【正文】 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)， uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的 集成開發(fā)環(huán)境 （ IDE） ，可以完成編輯、 編譯 、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。它的全名是 “數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通訊設(shè)燕山大學(xué)本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 備之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ”。 ⑻ 標(biāo)準(zhǔn) DIP 間距接口，便于嵌入式應(yīng)用 。 7 腳至 14 腳為 8 個(gè)數(shù)據(jù)端口?！?。在 MAX813L中，可以利用 MR 接到看門狗定時(shí)器的輸出脈沖端來產(chǎn)生復(fù)位脈沖，因此只要將 MR 和 WDO 簡單的接在一起即可。 ⑶ 1K 字節(jié) SRAM， 32 個(gè)通用 I/O 口線，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 FLASH 存儲(chǔ)單元。 電阻 R4 用來限制流過光電耦和器 U4 的電 流，防止 流過 光 電 耦合器U4 的電流 過大而 使光耦合器 燒毀。 在單片機(jī)的 VCC 與 GND 上加上一個(gè)濾波電容，這樣做的原因是為了最大限度減少電源對單片機(jī)的干擾。確定了所使用晶閘管的型號。 3 功率因數(shù)公害： 按照定義，功率因數(shù)是變流裝置電網(wǎng)側(cè)有功功率與視在功率之比。 脈沖變壓器在傳送脈沖信號時(shí)，脈沖波形不應(yīng)發(fā)生畸變，因此對于傳送一定寬度矩形脈沖的脈沖變壓器，在矩形脈沖電壓作用期間，鐵心不能飽和。 因此決定采用 MOC3041 作為觸發(fā)器件。 工業(yè)電磁制動(dòng)器控制方案的 選擇 工業(yè)電磁制動(dòng)器的控制規(guī)律是 高電壓或大電流啟動(dòng)，低電壓或小電流維持。保護(hù)、監(jiān)測和控制逐步達(dá)到自動(dòng)化，對于工業(yè)電磁制動(dòng)器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行是十分重要的，且其重要性和作用正逐漸增大。 制動(dòng)器在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械，礦山機(jī)械、港口設(shè)備、建筑機(jī)械及各種自動(dòng)化設(shè)備中，是大型可移動(dòng)設(shè)備不可缺少的組成部分。 而隨著科技的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，運(yùn)輸散裝物料的火車的卸載不再是過去人工一鍬一鍬地將散裝 物料 從車廂里卸下，而是由專用的翻車機(jī)對車廂里的散裝物料進(jìn)行翻卸， 因而對翻車機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性越來越高。 本文 設(shè)計(jì) 了一種基于 AT89S52 單片機(jī)的 工業(yè)電磁制動(dòng)器的控制方法，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)電磁制動(dòng)器的數(shù)字化控制。 指導(dǎo)教師：盧志剛 職稱：教授 20xx 年 12 月 25 日 系級教學(xué)單位審批： 20xx 年 1 月 10 日 摘 要 I 摘 要 工業(yè) 電磁制動(dòng)器是一種將主動(dòng)側(cè)扭力傳達(dá)給被動(dòng)側(cè)的連接器 ， 可以據(jù)需要自由的結(jié)合 ， 切離或制動(dòng) ， 因使用電磁力來啟動(dòng) ， 稱之電磁制動(dòng)器 。 能夠適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展對生產(chǎn)制造過程的平穩(wěn)性、 安全 性、 可靠性等方面提出的要求，廣泛應(yīng)用 于 定位及要求急停的場合。因此，研究并設(shè)計(jì)先進(jìn)的電磁制動(dòng)器控制系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。其優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，能夠適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境，執(zhí)行速度快；其缺點(diǎn)是電路復(fù)雜，設(shè)計(jì)開發(fā)周期長 [1618]。為了方便用戶管理和操作，系統(tǒng)的人機(jī)交互界面要求簡潔實(shí)用，可以實(shí)時(shí)顯示控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。 晶閘管的 觸發(fā) 方案 通常有兩種，一種是 經(jīng)脈沖變壓器 觸發(fā)，一種是用光耦合器隔離觸發(fā)。脈沖變壓器在結(jié)構(gòu)上與普通變壓器相似，但其工作情況卻有很大區(qū)別。 電力 公害的分類： 1 諧波公害：會(huì)使電網(wǎng)供電電壓波形畸變，供電質(zhì)量降低，產(chǎn)生網(wǎng)側(cè)過電壓和過電流，使供用電系統(tǒng)的能量損耗增加，供用電設(shè)備的壽命縮短。 合理設(shè)置無功補(bǔ)償裝置中 的 電感 L 和電容 C，使其能在某次頻率產(chǎn)生諧振，從而濾除該頻率的諧波。 ⑾ 低功耗空閑和掉電模式 。 C C3 為陶瓷 電容，容值較小， 作用在于旁路頻率較高的波動(dòng)電壓。通過將 8 位 RISC CPU 與系統(tǒng)內(nèi)可編程的 Flash 集成在一個(gè)芯片內(nèi)使ATmega8 成為一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活而低成本的解決方案。 將 WDO 接到微處理器的非屏蔽中斷輸入端 NMI，當(dāng)電源電壓 Vcc 低于復(fù)位的門限電平時(shí)，無論看門狗計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值是否到， WDO 端都將被拉至低電平，產(chǎn)生非屏蔽中斷，同時(shí) RESET 信號也同時(shí)產(chǎn)生，因此，非屏蔽中斷將會(huì)被 RESET 信號所覆蓋。 ⑶ 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫。 4 腳 R/S（ CS）為數(shù)據(jù) /指令選擇端或串行操作的片選端，高電平為寫數(shù)據(jù)，低電平為寫指令。 ⑸ 內(nèi)置 天線，體積小巧 34mm X 17mm。 LED LED2 為信號指示燈， R4 R47 為限流電 阻。 At89S52 單片機(jī)的編譯環(huán)境 At89S52 單片機(jī)的編譯環(huán)境為 Keil 軟件， Keil C51 是 美國 Keil Software公司出品的 51 系列兼容 單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語 言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。目標(biāo)文件可由LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件 （ .ABS） 。 上位機(jī)軟件如圖 312 所示 。 如圖 310 所示，電源側(cè)接電壓 范圍為 至 之間，不能再這個(gè)區(qū)間之外，超過 將會(huì)燒毀模塊。 1 20 為 12864 的背光電源。 ⑻ 負(fù)壓特性。當(dāng)此腳的電壓低于 時(shí)，即電源電壓低于額定值時(shí)， PFO 將產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，可以用于向 CPU發(fā)出中斷，使 CPU 完成應(yīng)急處理。 ⑹ 10 位 6 路 (8 路為 TQFP 與 MLF 封裝 )ADC。 光耦合器觸發(fā)晶閘管電路的設(shè)計(jì) 在要求觸發(fā)脈沖較寬的晶閘管控制系統(tǒng)中，常用光耦合器組成晶閘管觸發(fā)電路。 電源電路的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中系統(tǒng)需要提供 5V 電源為單片機(jī)、 MOC304 P52LCM12864 等 器件 供電， 為了防止供電出現(xiàn)問題，決定直接取用市電作為供電電源，變壓器 TF 將 220V 交流電轉(zhuǎn)換為 9V 交流電，通過整流橋和電容進(jìn)行整流和濾波后再經(jīng)過穩(wěn)壓芯片 ,得到穩(wěn)定的 5V 電壓。其片上資源非常豐富： ⑴ 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器 。因?yàn)榘窗踩珮?biāo)準(zhǔn)規(guī)定，零線不能裝設(shè)保護(hù)裝置，所以可能使零線因過熱而損壞。 由于鐵磁材料具有磁滯和剩磁特性，在單向脈沖電壓 作用下，鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度 cB 是在剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度 rB 和未飽和時(shí)最大磁感應(yīng)強(qiáng)度 mB 之間變化。 當(dāng)負(fù)載為感性負(fù)載時(shí)，由于電壓上升率 dtdv 較大，有可能超出 MOC3041 允許的范圍。目前的控制方案有兩種：一種是采用模擬器件組成控制電路，另一種是采用可編程數(shù)字器件組成 的控制電路。 本論文的主要內(nèi)容 論文的主要內(nèi)容如下： 1 主要闡述工業(yè)電磁制動(dòng)器的 運(yùn)行 規(guī)律， 設(shè)計(jì)了 單片機(jī)對于晶閘管的控制方法，其中包括單片機(jī)過零檢測電路的實(shí)現(xiàn)、晶閘管的選型和 單片機(jī)控制 程序的編寫 。 電磁制動(dòng)器主要通過控制器發(fā)出的制動(dòng)信號以電流的形式通過電磁體，利用改變通入電磁體的電流來改變制動(dòng)器的制動(dòng)力。從國內(nèi)港口了解的情況看，由于定位車、推車機(jī)制動(dòng)器動(dòng)作頻繁，平均每個(gè)循環(huán)要?jiǎng)幼?4 次，因此定位車、推車機(jī)制動(dòng)器的選型問題一直困擾著各大港口生產(chǎn) [1012]。 關(guān)鍵詞 單片機(jī) ；晶閘管； 工業(yè)電磁制動(dòng)器 ； 無線通信 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract The electromagic brake is a torque transmitted to the driving side of the driven side connector that can be bined according to the free, cut off or braking, the use of electromagic force to start, known electromagic clutches, brakes, one kinds of modern industry ideal implementation of automation ponents, mainly from the mechanical transmission system to transmit power and control campaigns and so on. Compact structure, simple operation, sensitive response, long life, reliable, easy to implement remote control and so on. In terms of performance the main highlight: highspeed response, durability, large, easy maintenance and assembly, do not need to wear adjustment, action does, torque can be adjusted. Mainly used in metal processing machinery: such as rolling machine, wire drawing machine, punching machines, welding machines, impregnable line returned machine, cutting machine, pipe machine, winding machine, etc.。 基 本 要 求 1. 學(xué)習(xí)掌握電磁制動(dòng)器控制系統(tǒng)的工作原理； 2. 學(xué)習(xí)利用 Multisim 進(jìn)行仿真分析； 3. 設(shè)計(jì)說 明書一份，不少于 2 萬字，符合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范； 4. 遵守畢業(yè)設(shè)計(jì)紀(jì)律，按時(shí)參加答疑，獨(dú)立完成，培養(yǎng)基本工程實(shí)際能力。 industrial electromagic brakes。但是如果電流過小的話就有可能造成電磁吸力過小，吸合失敗，造成電磁制動(dòng)器的誤動(dòng)。 目前國內(nèi)外有很多學(xué)者對電磁制動(dòng)器的控制方法進(jìn)行了相關(guān)的研究，大致分為 四 個(gè)研究方向： 1 利用單片機(jī)等可編程器件做主控器件 ， 對晶閘管或 IGBT 進(jìn)行程序控制，通過靈活、精確地控制晶閘管的導(dǎo)通角或 IGBT 的占空比來調(diào)節(jié)電磁線圈中電流的大小，實(shí)現(xiàn)對電 磁制動(dòng)器的數(shù)字化控制。 第 2 章 系統(tǒng)方案的選擇與論證 5 第 2章 系統(tǒng)方案的選擇與論證 設(shè)計(jì)要求 產(chǎn)品 應(yīng)用于 工業(yè)控制場合，要求具有較高的穩(wěn)定性，因此在選用器件時(shí)要注意預(yù)留一定的余量。為了減小晶閘管產(chǎn)生的電流諧波問題，決定采用雙向晶閘管，根據(jù)仔細(xì)分析比較決定采用BTA40600B， 其中 BT 的含義是雙向可控硅系列， A 的含義是絕緣， 40 的含義是可流過的最大電流為 40A， 600 的 含義是耐受電壓為 600V， B 的含義是觸發(fā)電流 50mA， BTA40 適用于通用交流電源，可以很好的對抗沖擊電流， 器件溫度范圍為 40~+150℃ ，封裝類型為 TOP3，可以加裝散熱片。 2 使用脈沖變壓器的觸發(fā)方案 脈沖變壓器觸發(fā)方式可以減少晶閘管門極的功耗以及觸發(fā)信號放大電路的功耗。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 電力公害的 產(chǎn)生 原因 及其抑制方法 電力公害的產(chǎn)生原因及其分類 電力電子裝置如整流器、逆變器和斬波器等對于電網(wǎng)來說屬于非線性負(fù)載，它產(chǎn)生的有害高次諧波電流 “注入 ”電網(wǎng)，造成電網(wǎng) 的 嚴(yán)重污染。 LC 無源濾波器如圖 22 所示，圖中包含有 5 次諧波濾波器， 7 次諧波濾波器， 11 次諧波濾波器。 ⑻ 32 個(gè)可編程 I/O 口線 。具有熱過載保護(hù)，短路保護(hù)，輸出晶體管安全工作區(qū)保護(hù) 等保護(hù)措施。 圖 34 光耦合器觸發(fā)晶閘管電路 系統(tǒng)監(jiān)控電路及其信號部分的設(shè)計(jì) 監(jiān)控及其信號部分微處理器電路的設(shè)計(jì) 在工業(yè)產(chǎn)品中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性尤為重要，因此需要設(shè)計(jì)系統(tǒng)監(jiān)控與信號部分，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，在故障發(fā)生后，第一時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)，以求最大限度的減少故障所帶來的損失。 (RESET) PC61PD0 (RXD)2PD1 (TXD)3PD2 (INT0)4PD3 (INT1)5PD4 (XCK/T0)6VCC7GND8PB6 (XTAL1/TOSC1)9PB7 (XTAL2/TOSC2)10PD5 (T1)11PD6 (AIN0)12PD7 (AIN1)13PB0 (ICP)14PB1 (OC1A)15PB2 (SS/OC1B)16PB3 (MOSI/OC2)17PB4 (MISO)18PB5 (SCK)19AVCC20AREF21GND22(ADC0) PC023(ADC1) PC124(ADC2) PC225(ADC3) PC326(ADC4/SDA) PC427(ADC5/SCL) PC528U3ATMEGA8_DIP28MOSIMISORESETSCKCECS PWR_UPDR1CL