【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 結(jié)晶器上振與鑄坯之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。 由此可見(jiàn)非正弦振動(dòng)具有以下特點(diǎn) : （ 1） 在正滑動(dòng)時(shí)間里結(jié)晶器振動(dòng)速度與拉坯速度之差減小。因此 ,可減小結(jié)晶器施加給鑄坯向上作用的摩擦力 ,作用在彎月面下坯殼的拉應(yīng)力減小 ,減少拉裂 。 （ 2） 在負(fù)滑動(dòng)時(shí)間里結(jié)晶器振動(dòng)速度與拉坯速度之差較大。因此 ,作用于坯殼上的壓力增大 ,有利于鑄坯脫膜。 （ 3） 負(fù)滑動(dòng)時(shí)間短 ,鑄坯表面振痕淺 。正滑動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) ,可增加保護(hù)渣的消耗量 ,有利于結(jié)晶器的潤(rùn)滑。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 可以通過(guò)調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率、振幅和波形偏斜因子來(lái)控制波形的變化 ,使非正弦運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速 度都發(fā)生了變化 ,從而能夠得到高質(zhì)量鑄坯 ,并能有效避免粘結(jié)的振動(dòng)波形。 近年來(lái)，現(xiàn)代連鑄發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)是拉坯速度日益提高，同時(shí)，連鑄坯熱送直接軋制技術(shù)的發(fā)展也對(duì)連鑄坯的表面質(zhì)量提出了更高的要求。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 第三章 結(jié)晶器總體系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目前，結(jié)晶器的振動(dòng)控制可以由單片機(jī)、虛擬儀器、 VB等各種編程語(yǔ)言和可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)。 利 用 單片機(jī)來(lái)控制波形的發(fā)生已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子電路、智能儀表、自動(dòng)控 制等領(lǐng)域。 本設(shè)計(jì)所介紹的是一種基于 Freescale HCS12系列單片機(jī) 來(lái)控制結(jié)晶器的波形發(fā)生。它不同于以往的 51系列單片機(jī)，它引腳眾多可實(shí)現(xiàn) 多功能的輸入輸出、結(jié)構(gòu)緊湊有序、外圍設(shè)備和電子電路可滿足生產(chǎn)中各種需求，是一種比較前衛(wèi)和現(xiàn)代的微控制器。 設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)以 Freescale HCS12 系列 單片機(jī)為核心，通過(guò)單片機(jī) 來(lái) 控制各種外圍芯片及電路。波形的產(chǎn)生是通過(guò) Freescale HCS12 單片機(jī) 執(zhí)行某一波形發(fā)生程序，在其數(shù)據(jù)線上送出一系列按一定規(guī)律變化的數(shù)據(jù)信息，通過(guò) D/A 轉(zhuǎn)換 模塊輸出波形。 本 設(shè)計(jì)主要 以正弦波的發(fā)生為主 ，通過(guò)在函數(shù)中對(duì)一個(gè)數(shù)組附值，經(jīng)過(guò)AD5660 輸出，在示波器上就會(huì)觀察到 對(duì)應(yīng) 的波形。通過(guò)函數(shù)對(duì)數(shù)組中的數(shù)附值之后不是一次就輸 出顯示出來(lái)的，這要對(duì) Freescale 單片機(jī)編寫(xiě)控制字，使其開(kāi)中斷，再用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器溢出時(shí)便提出中斷請(qǐng)求，這時(shí)調(diào)用中斷函數(shù)，將數(shù)組中一個(gè)值送到 AD5660 中，這樣連續(xù)不斷的進(jìn)行送值，輸出的就是一完整波形。 設(shè)計(jì)方案選擇 實(shí)現(xiàn) 結(jié)晶器振動(dòng)波形發(fā)生的方法很多，可有 單片機(jī)、虛擬儀器、 VB 等 等。但是選擇一個(gè)比較合適和最佳方案要進(jìn)行如下比較 ： 方案 1： 采用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 ICL8038 集成模擬芯片，它是一種可以同時(shí)產(chǎn)生方波、三角波、正弦波的專用集成電路。但是這種模塊產(chǎn)生的波形都不是純凈的波形，會(huì)寄生一些高次諧波分 量，采用其他的措施雖可濾除一些，但不能完全濾除掉。 方案 2：首先，利用 Freescale 單片機(jī)和 AD5660 數(shù)模轉(zhuǎn)換器來(lái)生成波形。這種方案不同于方案 1 會(huì)同時(shí)產(chǎn)生多種波形，它是通過(guò)對(duì)各種波形進(jìn)行編寫(xiě)程序，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 設(shè)定數(shù)值送入單片機(jī)中，再經(jīng)過(guò) AD5660 輸出， 在示波器上就會(huì)觀察到不同函數(shù)值的波形 。每產(chǎn)生一種 波形就伴隨著軟件濾波，而不會(huì)有 寄生的高次諧波分量 ，產(chǎn)生的波比較純凈、清晰。 其次， Freescale 這種單片機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、性能優(yōu)越、低功耗、可靠性和穩(wěn)定性高、專用性很強(qiáng)而且技術(shù)含量高。 綜合以上各方面，最終選擇 方案 2。 總體系統(tǒng)框圖 本設(shè)計(jì) 主要是基于 Freescale HCS系列單片機(jī)在結(jié)晶器振動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過(guò)以單片機(jī)為核心控制各種外圍芯片和電路。具體如下框圖所示： H C S 單 片 機(jī) 系統(tǒng)D / A 轉(zhuǎn) 換波 形 輸 出上 位 機(jī)串 行 通 信 接 口圖 波形發(fā)生系統(tǒng)方框圖 由框圖可以看出， HCS 系列單片機(jī)系統(tǒng)接收數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò) D/A 轉(zhuǎn)換變成模擬信號(hào)，由于單片機(jī)本身具有波形發(fā)生功能以此執(zhí)行波形發(fā)生程序，進(jìn)而會(huì)有正弦或非正弦等波形輸出， 在示波器上就會(huì)觀察到不同函數(shù)值的波形 。再通過(guò)對(duì)波形參數(shù)值的控制和調(diào)節(jié)來(lái)掌握結(jié)晶器的振動(dòng)規(guī)律 。本設(shè)計(jì)主要是以輸出正弦波為例，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法希望達(dá)到預(yù)期的效果。 硬件設(shè)計(jì) 整體電路設(shè)計(jì) 在結(jié)晶器振動(dòng)的控制中，包括各種控制模塊：數(shù)字量輸入 /輸出模塊、 A/D轉(zhuǎn)換模塊、 D/A轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊、閥芯反饋拉速模塊、 CAN總線模塊以及單片機(jī)主體模塊。本設(shè)計(jì)主要討論利用單片機(jī)通過(guò) D/A轉(zhuǎn)換使波形輸出這一塊，其他模塊由其他同學(xué)負(fù)責(zé)。 波形 發(fā)生的主要原理是通過(guò) Freescale單片機(jī)來(lái)執(zhí)行用 C語(yǔ)言編寫(xiě)的波形程序， 在其數(shù)據(jù)線上送出一系列按一定規(guī)律變化的數(shù)據(jù)信息 ，通過(guò) D/A轉(zhuǎn)換模塊輸出波形。具體硬件原理圖如下： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） S S 1 / P W M 3/ K W P 3/ P P 31S C K 1/ P W M 2/ K W P 2/ P P 22M O S I 1/ P W M 1/ K W P 1/ P P 13M I S O 1/ P W M 0/ K W P 0/ P P 04X A D D R 17/ P K 35X A D D R 16/ P K 26X A D D R 15/ P K 17X A D D R 14/ P K 08I O C 0/ P T 09I O C 1/ P T 110I O C 2/ P T 211I O C 3/ P T 312V D D 113V S S 114I O C 4/ P T 415I O C 5/ P T 516I O C 6/ P T 617I O C 7/ P T 718X A D D R 19/ P K 519X A D D R 18/ P K 420K W J 1/ P J 121K W J 0/ P J 022M O D C / T A G H I / B K G D23A D D R 0/ D A T A 0/ P B 024A D D R 1/ D A T A 1/ P B 125A D D R 2/ D A T A 2/ P B 226A D D R 3/ D A T A 3/ P B 327A D D R 4/ D A T A 4/ P B 428ADDR5/DATA5/PB529ADDR6/DATA6/PB630ADDR7/DATA7/PB731KWH7/PH732KWH6/PH633KWH5/PH534KWH4/PH435XCLKS/NOACC/PE736MODB/IPIPE1/PE637MODA/IPIPE0/PE538ECLK/PE439VSSR40VDDR41RESET42VDDPLL43XFC44VSSPLL45EXTAL46XTAL47TEST48SS1/KWH3/PH349SCK1/KWH2/PH250MOSI1/KWH1/PH151MISO1/KWH0/PH052LSTRB/TAGLO/PE353R/W/PE254IRQ/PE155XIRQ/PE056P A 0/ A D D R 8/ D A T A 857P A 1/ A D D R 9/ D A T A 958P A 2/ A D D R 10 / D A T A 1059P A 3/ A D D R 11 / D A T A 1160P A 4/ A D D R 12 / D A T A 1261P A 5/ A D D R 13 / D A T A 1362P A 6/ A D D R 14 / D A T A 1463P A 7/ A D D R 15 / D A T A 1564V D D 265V S S 266P A D 00/ A N 0067P A D 08/ A N 0868P A D 01/ A N 0169P A D 09/ A N 0970P A D 02/ A N 0271P A D 10/ A N 1072P A D 03/ A N 0373P A D 11/ A N 1174P A D 04/ A N 0475P A D 12/ A N 1276P A D 05/ A N 0577P A D 13/ A N 1378P A D 06/ A N 0679P A D 14/ A N 1480P A D 07/ A N 07 / E T R I G 081P A D 15/ A N 15 / E T R I G 182V D D A83V R H84VRL85VSSA86PM7/BF_PSLM/TXCAN487PM6/BF_PERR/RXCAN488PS0/RXD089PS1/TXD090PS2/RXD191PS3/TXD192PS4/MISO093PS5/MOSI094PS6/SCK095PS7/SS096VREGEN97PJ7/KWJ7/TXCAN4/SCL98PJ6/KWJ6/RXCAN4/SDA99PM5/BF_PROK/TXCAN0/TXCAN4/SCK0100PM4/BF_PSYN/RXCAN0/RXCAN4/MOSI0101PM3/TX_BF/TXCAN1/TXCAN0/SS0102PM2/RX_BF/RXCAN1/RXCAN0/MISO0103PM1/TXCAN0/TXB104PM0/RXCAN0/RXB105VSSX106VDDX107PK7/ECS/ROMCTL108PP7/KWP7/PWM7109PP6/KWP6/PWM6110PP5/KWP5/PWM5111PP4/KWP4/PWM4112U0D G 128G N DGNDVCCRESETGNDEXTALXTALG N DV C CGNDR1 KV C CGNDVCCTXCAN4RXCAN4B K G DRXCAN0TXCAN0C7 uFC8 1uFC5 uFC6 1uFPE7MODBMODALED1