【文章內(nèi)容簡介】 20ms 后 到 到 共同輸出高電平 6S 程序結(jié)束 15 信號仿真、 PLD 設(shè)計(jì)。 Protel 還具有如下特色功能： 強(qiáng)大的全局編輯功能； 在原理圖中選擇一級器件， PCB 中同樣的器件也將被選中； 同時(shí)運(yùn)行原理圖和 PCB，在打開的原理圖和 PCB 圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網(wǎng)絡(luò) 既可以進(jìn)行正向注釋元器件標(biāo)號（由原理圖到 PCB），也可以進(jìn)行反向注釋（由 PCB 到原理圖），以保持電氣原理圖和 PCB在設(shè)計(jì)上的一致性； 支持用 CUPL 語言和原理圖設(shè)計(jì) PLD，生成標(biāo)準(zhǔn)的 JED 下載文件； * PCB 可設(shè)計(jì) 32 個(gè)信號層， 16 個(gè)電源 地層和 16 個(gè)機(jī)加 工層； 強(qiáng)大的 “ 規(guī)則驅(qū)動(dòng) ” 設(shè)計(jì)環(huán)境，符合在線的和 批處理 的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查； 提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板做為設(shè)計(jì)模版； 放置漢字功能； 可以輸入和輸出 DXF、 DWG 格式文件，實(shí)現(xiàn)和 AutoCAD 等軟件的數(shù)據(jù)交換； 智能封裝導(dǎo)航（對于建立復(fù)雜的 PGA、 BGA 封裝很有用）； 方便的打印預(yù)覽功能，不用修改 PCB 文件就可以直接控制打印結(jié)果； 獨(dú)特的 3D 顯示可以在制板之前看到裝配事物的效果； 強(qiáng)大的 CAM 處理使您輕松實(shí)現(xiàn)輸出光繪文件、材料清單、鉆孔文件、貼片機(jī)文件、測試點(diǎn)報(bào)告等； 雖然 protel 具有如此強(qiáng)大的功能但是本次設(shè)計(jì)中我們只是應(yīng)用了很小的一部分也就是原理圖的設(shè)計(jì)，對于該軟件我還需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)。 keil 的基本使用 在本次設(shè)計(jì)中還應(yīng)用到了編程軟件 Keil 該軟件 是 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。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。運(yùn)行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN20 WINXP等操作系統(tǒng)。 通過使用該軟件對 C 語言也有了一定的了解。 本章小結(jié) 本章主要是對于自動(dòng)關(guān)窗器進(jìn)行設(shè)計(jì) 并且提出多種方案，以及最終選定的設(shè)計(jì)方案還對 相關(guān)軟件進(jìn)行簡單介紹 ，對于自動(dòng)關(guān)窗器的程序進(jìn)行編寫。對于單 16 片機(jī)的選擇與單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)進(jìn)行敘述。 通過對比 以及對單片機(jī)的介紹和了解 最后選定用 AT89C51 單片機(jī)作為控制單片機(jī) 17 第四章 電子元器件的選擇 與電路的連接 三極管的選擇 本設(shè)計(jì)中的三極管應(yīng)用非常廣泛，主要是對繼電器的 驅(qū)動(dòng)作用。 以保證繼電器的正常運(yùn) 行。 本設(shè)計(jì)中所采用的都是 NPN 型晶體管，當(dāng)基極加正偏壓時(shí)，發(fā)射極引導(dǎo)電流流至集電極，但晶體管不能導(dǎo)通除非加到基極的電壓超出發(fā)射極電壓大約 ，晶體管導(dǎo)通時(shí)，基極和集電極相對于發(fā)射極都必須是正的。如果加到基極的電壓與發(fā)射極 電壓相比小于 ，晶體管的作用如同打開的開關(guān)：如果大于 ，作用就像和上的開關(guān)如圖 所示 圖 三極管的狀態(tài) 本次設(shè)計(jì)中主要用的就是開關(guān)作用，當(dāng)開關(guān)打開時(shí)集電極的電流就會(huì)流進(jìn)發(fā)射極，我們把繼電器的線圈引腳一端接在集電極上一端接在蓄電池上這樣一旦三 18 極管導(dǎo)通，就會(huì)有電流 通過繼電器的線圈使繼電器閉合電路導(dǎo)通或者斷開 [4]。 本設(shè)計(jì)選用 9013 型三極管 其參數(shù)為 ： 耗散功率： P= 集電極 最大 電流： ICM= 集電極 — 基極擊穿電壓： BVCBO 45V 集電極 — 發(fā)射極擊穿電壓： BVCEO 25V 特征頻頻率 ft 最小 150MHZ 該三極管是常用的小功率三極管，其特點(diǎn)是 耗散功率比較低，驅(qū)動(dòng)電流比較小， 適用于一般低壓電路主要用于驅(qū)動(dòng)或開關(guān)作用，一般經(jīng)常用 于驅(qū)動(dòng)繼電器等小功率元器件。 二極管的選擇 與調(diào)試 二極管又稱 晶體二極管 ,簡稱二極管 。它只往一個(gè)方向傳送 電流 的電子零件。它是一種具有 1 個(gè)零件號接合的 2 個(gè)端子的 器件 ，具有按照外加 電壓 的方向，使電流流動(dòng)或不流動(dòng)的性質(zhì)。晶體二極管為一個(gè)由 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體形成的pn 結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成 空間電荷 層，并建有自建 電場 。當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于 pn 結(jié)兩邊 載流子 濃度差引起的 擴(kuò)散電流 和自建電場引起的 漂移電流 相等而處于電 平衡狀態(tài) 。 在選擇二極管的時(shí)候主要注意不要形成 反向擊 穿 按機(jī)理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下，因勢壘區(qū)寬度很小，反向電壓較大時(shí)，破壞了勢壘區(qū)內(nèi)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛，產(chǎn)生 電子 空穴對，致使電流急劇增大，這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低，勢壘區(qū)寬度較寬，不容易產(chǎn)生齊納擊穿。 另一種擊穿為 雪崩 擊穿。當(dāng)反向電壓增加到較大數(shù)值時(shí)，外加電場使少子漂移速度加快，從而與共價(jià)鍵中的價(jià)電子相碰撞，把價(jià)電子撞出共價(jià)鍵，產(chǎn)生新的電子 空穴對。新產(chǎn)生的電子 空穴被電場加速后又撞出其它價(jià)電子，載流子雪崩式地增加，致使電流急劇增加，這種擊穿稱為雪崩擊穿。無論哪種擊穿，若對其電流不加限制，都可能造成 PN結(jié)永久性損壞。 在本次設(shè)計(jì)中 因?yàn)?繼電器線圈是一個(gè)電感性質(zhì)的 線圈 ，電感有一個(gè)特性，流經(jīng)電感 線圈的電流不能突變，如果突然切斷電感線圈的電流，電感本身就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的電動(dòng)勢，來試圖維持電流不變，這個(gè)電動(dòng)勢往往非常強(qiáng)，它會(huì)擊穿試 19 圖阻斷電流開關(guān)，無論是空氣開關(guān)，還是半導(dǎo)體開關(guān)。如果是空氣開關(guān)，就會(huì)擊穿空氣，造成不能斷電，如果是半導(dǎo)體開關(guān)，就會(huì)燒毀這個(gè)開關(guān)。 二極管就是為這個(gè)電動(dòng)勢提供一個(gè)泄放的通路，由于電動(dòng)勢的方向與電源的方向相反，所以叫做反向電動(dòng)勢，二極管也是反向接入的。有了它，電動(dòng)勢就不會(huì)太高了，保護(hù)了開關(guān)和其他元器件不至于損壞 [5]。 在選擇上選擇低壓電路中比較常用的 IN4001 即可 其連接方式如 圖 所示 。 選擇型號為 ： IN4001 的二極管 最大反向峰值電壓 （ PRV）： 50V 最大半 波 整流電流（ Fsm）： 1A 最大正向峰值電流： 30A 最大反向電流（常溫下） （ IR） :5uA 最大正向電壓（常溫下） (VFm)： 1V 圖 連接 調(diào)試方法：將電路按照正確方式連接，將繼電器直接供予 12v 電壓，在繼電器的常開端連接一個(gè)負(fù)載電動(dòng)機(jī)，連接之后接通電源，繼電器應(yīng)該閉合，負(fù)載電動(dòng)機(jī)應(yīng)正常工作。反復(fù)測試多次證明繼電器連接無誤。 電阻的選擇與三極管的接法 電阻器是電路中不可缺少 的部分，應(yīng)用非常廣泛。它在電路中可以起到電壓 20 調(diào)整和負(fù)載的作用。 9013 是 NPN 型 三極管 ，當(dāng) 51 單片機(jī)一個(gè) I/O 端口（例如 ）輸出是高電平時(shí)，繼電器線圈被驅(qū)動(dòng)與三極管之間串有電阻 R，一般該電阻 R 取 都可以。 但是一般都要通過計(jì)算來獲得一個(gè)理論上允許的 電阻的范圍再加以驗(yàn)證從而得到可行的具體阻值。 要 從理論上講，應(yīng)該查一下繼電器線圈的阻值 （繼電器線圈的阻值為 400 歐） ，即保證繼電器可靠吸合時(shí) 所需要的電流 ，該電流就是三極管作開關(guān)作用時(shí)的集電極飽和電流 Ics， 那 Ics 除以 β 就是必須的基極電流Ib 也就 是基極所需要的最小電流 ， 如果 R 的取值如過大 ， 不能滿足 三極管的導(dǎo)通要是所需要的電流 ， 繼電器就無法正常工作。 選 用 型號 為 9013 的三極管 ， 高電平約 5V，則 R 小于 （ ） /Ib。 是三極管的 BE 導(dǎo)通電壓。 繼電器的線圈電阻為 400 歐姆設(shè)為 Rc:Ics=Ucc/Rc=12/400=30mA 9013 三極管 ? 為 64 到 90 取最小值 60 Ib=Ics/? =30/60= 高電平約 5V，則 R 小于 （ ） /Ib。 是三極管的 BE 導(dǎo)通電壓。 則 R 小于 。 我們所計(jì)算得到的理論值為小于 所示 圖 斷電器的原理及選擇 有一種被稱為電熱調(diào)節(jié)器的電子元件斷電器，也稱為固態(tài)斷路器。這種斷路器的電阻隨著溫度的升高而增大，它沒有機(jī)械部件，以聚合體（彈和晶體）做成。聚合體內(nèi)有一定密度的碳和晶體。碳是可以導(dǎo)電的，所以當(dāng)斷路電器兩端有電壓 21 時(shí)，電流就通過碳導(dǎo)通。當(dāng)斷電器中有電流通過時(shí)，其中的晶 體膨脹，從而導(dǎo)致聚合體中碳的密度減小，是聚合體的電阻變大。當(dāng)溫度達(dá)到一定值，碳的密度太小，電阻過大，就會(huì)形成短路狀態(tài)。聚合體中沒有電流通過時(shí)，就會(huì)開始降溫，晶體收縮，碳的密度又會(huì)增加，電路又會(huì)重新導(dǎo)通。這樣反復(fù)循環(huán)。這種斷電器在電動(dòng)折床和電動(dòng)門鎖電路中都有使用。 我們在本次威馳轎車電路完善中就加入了，此類斷電器。以保證汽車關(guān)窗系統(tǒng)的安全性，避免電流過大時(shí)燒毀電動(dòng)機(jī)或者升窗過程中，夾道手指或者人體其他部位，而造成傷害。 繼電器的選擇和使用 繼電器是一種電子控制 器件 ，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制 電路 中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種 “ 自動(dòng)開關(guān) ” 。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 當(dāng)輸入量 (如 電壓、電流、溫度 等 )達(dá)到規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出 電路導(dǎo)通或斷開的電器。可分為電氣量 (如電流、電壓、頻率、功率等 )繼電器及非電氣量 (如溫度、壓力、速度等 )繼電器兩大類。具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于 電力 保護(hù)、 自動(dòng)化 、運(yùn)動(dòng)、 遙控 、測量和通信等裝置中。 繼電器 的種類非常多有：電磁繼 電器。熱敏干簧繼電器、固態(tài)繼電器、光電繼電器等多種類型。本次設(shè)計(jì)采用的是電磁繼電器。 電磁繼電器 的工作原理 : 電磁 式繼電器一般由鐵芯、 線圈 、 銜鐵 、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在 電磁力 吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（ 常開點(diǎn) ）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（ 常閉觸點(diǎn) ）釋放。這樣吸合、 釋放 ，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于 繼電器的 “ 常開、常閉 ” 觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈 未通電時(shí)處于斷開 狀態(tài) 的靜觸點(diǎn)，稱為 “ 常開觸點(diǎn) ” 如圖 所示 ；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為 “ 常閉觸點(diǎn) ” 如圖 所示 。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路 。 低壓電路為繼電器的線圈電路，高壓電路為觸點(diǎn)電路。這樣就能使較小的電壓與電流來控制較大的電壓與電流了。 22 圖 常開式繼電器示意圖 圖 常閉式繼電器示意圖 選擇合適的繼電器 先了解必要的條件 ： （ 1） 控制電路的電源電壓，能提供的最大電流； （ 2） 被控制電路中 的電壓和電流； （ 3） 被控電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)。選用繼電器時(shí)，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據(jù)。控制電路應(yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩(wěn)定的。 查閱有關(guān)資料確定使用條件后，可查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器的型號和規(guī)格號。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。 注意器具的容積。若是用于一般用電器，除考慮機(jī)箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。 威馳汽車的車窗控制電 動(dòng) 機(jī)為 12v 直流電動(dòng)機(jī)， 蓄電池電壓為 12V ， 工作時(shí) 通 過 繼 電 器 的 電 流 不 大 于 7A ， 根 據(jù) 此 我們 選用 了 型號為HJR— 3FF_— SHF(TBF1)/12VD