【正文】 K3DATAVCCGND12864_SI12864_SCK12Y1XTAL22pFC622pFC5channal2channal1channal3channal418B20VCCS1SWPB10KR10Res1C7104GNDRESETVCCGNDGNDAtmega8 復位電路燕山大學本科生畢 業(yè)設計（論文） 16 單片機自動復位電路的設計 MR1VCC2GND3PFI4PFO5WDI6RST7WDO8U2MAX813LVCCGNDchannal1channal0 圖 36 單片機自動復位電路 MAX813L 是美國 MAXIM 公司生產的微處理器專用監(jiān)控器，具有看門狗、電壓檢測和上電復位等功能，可提高 系統(tǒng)的可靠性和準確性。 DS18B20 是美國 DALLAS 半導體公司推出的第一片支持 “單總線 ”接口的溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易 與 微處理器連接等優(yōu)點，可以直接將溫度轉化為串行數字信號供處理器處理。液晶的體積第 3 章 系統(tǒng)電路的設計 19 小、功耗低、顯示操作簡單。 ⑵ 最高工作速率 2Mbps，高效 GFSK 調制，抗干擾能力強，特 別適合工業(yè)控制場合。故單片機與計算機通信時需要將 TTL 電平轉化成 232 電平。 C 語言庫函數豐富，運算速度快，具有良好的可移植性，而且可以實現直接對系統(tǒng)硬件的控制。 Atmega8 單片機的編譯環(huán)境 Atmega8 單片機的編譯環(huán)境有很多，比如 ICC、 GCC、 IAR 等，本次畢業(yè)設計應用到的軟件為 ICC。包括處理器電路的設計、電源電路的設計、過零檢測電路的設計、光耦合器觸發(fā)晶閘管電路的設計 、 溫度 監(jiān)控電路 的設計 、單片機自動復位電路 的設計 、無線信號收發(fā)電路 的設計 、單片機與 PC 機通信電路 設計等 內容 。當然對 3V 左右的單片機更加適用了。 燕山大學本科生畢 業(yè)設計（論文） 20 無線通信模塊的電路設計 2KR1 Res22KR2 Res22KR6Res22KR3Res22KR4 Res2GNDGNDDATACLK3 DR1CSCE PWR_UP1 23 45 67 89 1011 12P2Header 6X22KR5 Res2 圖 310 無線模塊接口電路的設計 為了實現對工業(yè)電磁制動器運 行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，決定采用 無線通信模塊 nrf24L01 將系統(tǒng)監(jiān)控部分采集到的信息傳輸到上位機或手持數據終端。 12318B20Header 3VCCGND18B20 4K7R?Res2 圖 37 溫度檢測電路 人機交互界面的設計 1234567891011121314151617181920JP1LCD12864GNDVCC12864_CS12864_SI12864_SCK12864_PSB12864_RET2KR7Res22KR8Res22KR9Res2GNDVCCVCC 圖 38 LCM12864 顯示電路原理圖 人機交互界面主要由按鍵和液晶顯示器組成，按鍵用于輸入信息，液晶顯示器用于顯示信息。 如果程序出現 “跑飛 ”現象，程序將不能正常運行，這個定時發(fā)出的脈沖也得不到保障。 ⑼ 五種可以通過軟件進行選擇的省電模式 。電阻 1R 限制流過 MOC3041 輸出端的電流不要超過 1A。綜合穩(wěn)定性的考慮，決定采用 三端 正電源穩(wěn)壓芯片 LM7805。 ⑷ 與標準 MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產品引腳兼容 。當觸發(fā)角為 α 時，變壓器次級電壓和電流波形如圖 21 所示，對次級電流波形 2i 進行傅里葉分解，得 2 4 1 1(si n s i n 3 s i n 5 ... )35di I t t t? ? ??? ? ? ? (21) 基波電流有效值為： 21 224 2d dIII???? (22) 所以： 21222 ??? ? ? (23) 式中 ： 21I / 2I 為電流基波有效值同變壓器次級電流有效值之比，它表示了電流波形含高次諧波的程度，稱為畸變因數，用 ? 表示。為了保證觸發(fā)晶閘管可靠導通，要求觸發(fā)脈沖具有一定 寬度。因此，在 MOC3041 的輸出回路中加入電阻和電容組成的 RC 回路，降低電壓上升率 dtdv ， 使 dtdv 在允許的范圍內。與模擬方式相比，其控制精度高，但其主要缺點是穩(wěn)定性較差，在復雜的工業(yè)環(huán)境中，程序容易出現跑飛現象，因此采用可編程數字器件組成的控制電路需要充分考慮電磁兼容的問題，提高 可編程數字器件的 穩(wěn)定性。 通過實際調試總結了裝置存在的硬件原因，并提出了修改方案 ， 提出 了人機交互界面的設計方案，包括 LCM12864 液晶的控制、主從機通信的實現方案。并且更重要的是，制動器的工作電流大，儲存了較多的電磁能，斷電后銜鐵不能快速脫開制動，制動時間幾乎全部不合格。 控制系統(tǒng)是電磁制動器的核心，它的性能直接決定了電磁制動器的性燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 2 能。 using DS18B20 as temperature monitoring devices, to achieve a Abstract III temperature monitoring thyristor, thyristor due to high temperature to prevent burning。 本科畢業(yè)設計（論文） 工業(yè)電磁制動器控制方法的 研究 燕山大學畢業(yè)設計 (論文 )任務書 學院： 里仁 學院 系級教學單位：電力工程系 學 號 學生 姓名 專 業(yè) 班 級 09 電力 1 班 題 目 題目名稱 工業(yè)電磁制動器控制方法的研究 題目性質 ： 工程設計 （ √ ）；工程技術實驗研究型 （ ）； 理論研究型 （ ）；計算機軟件型 （ ）；綜合型 （ ）。 uses wireless module 24L01 information to the control system for remote wireless transmission, can achieve remote wireless monitoring 。其 主要作用是產生控制信號，并以電流或者電壓的形式作用的電磁線圈上， 從而實現對電磁制動器的控制。為縮短制動時間，有的設計在回路中串入交流接觸器的常開觸點，即所說的較快制動接 法。提出了信息無線傳輸的設計方案，利用 無線通信模塊 24L01 將工業(yè)電磁制動器的運行狀態(tài)信息實時反饋到主控室，大大方便了用戶操作。 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 6 考慮到模擬和數字電路各自的優(yōu)缺點， 為了調試系統(tǒng)方便 ，得到較高的控制精度， 本次 畢業(yè) 設計決定采用可編程數字器件組成控制電路，即采用單片機作為主控芯片，通過調節(jié)晶閘管導通時刻的相位來達到控制 晶閘管 輸出 電流大小 的目的。按照 MOC3041 的技術指標，允許最大電壓上升率 dtdv =10V/us。一般晶閘管導通時間為 6us，故觸發(fā)脈沖的寬度應有 6us 以上，一般取 2050us。 ?u 2 t?i 2 i21I dO 圖 21 整流變壓器次級電壓和電流波形 諧波的抑制對策 1 LC 無源濾波器 利用 LC 電路串聯諧振特點抑制向電網注入的諧波電流。 ⑸ 片內置通用 8 位中央處理器和 FLASH 存儲單元 。 LM7805 是三端正電源穩(wěn)壓電路， 使用方便，電子 制作中經常采用， 它的封裝形式為 TO220,它有固定的電壓輸出，應用非常廣泛。 1R 的大小由下式計算 1 /ppR V I? ，式中 pV 為工作電壓的峰值， pI 為MOC3041 輸出端的最大的允許電流。 ⑽ 一個 SPI 串行端口 。當單片機超過 秒未向 MAX813L 的看門狗輸入端發(fā)脈沖信號， MAX813L 內部的定時器將會強制將 WDO 拉到低電平，這個低電平通過 MR 產生復位信號。液晶顯示器的主要原理是以電流刺激液晶分子產生點、線、面并配合背部燈管構成畫面。 nrf24L01 是一款工作在 世界通用 ISM 頻段的單片無線收發(fā)器芯片。硬件上面沒有 SPI 的單片機也可以控制本模塊，用普通單片機 IO 口模擬 SPI 不需要單片機真正的串口介入， 只需要普通的單片機 IO 口就可以了，當然用串口也可以。 第 4 章 系統(tǒng)程序的設計 23 第 4章 系統(tǒng)程序的設計 程序語言的選擇 本系統(tǒng)涉及的計算、處理工作很多。 ICCAVR 是 ATMEL 公司推薦的第三方 C 編譯器用于程序開發(fā)的 C 語言工具。系統(tǒng)軟件編程語言采用 C 語言， C 語言是一種結構化程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具有匯編語言的功能。 單片機與 PC機通信 電路 圖 311 單片機與 PC 機通信電路 單片機通信使用的電平為 TTL 電平即高電平 1 為 3V～ 5V，低電平 0為 0V 而與計算機通信時的電平為 232 電平即高電平 1 為 3V～ 25V,低電平0 為 3V～ 25V。其主要特點如下： ⑴ 全球開放 ISM 頻段免許可證使用 。本次畢業(yè)設計用到的是 12864 液晶， 12864 的意思是由 128 列、 32 行組成，即共有 128*32 個點來顯示各種圖形，可以通過程序控制這些點中的任一個點顯示或不顯示。 晶閘管溫度 監(jiān)測 電路的設計 晶閘管屬于功率器件 ， 當有較 大的電流流過的時候，芯片會產生一定的熱量，當流過的電流過大時芯片會發(fā)熱嚴重，這時候就需要采取一定的措施， 防止 芯片因溫度過高 而燒毀。其原理與 At89S52 類似，因此這里就不在詳細敘述。因此，在MOC3041 的輸出回路中加入 2R 和 1C 組成的 RC 回路，降低電壓上升率dtdv ，使 dtdv 在允許的范圍內。如果能夠提供足夠的散熱片，它就能夠提供大于 的輸出電流。 ⑺ 三級加密程序存儲器 。將諧振點調整至某特征諧波頻率，即可濾去某一高次諧波。 由于脈沖變壓器的體積較大，價格較貴，控制復雜，從經濟性和實用性的角度考慮決定采用光耦器件 MOC3041 作為晶閘管的觸發(fā)元件。在實際應用中 ，太大的電壓上升率，對于雙向晶閘管是不允許的，所以在控制功率較大的使用場合，雙向晶閘管需要加電阻電容串聯的 RC 回路。 晶閘管型號的選擇 根據實際測量數據得到工業(yè)電磁制動器的阻抗約為 ，其供電電源采用 220V 交流電，因此器件大約要經受住 40A 電流。 介紹了 PCB制作軟件 Altium Designer，用 Altium Designer 軟件繪制出控制電路和信號電路的原理圖、 PCB 圖，并用熱轉印的方法制作出了實物硬件電 路，經過測試，電路運行狀態(tài)良好。讓用戶用交流接觸器的輔助觸點是很難勝任的，其后果是燒壞觸點等線路故障經常發(fā)生，同時開合時的過電壓也容易擊穿整流元器件和勵磁線圈。為了確保電磁制動器迅速打開，吸合階段的大電流持續(xù)的時間一定要足夠長；但時間也不能過長，因為在通過大電流的時候電磁線圈的溫度會很快的升高，如果時間過長，電磁線圈很容易燒毀，所以這個時間要精確控制；在吸持階段，電磁線圈只 需要一個比較小的電流就可以維持吸合的狀態(tài)，如果維持電流過大，不僅浪費電能，而且電磁鐵的溫度會一直比較高，影響設備的使用壽命。 thyristors。 題目類型 （ √ ） （ ） 題目來源 科研 課題 （ ） 生產實際 （ ） 自選 題目 （ √ ） 主 要 內 容 1. 了解電磁制動器的相關應用背景及意義； 2. 學習掌握電磁制動器控制系統(tǒng)的工作原理； 3. 在工程實際基礎上研究設計電磁制動器控制系統(tǒng)； 4. 通過 Multisim 軟件對設計進行仿真分析，驗證可行性。 mechanical work: lathes, milling machines, automatic CNC bed, special etc.。液壓制動器存在制動器打開動作緩慢、液壓包漏油，液壓系統(tǒng)溫升較大等問題，影響著作業(yè)效率的進一步提升和設備完好率。其中一些電磁制動勵磁線圈工作在不變