【正文】 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(yǔ)言版），清華大學(xué)出版社11．佟長(zhǎng)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(guó)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(guó)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。隨著科技的不斷提高，檢測(cè)元件地高度靈敏化。包括：過(guò)電流，過(guò)電壓，斷相，三相不平衡，堵轉(zhuǎn)保護(hù)。表明進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。a[i]=a[i+1]。AVR Studio可以在ATMEL公司的官方網(wǎng)站上免費(fèi)得到。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。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(shuō)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(guò)程限定最高，技巧最細(xì)、工作量最大。否則會(huì)丟失數(shù)據(jù)。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。CH447L不支持組合鍵，也就是說(shuō)，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。由圖310可知單片機(jī)通過(guò)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(guò)操作命令分別啟用、關(guān)閉、設(shè)定這兩個(gè)功能。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(guò)電壓互感器（變壓）后在進(jìn)行整流、濾波處理。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。AVCC與VCC之間的偏差不能超過(guò)177。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。XTAL1——反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端。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。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。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)。不僅實(shí)現(xiàn)了控制的簡(jiǎn)單模塊化而且節(jié)約了控制芯片的內(nèi)部資源。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(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載、堵轉(zhuǎn)、斷相、三相不平衡等）。 AVR單片機(jī)ATmega16AVR 單片機(jī)是ATMEL公司推出的精簡(jiǎn)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。AVCC——端口A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源。該課題所選擇的是外部時(shí)鐘（外部晶體振蕩器）。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(lái)自端口A的8路單端輸入電壓進(jìn)行采樣?？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。 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。它可通過(guò)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)。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。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。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)。 PCB板的生成原理圖繪制完后進(jìn)行電器檢查（ERC）。層次化使結(jié)構(gòu)清晰，三層采用調(diào)用關(guān)系，一層比一層高級(jí)。Make用Make file告訴它做什么，如何做。j++) { for(i=0。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(jiàn)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(lái)實(shí)現(xiàn)。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。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)。在交流接觸器的觸點(diǎn)端接三相滅弧器。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。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。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。按下“確定”鍵存儲(chǔ)設(shè)置值。有兩種工作方式分別為：查詢方式和中斷方式。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。(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。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。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。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(guò)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。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。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。 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。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。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)。 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。VCC ——數(shù)字電路的電源。另外片內(nèi)ISP Flash 允許程序存儲(chǔ)器通過(guò)ISP串行接口，或者通用編程器進(jìn)行編程，也可以通過(guò)運(yùn)行于AVR內(nèi)核之中的引導(dǎo)程序進(jìn)行編程。每一個(gè)方案都有其優(yōu)缺點(diǎn)，由于以前沒(méi)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(lái)說(shuō)這也是第一次嘗試，我希望自己能夠盡力去做好。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。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)。因此我們選擇了運(yùn)用三個(gè)電磁繼電器切換的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)階段與運(yùn)行階段的分別保護(hù)。而減壓?jiǎn)?dòng)和保護(hù)部分分別用三個(gè)繼電器的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。電信號(hào)經(jīng)過(guò)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(guò)分析處理。RESET——復(fù)位輸入引腳。另外16K字節(jié)的在線編程Flash，用于存放程序指令代碼。CPU只能間接訪問(wèn)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。 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(guò)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)。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。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(lái)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。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(guò)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。CH447L只在LOAD的上升沿加載命令數(shù)據(jù)并處理，單片機(jī)不能將LOAD信號(hào)線用于其它用途，但是DIN和DCLK可以用于其它用途。配置為從機(jī)時(shí)，只要SS為高，SPI接口將一直保持睡眠狀態(tài)，此時(shí)可以通過(guò)軟件更新SPI數(shù)據(jù)寄存器SPDR的內(nèi)容。2．元件跑到圖紙界外：沒(méi)有在元件庫(kù)圖表紙中心創(chuàng)建元件。在這一部分的設(shè)計(jì)中真正讓我體會(huì)到實(shí)踐的樂(lè)趣。我所采用的編譯器是AVRGCC，它不是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，僅僅是一個(gè)C編譯器，與其他編譯器相比，AVRGCC有一個(gè)很突出的優(yōu)勢(shì)——是完全自由軟件。 unsigned int temp。程序分LED顯示和指示燈顯