【正文】 單片機對位選通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。第二步，行線輪流輸出低電平，從列線PA0PA3讀入數(shù)據(jù)，若有某一列為低電平，則對應(yīng)行線上有鍵按下。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動。本文采用的是BHL霍爾電流傳感器。如果式中的Φ、r、R都能保持為常數(shù)，則U與n之間呈線性關(guān)系。在設(shè)計中，通過對系統(tǒng)各大模塊的分析應(yīng)用，使自己的設(shè)計基本達到了設(shè)計要求。由于時間倉促，知識有限。為了寫好這一畢業(yè)設(shè)計，我查閱了很多的參考資料，參照了同類工程處理設(shè)計的成功經(jīng)驗，根據(jù)本設(shè)計的具體情況和要求，做出了符合實際要求的、能夠解決實際問題的設(shè)計。直流測速發(fā)電機的工作原理是基于電磁感應(yīng)定律，由電磁理論可知直流測速發(fā)電機的感應(yīng)電動勢E與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系：式中 C —— 與發(fā)電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)；Φ —— 磁通。手動壓合SW1開關(guān)可使單片機復(fù)位。電容CC2的取值對振蕩器頻率輸出的穩(wěn)定性、大小及振蕩電路起振速度有少許影響。采用外部時鐘電路，輸入外部時鐘脈沖19XTAL1接外部晶體和微調(diào)電容另一端。與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80C51指令集相兼容，DIP40封裝。額定電流不小于96A的電抗器并聯(lián)。 IGBT的開關(guān)速度低于MOSFET，但明顯高于GTR。IGBT 處于導(dǎo)通態(tài)時，由于它的PNP 晶體管為寬基區(qū)晶體管，所以其B 值極低。常溫的規(guī)定為5～35℃ ，常濕的規(guī)定在45～75％左右。特別是用作高頻開關(guān)時，由于開關(guān)損耗增大，發(fā)熱加劇，選用時應(yīng)該降等使用。（3）其輸出限幅用于限制最大電流。不管那種方法的變化范圍均為01，因而電樞電壓的平均值U 的調(diào)節(jié)范圍為0U ，均為正值，即電動機只能在某一方向調(diào)速。綜上所述，本系統(tǒng)用直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器第三章 控制原理分析 電動機調(diào)速原理直流電機穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 n 的表達式為：n= （）式中U 電樞端電壓(V)I 電樞電流(A) 電樞電路總電阻()每極磁通量(Wb)C與電動機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)由式21可知，直流電機穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 n 的控制方法可氛圍兩類，即勵磁控制法與電樞電壓控制法。根據(jù)本此設(shè)計的技術(shù)要求和特點選直流斬波器和脈寬調(diào)制交換器系統(tǒng)。一種使用板簧的彈簧托架。它相當(dāng)于鐵路運輸中的電氣機車頭，牽引著由礦車或人車組成的列車在軌道上行走，完成對煤炭、矸石、材料、設(shè)備、人員的運送的電機車稱為礦用電機車。湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）湖 南 科 技 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計（ 論 文 ）題目基于單片機的礦用電機車調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計（硬件）作者學(xué)院專業(yè)學(xué)號指導(dǎo)教師湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 瀟 湘 學(xué)院 電氣 系（教研室）系（教研室）主任: （簽名） 年 月 日學(xué)生姓名: 胡智光 學(xué)號: 0554010409 專業(yè): 電氣工程及其自動化 1 設(shè)計（論文）題目及專題： 基于單片機的礦用電機車的調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(硬件) 2 學(xué)生設(shè)計（論文）時間：自 2009年2月 16 日開始至 2009 年 6月 5 日止3 設(shè)計（論文）所用資源和參考資料：（1）單片機原理與應(yīng)用教程； （2）單片機原理與應(yīng)用 （3）電氣傳動技術(shù)手冊； （4）機電傳動與控制； （5）單片機實驗仿真； （6）礦用電機車電氣原理圖； 4 設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：第一章 緒論。　　礦用電機車由由機械部分和電氣部分組成。每個軸箱上座裝一付板簧，板簧用連桿與車架相連。在直流斬波器和脈寬調(diào)制交換器系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器給定電壓，即可移動觸發(fā)裝置GT輸出脈沖的相位，從而方便的改變整流器的輸出，瞬時電壓Ud。勵磁控制法控制磁通 ，其控制功率雖然較小，但低速時受到磁極飽和的限制，高速時受到換向火花和換向器結(jié)構(gòu)強度的限制；而且由于勵磁線圈電感較大，動態(tài)性能也較差。 橋式降壓斬波電路控制原理本文采用可逆調(diào)速，絕緣柵雙極型晶體管 VV,VV分別是同時導(dǎo)通關(guān)斷的，設(shè) V V 先導(dǎo)通T 秒后再同時關(guān)斷,間隔一定時間之后。第四章 系統(tǒng)主電路設(shè)計 主電路本設(shè)計整流電路由不可控的二極管三相橋式整流橋組成,采用功率晶體管GTR組成的直流PWM功率變換器。由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構(gòu)，IGBT的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實現(xiàn)電隔離。在冬天特別干燥的地區(qū)，需用加濕機加濕。盡管等效電路為達林頓結(jié)構(gòu)，但流過MOSFET 的電流成為IGBT 總電流的主要部分。IGBT在關(guān)斷時不需要負柵壓來減少關(guān)斷時間，但關(guān)斷時間隨柵極和發(fā)射極并聯(lián)電阻的增加而增加。（4）交流側(cè)阻容吸收電路參數(shù)計算 按照絕緣柵雙極型晶體管三相橋式整流電路直流側(cè)阻容吸收電路參數(shù)算式進行估算 （）三相整流橋中，所以得 （） （）其中，選 CZJ系列電容。片上的EPROM允許在線對程序存儲器重新編程，也可以用常規(guī)的非易揮發(fā)存儲芯片編程器編程。采用外部時鐘電路時，必須接地9RST/VPDRST是復(fù)位信號接入端，高電平有效。當(dāng)無按鍵閉合時PA0PA3與PC0PC3之間開路。CC2可在20pF100pF之間選擇，本設(shè)計的電容CC2都取30pF。一般，SW1閉合時間約為幾毫秒到幾十毫秒，能保證C5充分放電時能使R2有充分長時間處于高電平狀態(tài)使單片機復(fù)位?？梢姼袘?yīng)電動勢與轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)線性關(guān)系 。同時，通過此次畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)了我分析和解決設(shè)計實際問題的能力。感謝在大學(xué)學(xué)習(xí)期間與我一起度過的所有老師和同學(xué)們，這段難忘的時光是我一生的財富。本次完成的單片機控制PWM直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)通過單片機AT89C51產(chǎn)生PWM信號對礦用電機車的控制。根據(jù)圖可得，端電壓等于感應(yīng)電動勢減去它的內(nèi)阻r上的壓降，即 ()，整理后得 ()。過流信號一般采用霍爾電流傳感器檢測，或采用直流回路中串電阻的方法檢測。其主要功能是把PC初始化為000H，使單片機從000H單元開始執(zhí)行程序。判斷有無按鍵按下的方法是：第一步，置列線PA0PA3為輸入狀態(tài)，從行線PC0PC3輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。編程脈沖輸入端29程序存儲允許輸出信號端31/Vpp外部程序存儲器訪問允許信號。片內(nèi)有4KB可在線重復(fù)編程的快閃檫寫存儲器（Flash Memory）。VDVD2選用2CP1G，額定電流為25A，最高耐壓為1200V。IGBT導(dǎo)通時的飽和壓降比MOSFET低而和GTR接近，飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。 通態(tài)電流Ids 可用下式表示： Ids=(1+Bpnp)Imos 式中Imos ——流過MOSFET 的電流。 IGBT模塊由于具有多種優(yōu)良的特性，使它得到了快速的發(fā)展和普及，已應(yīng)用到電力電子的各方各面。因此因靜電而導(dǎo)致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一。主電路如圖33所示從圖中可以看出，380V電壓經(jīng)過六個二極管的全波整流，變?yōu)橹绷鳌?所示。設(shè)直流電源電壓為U，將電樞串聯(lián)成一個電阻R，接到電源 U，則穩(wěn)態(tài)電壓方程式為 U= U IR （）顯然，調(diào)節(jié)電阻R既可改變端電壓，達到調(diào)速的目的，但這種傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速方法，其效率太低，因此，隨著電力電子技術(shù)的進步，發(fā)展了很多新的電樞電壓控制方法，如：由交流電源供電，使用IGBT整流器進行相控調(diào)壓；使用硅整流器將交流點整流成直流電，再由PWM降壓斬波器進行斬波調(diào)壓等。考慮使電路簡單、經(jīng)濟且滿足性能要求，選擇IGBT三相全控橋交流器供電方案?！? 礦用電機車的齒輪傳動裝置有兩種型式：一種是單級開式齒輪傳動，另一種是兩級閉式齒輪減速箱。電氣部分包括：直流串激電動機、控制器、電阻箱、受電弓、空氣自動開關(guān)（架線式電機車）或隔爆插銷、蓄電池（蓄電池電機車）。再將硬件分成主電路和控制電路分別進行描述。所以選用單片機作為控制系統(tǒng)的核心以提高整個系統(tǒng)的可靠性和可行性。軌道不平時，輪對與車架的相對運動發(fā)生在軸箱的滑槽與車架的導(dǎo)軌之間，并依靠彈簧托架起緩沖作用。靜止可控整流器和直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓來移動觸發(fā)脈沖的相位，即可改變Ud，從而實現(xiàn)平滑調(diào)速，且控制作用快速性能好，提高系統(tǒng)動態(tài)性能。顯然靜特性優(yōu)于單閉環(huán)系統(tǒng)。(3) 定頻調(diào)寬法。轉(zhuǎn)速環(huán)的作用：（1）使轉(zhuǎn)速環(huán)n跟隨給定電壓Un變化，達到靜態(tài)無差。使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時，所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。因此對散熱風(fēng)扇應(yīng)定期進行檢查，一般在散熱片上靠近IGBT模塊的地方安裝有溫度感應(yīng)器，當(dāng)溫度過高時將報警或停止IGBT模塊工作。最高柵源電壓受最大漏極電流限制，其最佳值一般取為15V左右。因為MOSFET關(guān)斷后，PNP晶體管的存儲電荷難以迅速消除，造成漏極電流較長的尾部時間，td(off)為關(guān)斷延遲時間，trv為電壓Uds(f)的上升時間。另外脈寬調(diào)速系統(tǒng)的電動機減速或停車時，儲存在電動機和負載轉(zhuǎn)動部分的動能將由電容器吸收，所以電容量較大（一般容量在幾千瓦系統(tǒng)中，電容要幾千微法）這里選兩個2000的電容并聯(lián)使用，使總?cè)萘窟_到4000，電壓按大于2倍電壓選取。ATMEL公司生產(chǎn)的此型號單片機是一種低功耗、高性能的8位CMOS微處理器芯片。且有豐富的尋址命令集。一般由16個按鍵組成，在單片機中正好可以用一個P口實現(xiàn)16個按鍵功能，這也是在單片機系統(tǒng)中最常用的形式，4*4矩陣鍵盤的內(nèi)部電路如圖2所示。最常用的內(nèi)部時鐘方式是采用外部接晶振（在頻率穩(wěn)定性要求不高而希望盡可能廉價時，選擇