【正文】 。 34 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 致謝 在即將畢業(yè)之際，畢業(yè)設(shè)計已近尾聲，我想借此機(jī)會對關(guān)心支持我的所有人表示感謝！ 我在畢業(yè)設(shè)計期間，得到導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，為我營造了一種良好的學(xué)習(xí)氛圍。在某些公式運(yùn)算上，它比現(xiàn)行家用計算機(jī)的最快的 CPU 還要快。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。 PSEN 外部程序存儲器讀選通信號：在讀外部 ROM 時 PSEN 低電平有效，以實現(xiàn)外部 ROM 單元的讀操作。 在介紹這四個 I/O 口時提到了一個 “上拉電阻 ”那么上拉電阻又是一個什么呢？他起什么作用呢？當(dāng)作為輸入時，上拉電阻將其電位拉高，若輸入為低電平則可提供電流源；所以如果 P0 口如果作為輸入時，處在高阻抗?fàn)顟B(tài)，只有外接一個上拉電阻才能有效。 l ~ P1 口 8 位雙向口線（在引腳的 1~8 號端子）。 （ 4） BL51 鏈接器 /定位器：組合有 CX51 和 AX51 產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)模塊，生成絕對目標(biāo)模塊。使用單片機(jī)模式， KEIL 是最好的選擇 （ 6） Intermetrics：使用起來比較困難，要由可執(zhí)行的宏語句控制編譯、匯編和鏈接，且選項很多。 C 語言可以進(jìn)行許多機(jī)器級函數(shù)控制而不用匯編語言。例如，假設(shè)供電電源為 9V，占空比為 10%，則對應(yīng)的是一個幅度為 的模擬信號。 PWM 信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有 (ON)，要么完全無 (OFF)。我們在 設(shè)計程序 時可以 利 用 EOC 信號 來通知 單片機(jī) （ 查詢法 或中 斷法 ） 讀 入 已 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)， 也 可以在 啟動 AD0809 后經(jīng)適 當(dāng) 的 延 時 再讀 入 已 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。 （ 2） ． 初始 化 時， 使 ST 和 OE 信號 全 為 低 電 平 。 EOC 為 轉(zhuǎn)換 結(jié)束 信號 。 圖 39 AD0809內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2. AD0809 的工作原理 IN0－ IN7： 8 條 模擬量 輸入 通 道 ADC0809 對輸入 模擬量 要求：信號 單 極性 ，電 壓范圍是 0－ 5V， 若信號太小 ，必須 進(jìn)行放 大 ；輸入 的模擬量在轉(zhuǎn)換過 程 中 應(yīng)該保持 不 變 ， 如若 模擬量 變化太快 ，則需 在 輸入前增加 采樣 保持 電路。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。它由電源變壓器 B，橋式整流電路 D1～ D4，濾波電容 C C3，防止自激電容 C C3 和一只固定式三端穩(wěn)壓器 (7805)極為簡捷方便地搭成的。 定時輸出占空比與頻率相對應(yīng)的 PWM 調(diào)制信號，通過二極運(yùn)算放大電路后，在LM358 的第 7 引腳輸出與頻率相對應(yīng)的電壓信號。 本系統(tǒng)以 8951 單片機(jī)為核心，它有 4KEPROM,所以不用外擴(kuò) EPROM,這樣可以利用 P0、 P2 口作為輸入、輸出 I/O 口，簡化了硬件結(jié)構(gòu)。接著介紹了水泵工況調(diào)節(jié)的幾種常用方法。在常規(guī)供水系統(tǒng)中，采用閥門控制流量，需要減少流量時關(guān)小閥門，管路性能曲線有 R1變?yōu)? A 點(diǎn)移到 D 點(diǎn)，揚(yáng)程從 H0 上升到 H1，流量從 Q0 減少到 Q1。 目前水泵電機(jī)絕大部分是三相交流異步電動機(jī)，根據(jù)交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性，電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 為： n=120(1s)/p （ ） 式中 s 為電機(jī)的滑差（ s=）， p 為電機(jī)極對數(shù)， f 為定子供電頻率。而管路的特性曲線將向上平移到 A1，兩線交點(diǎn) e 即為此時的工況點(diǎn)，這樣，在水量減少到 Q1 時，將導(dǎo)致管網(wǎng)不利點(diǎn)水壓升高到 H0﹥ H1，則 H1 即為水泵的能量浪費(fèi)。即通過改變電動機(jī)定子電源效率來改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速可以相應(yīng)的改變水泵轉(zhuǎn)速及工況，使其流量與揚(yáng)程適應(yīng)管網(wǎng)用水量的變化，保持管網(wǎng)最不利點(diǎn)壓力恒定，達(dá)到節(jié)能效果。從而實現(xiàn) 1水泵由變頻切換至工頻電網(wǎng)運(yùn)行， 2水泵接入變頻器并啟動運(yùn)行，在系統(tǒng)調(diào)節(jié)下變頻器輸出頻率不斷增加，直到管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值（ Pi＜ P＜ Pm）為止。 第二章 變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)的工作原理 7 圖 22 單片機(jī)的變頻恒壓調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)工作過程 根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的實際狀況，白天一般只需開動一臺水泵，就能滿足生產(chǎn)生活需要，小機(jī)工頻運(yùn)行作恒速泵使用，大機(jī)變頻運(yùn)行作變量泵；晚上用水低峰時，只需開動一臺大機(jī)就能滿足供水需要，因此可以采用一大一小搭配進(jìn)行設(shè)計，即把 1水泵電機(jī)（ 160KW）和 2水泵電機(jī)（ 220KW）為一組，自動控制系統(tǒng)可以根據(jù)運(yùn)行時間的長短來調(diào)整選擇不同的機(jī)組運(yùn)行。 6 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 第二章 變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)的工作原理 在變頻調(diào)速供水系統(tǒng)中，是通過變頻調(diào)速來改變水泵的轉(zhuǎn)速從而改變水泵工作點(diǎn)來達(dá)到調(diào)節(jié)供水流量的目的。對于水泵電機(jī)，加減速時間的選擇在 ~20 秒之間。在管網(wǎng)用水量減少到單臺主泵流量約 1/6~1/8 時，系統(tǒng)自動停止主泵，啟動小功率休眠泵工作，保證系統(tǒng)小流量供水，解決小流量甚至零流量供水時大量電能的浪費(fèi)問題，從運(yùn)行控制上進(jìn)一步節(jié)能。 長期以來區(qū)域的供水系統(tǒng)都是由市政管網(wǎng)經(jīng)過二次加壓和水塔或天而水池來滿足用戶對供水壓力的要求。 ，冷卻水循環(huán)，熱力網(wǎng)水循環(huán)，鍋爐補(bǔ)水等。 傳統(tǒng)定壓方式的弊病 ，因與大氣連通容易引起管道腐蝕。 恒壓供水是指在供水管網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時，出口壓力保持不變的供水方式。摘要 I 摘要 建設(shè)節(jié)約型社會，合理開發(fā)、節(jié)約利用和有效保護(hù)水資源是一項艱巨任務(wù)。于是選擇一種符合各方面規(guī)范、安全又經(jīng)濟(jì)合理的供水方式，對我們供水系統(tǒng)設(shè)計帶來了新的挑戰(zhàn)。 ，可以實現(xiàn)五人職守，節(jié)約了人力物力。 恒壓供水設(shè)備的主要應(yīng)用場合 ，城鄉(xiāng)居民小區(qū)，企事業(yè)等生活用水。 目前交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)是一項業(yè)已廣泛應(yīng)用的技能技術(shù)，由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器的性能有了極 大的提高，它可以實現(xiàn)控制設(shè)備軟啟停，不僅可以降低設(shè)備故障率，還可以大幅縮減電耗，確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行。而且新型的變頻恒壓供水系統(tǒng)能自動控制一臺或多臺主泵和一臺休眠泵的運(yùn)行。為了變頻器不跳閘保護(hù)，現(xiàn)場使用當(dāng)中的許多變頻器加減速時間的設(shè)置過長，它所帶來的問題很容易被設(shè)備外表的正常覆蓋，但是變頻器達(dá) 不到最佳運(yùn)行狀態(tài)，所以現(xiàn)場使用時要根據(jù)所驅(qū)動的負(fù)載性質(zhì)不同，測試出負(fù)載的允許最短加減速時間，進(jìn)行設(shè)定。 (7)系統(tǒng)用變頻器進(jìn)行調(diào)速，用調(diào)節(jié)泵和固定泵的組合進(jìn)行恒壓供水，節(jié)能效果顯著，對每臺水泵進(jìn)行軟啟動，啟動電流可從零到電機(jī)額定電流，減少了啟動電流對電網(wǎng)的沖擊同時減少了啟動慣性對設(shè)備的大慣量的轉(zhuǎn)速沖擊，延長了設(shè)備的使用壽命。 8051 單片計算機(jī)在這里主要起壓力采集， PID 調(diào)節(jié)器計算、功能判斷處理、消防處理、邏輯切換、壓力顯示和聲光報警等作用。接著 KM3 得電， 2電機(jī)接至變頻器輸出端，接通變頻器 FWD 端，變頻器 BX 端斷開， 2電機(jī)開始軟啟動，運(yùn)行一段時間后， 8 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 開啟 2泵閥門， 2水泵電機(jī)工作在變頻狀態(tài)。 圖 23 1和 2機(jī)組工作過程流程圖 第二章 變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)的工作原理 9 變頻調(diào)速的基本調(diào)速調(diào)速原理 水泵機(jī)組應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)。在水量到達(dá) Q1 時，相應(yīng)的水泵特性趨向為 nx。另外，變頻器本身具有過電流、過電壓、失壓等多種保護(hù)功能，提高了系統(tǒng)的安全可靠性。當(dāng)上下水位確定后，管路所需要的水損失就等于上下水位差（即實際揚(yáng)程 H）加上管路損失 Hx=Hsj+Hs () 由式（ ）可以得到如圖所示的 HsQ 管路性能曲線 圖 25本泵工作點(diǎn)的確定 水泵變頻調(diào)速節(jié)能分析 水泵運(yùn)行工況點(diǎn) A 是水泵性能曲線 n1 和管道性能曲線 R1 的交點(diǎn)。 本章小結(jié) 本章從水泵理論和管網(wǎng)特性曲線分析入 手討論水泵工作點(diǎn)的確定方法。 圖 31 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 硬件總體說明 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框架圖如圖 31 所示。系統(tǒng) A/D 輸入采用 8 位 TLC0831 逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器， D/A 輸出采用了光耦離式 D/A 輸出，并采用 LM358 雙運(yùn)放組成 D/A 輸出及驅(qū)動電路。 16 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 圖 33 NE555內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 34 NE555定時電路及工作波形 第三章 變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)硬件設(shè)計 17 5V 單片機(jī) 供電電源電路 如圖 35 所示電路為輸出電壓 +5V、輸出電流 的穩(wěn)壓電源。 18 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 圖 36 共陰數(shù)碼管引腳圖 圖 37 數(shù)碼管封裝 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類 ① 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種示 方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，第三章 變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)硬件設(shè)計 19 但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。 三態(tài)輸出鎖 器 用 于 鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換 完 的數(shù) 字 量， 當(dāng) OE 端為高 電 平 時， 才 可以 從三態(tài)輸出鎖存 器 取走 轉(zhuǎn)換 完 的數(shù)據(jù)。 當(dāng) ST 上跳沿 時，所 有 內(nèi) 部 寄 存 器 清零 ； 下 跳沿 時， 開 始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 ； 在轉(zhuǎn)換 期間 ， ST 應(yīng)保持 低 電 平 。 3. ADC0809 應(yīng)用說明 （ 1） ． ADC0809 內(nèi) 部帶 有輸出鎖存 器，可以 與 AT89S51 單片機(jī)直接 相連 。這 要求 查詢 程序 待 EOC 無 效后 再 開 始查詢 ，轉(zhuǎn)換 完成后 ， EOC 輸出高 電 平 ， 再由 OE 變?yōu)楦?電 平 來 輸出 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進(jìn)行編碼。這三種 PWM 輸出編碼的分別是強(qiáng)度為滿度值的 10%、 50%和 90%的三種不同模擬信號值。 C 語言結(jié)構(gòu)是以括號 {}而不是以字和特殊符號表示的語言。它支持浮點(diǎn)或長整數(shù)、重入和遞推。 （ 3） AX51 宏匯編器：從 8051 匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)模塊。 引腳功能： MCS51 是標(biāo)準(zhǔn)的 40 引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳分布請參照 單片機(jī)引腳圖： l ~ P0 口 8 位雙向口線（在引腳的 39~32 號端子）。 有內(nèi)部 EPROM 的單片機(jī)芯片（例如 8751），為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，這些信號也是由信號引腳的形式提供的， 即：編程脈沖： 30 腳（ ALE/PROG） 編程電壓（ 25V）： 31 腳（ EA/Vpp） 接觸過工業(yè)設(shè)備的兄弟可能會看到有些印刷線路板上會有一個電池，這個電池是干什么用的呢？這就是單片機(jī)的備用電源，當(dāng)外接電源下降到下限值時，備用電源就會經(jīng)第二功能的方式由第 9 腳（即 RST/VPD）引入，以保護(hù)內(nèi)部 RAM 28 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 中的信息不會丟失。 PORG 為編程脈沖的輸入端：在 8051 單片機(jī)內(nèi)部有一個 4KB 或 8KB 的程序存儲器（ ROM）， ROM 的作用就是用來存放用戶需要執(zhí)行的程序的，那么我們是怎樣把編寫好的程序存入進(jìn)這個 ROM中的呢？實際上是通過編程脈沖輸入才能寫進(jìn)去的，這個脈沖的輸入端口就是 PROG。 XTAL1 和 XTAL2 外接晶振引腳。它是專門用來計算數(shù)字信號的。針對傳統(tǒng)控制模式的缺陷，提出了綜合考慮水壓和水量平衡的自適應(yīng)平衡調(diào)節(jié)方法，為該供水控制系統(tǒng)的設(shè)計提供