會(huì)有許多紋波，不是真正意義上的直流，所以還要經(jīng)過軟件部分的數(shù)字濾波才能消除部分紋波，減少誤差。在本設(shè)計(jì)中，我軟硬件結(jié)合，相互交叉進(jìn)行，使得自己在軟硬件方面都得到了很好的學(xué)習(xí)和提高。 芯片選型及相關(guān)介紹本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為應(yīng)用核心，通過單片機(jī)控制各種外圍芯片及電路。另外它的程序存儲(chǔ)器是片內(nèi)Flash，可以修改上千次，對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)以及升級(jí)都十分方便。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口A也處于高阻狀態(tài)。XTAL1——反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端。此外，ATmega16 還有EEPROM存儲(chǔ)器用來保存數(shù)據(jù)。這種模式適合于噪聲環(huán)境，而且這種模式的頻率范圍比較寬。 （6）計(jì)數(shù)器本設(shè)計(jì)只需采用一個(gè)定時(shí)中斷計(jì)數(shù)器即T1，并采用了快速PWM模式。AVCC與VCC之間的偏差不能超過177。ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束后（ADIF=1），轉(zhuǎn)換結(jié)果被放入ADC結(jié)果寄存器（ADCL,ADCH）。各數(shù)碼管的數(shù)字獨(dú)立閃爍控制，可選快慢兩種閃爍速度。提供按鍵釋放標(biāo)志位，可供查詢按鍵按下與釋放。電壓部分和電流部分原理一樣，不同之處在于電壓部分是經(jīng)過電壓互感器（變壓）后在進(jìn)行整流、濾波處理。 圖37 三繼電器的驅(qū)動(dòng)電路如圖37所示繼電器的驅(qū)動(dòng)電壓為12V，采用三極管的目的是為了放大電流信號(hào)以驅(qū)動(dòng)繼電器。由圖310可知單片機(jī)通過串行接口控制CH447L芯片，CH447L的數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)與鍵盤掃描控制之間相互獨(dú)立，單片機(jī)可以通過操作命令分別啟用、關(guān)閉、設(shè)定這兩個(gè)功能。通過設(shè)定，CH447L還可以工作于BCD譯碼方式，該方式主要應(yīng)用于數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)只要給出二進(jìn)制數(shù)BCD碼，由CH447L將其譯碼后直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)的字符。CH447L不支持組合鍵，也就是說，同一時(shí)刻，不能有兩個(gè)或者更多的鍵被按下；如果多個(gè)鍵同時(shí)按下，那么按鍵代碼較小的按鍵優(yōu)先。CH447L內(nèi)部具有12位移位寄存器，在DCLK的上升沿，DIN上的位數(shù)據(jù)被移入移位寄存器的最高位寄存器，按此原理CH447L允許DCLK引腳的串行時(shí)鐘頻率高達(dá)10MHz，從而可以實(shí)現(xiàn)高速串行輸入輸出。由于CH447L驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管或者LED的電流較大，會(huì)在電源上產(chǎn)生較大的毛刺電壓，如果電源線或者地線的布線不合理，會(huì)影響單片機(jī)或者CH447L的穩(wěn)定性，應(yīng)使用較粗的電源線和地線，在靠近CH447L在正負(fù)電源之間并聯(lián)電源退耦電容。配置為SPI主機(jī)時(shí)，SPI接口不自動(dòng)控制SS引腳，對(duì)SPI數(shù)據(jù)寄存器寫入數(shù)據(jù)時(shí)啟動(dòng)SPI時(shí)鐘，將8比特的數(shù)據(jù)移入從機(jī)。否則會(huì)丟失數(shù)據(jù)。圖320 原理圖圖320為本次設(shè)計(jì)的原理圖，繪圖時(shí)分幾個(gè)單元來完成，為將整個(gè)硬件原理圖表示清楚，在此放入一張圖中供分析，單元圖放在附錄中。在PCB設(shè)計(jì)中，布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟，可以說前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的，在整個(gè)PCB中，以布線的設(shè)計(jì)過程限定最高，技巧最細(xì)、工作量最大。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)保證零件封裝無誤，這也生成PCB板圖的關(guān)鍵一步，不同的元件可共用同一零件封裝，同種元件也可有不同的零件封裝，在此對(duì)零件封裝做一小結(jié)：C1C4：[,] C6C9 :[,0805] C10C11:[,] C12：[] C13: [100u,]D1D2：[2LED,LED2] D3D10:[,] D11D15:[,]D16：[,] D17D18:[,] D19:[,]JP1：[SPI,IDC10] JP2:[JTAG,IDC10] JP3:[COMM,TEL4]JP4：[,SIP5] JP5:[,SIP154] JP6:[,SIP156] JP7:[,SIP4]JP8[,SIP3]K1K3：[,SRSB12] L1:[10uH,] Q1Q3:[PNP,9014]R1R26：[,0805] R27:[1K,0805] R28:[,0805]R29：[,] RP1:[46K,RES5]S1S8：[,BUT] S9:[,DIP4] U1:[ATMEGA16L,DIP40]U2：[] U3:[CH447,PDIP24]U4U6：[,DIP4] 本章小結(jié) 本章主要介紹了硬件部分的設(shè)計(jì)，在硬件電路設(shè)計(jì)中我們需要處理好控制系統(tǒng)，輸入輸出接口，繼電器驅(qū)動(dòng)，鍵盤顯示以及抗干擾等一些設(shè)計(jì)。具體方案如下：(1)首先進(jìn)行程序初始化，包括ATmega16設(shè)置、數(shù)碼管設(shè)置、從EEPROM中讀初始值：額定電流、啟動(dòng)時(shí)間和保護(hù)時(shí)間。（3）便于合作開發(fā)，可以把系統(tǒng)分成幾個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)之間很少聯(lián)系。AVR Studio可以在ATMEL公司的官方網(wǎng)站上免費(fèi)得到?？焖倥判蜃映绦蛭也捎昧薈語言中比較經(jīng)典的冒泡算法，分別對(duì)六組32個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行從小到大排序。a[i]=a[i+1]。本設(shè)計(jì)采用了動(dòng)態(tài)顯示，運(yùn)用CH447芯片進(jìn)行讀寫顯示。表明進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。完整的中斷處理過程包括中斷請(qǐng)求，中斷響應(yīng)，中斷處理和中斷返回。包括：過電流，過電壓，斷相，三相不平衡，堵轉(zhuǎn)保護(hù)。實(shí)現(xiàn)低成本多功能的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。隨著科技的不斷提高，檢測元件地高度靈敏化。在控制系統(tǒng)的200V交流輸入線路上，串接一個(gè)磁環(huán)以減小導(dǎo)線的傳導(dǎo)干擾。 Charles Weir著，內(nèi)存受限系統(tǒng)之軟件開發(fā)之候捷、王飛、羅偉譯，華中科技大學(xué)出版社，200310．嚴(yán)蔚敏、吳偉民著，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言版），清華大學(xué)出版社11．佟長福著，AVR單片機(jī)GCC程序設(shè)計(jì)，北京航空航天大學(xué)出版社，200612．張軍著，AVR單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，中國電力出版社，200513．李寧，陳桂編著，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，高等教育出版社，200414．劉啟新，張麗華，祁增慧編著，中國電力出版社，2005致謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成,我要感謝我們的指導(dǎo)老師劉坤老師。最后，謹(jǐn)向百忙之中審閱論文和參加答辯的每一位老師表示由衷的謝意！附件材料45