【正文】 temp=23) P2=0x4f。temp=21) P2=0x3b。temp=19) P2=0x28。此次我們假設(shè)輸出頻率在20~100HZ*/ if(temp10) //停機(jī)；輸出 0V/0HZ P2=0x00。 } /*主函數(shù) */ void main() { while(1) { temp=readtemperature()。 uchar readtemperature(void)。 void write_byte(uchar dat)。/*位定義 */ uchar temp。特別感謝我的好友黃威，他對(duì)本課題做了不少工作，給予我不少的幫助。數(shù)月時(shí)間以來，蔣老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向蔣老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。 致謝 37 致謝 首先我要感謝學(xué)校給予我的培養(yǎng)，讓我能夠順利完成我的學(xué)業(yè)以及我的畢業(yè)論文。當(dāng)微機(jī)系統(tǒng)反饋電壓為 時(shí)，變頻電源輸出頻率為50HZ，基本符合電源設(shè)計(jì)的規(guī)律。 變頻電源波形輸出如圖 56 所示。 微機(jī)控制仿真結(jié)果驗(yàn)證： 系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖 55 所示。 軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用集成開發(fā)環(huán)境 keil uvision 4，詳細(xì)代碼見附錄 1。當(dāng)讀到溫度小于 10度時(shí)， P2 口輸出 0x00；當(dāng) 讀到溫度在 10~19 度 時(shí)， P2 口輸出 0x28；當(dāng) 讀到溫度在 20~21 度時(shí)， P2 口輸出 0x3b；當(dāng) 讀到溫度在 22~23 度時(shí)， P2口輸出 0x4f；當(dāng)讀到溫度在 24~25 度時(shí)， P2 口輸出 0x63；當(dāng) 讀到溫度在 26~27 度時(shí)， P2 口輸出0x77；當(dāng) 讀到溫度在 28~29 度時(shí)， P2 口輸出 0x8b；當(dāng) 讀到溫度在 30~31 度時(shí)， P2口輸出 0x9e；當(dāng) 讀到溫度在 32~33 度時(shí)， P2 口輸出 0xb2；當(dāng) 讀到溫度在 34~35度時(shí)， P2 口輸出 0xc5。跳過ROM 寫數(shù)據(jù) 0xcc； 讀 DS1820 溫度暫存器命令 寫數(shù)據(jù) 0xbe；然后讀數(shù)據(jù)；最后采集溫度。跳過ROM 寫數(shù)據(jù) 0xcc； 啟動(dòng)溫度測(cè)量 寫數(shù)據(jù) 0x44；延時(shí) 300us。 讀溫度。定義函數(shù) uchar read_byte(void)同樣采用 8 位循環(huán)移位處理，先拉低總線 ,產(chǎn)生讀信號(hào)；緊接著釋放總線 ,準(zhǔn) 備讀數(shù)據(jù)； if(DQ) value=value|0x80(從低位開始讀 )。0x01 并產(chǎn)生延時(shí)；釋放總線 ,等待總線恢復(fù)；準(zhǔn)備下一位數(shù)據(jù)的傳送。 然后是寫數(shù)據(jù)到 DS18B20。開始初始化，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)，先定義一個(gè)返回值 n，拉高總線并產(chǎn)生延時(shí) 8us；然后釋放總線延時(shí)80 微秒 ,產(chǎn) 生復(fù)位脈沖；在拉高并延時(shí) 8us,對(duì)數(shù)據(jù)腳采樣 n=DQ。 首先是初始化。 具體計(jì)算方法舉例：假設(shè)溫度傳感器采集到溫度為 32 度時(shí)，單片機(jī)控制引腳P2 口輸出數(shù)據(jù) 0xb2；此時(shí)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)據(jù)換算成二進(jìn)制 10110010，換算成十進(jìn)制數(shù)字為 178，由于反饋電壓為 ，電壓精度 =反饋電壓 /256=，及輸出電壓可計(jì)算 Vout=178*=，而 EG8010 頻率調(diào)節(jié)是與該頻率調(diào)節(jié)引腳的電壓成線性關(guān)系的 ，所以此時(shí)輸出電壓的頻率應(yīng)為 90HZ。 數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路如圖 54 所示。運(yùn)放的反饋電阻可通過 RFB 端引用片內(nèi)固有電阻，還可以外接。此次電路選用直通方式，即 WR1， WR2， XFER， CS 均接地， ILE 接高電平，此方式適用于連續(xù)反饋控制線路。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，單片機(jī)可以采集到此信息，通過設(shè)置不同溫度的范圍輸出與之相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，就可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換即可輸出相應(yīng)大小的電壓 (例如當(dāng)溫度為 32 度時(shí)，輸出電壓則為 )以達(dá)到變頻的效果。 電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 32 圖 53 溫度傳感器電路 溫度傳感器電路分析： DS18B20 共三個(gè)引腳， Vcc 接 +5V 電源， GND 接地， DQ 接 C51 單片機(jī)的 口。下面是溫度傳感器的設(shè)計(jì)原理圖和對(duì)溫度傳感器電路作的簡要分析。 DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)提供 9 位 (二進(jìn)制 )溫度讀數(shù)指示器件的溫度信息，經(jīng)過單線接口送 入 DS18B20 或從 DS18B20 送出。 圖 52 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 溫度傳感器的設(shè)計(jì) 溫度傳感器選擇 DS18B20，其主要特性是適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～， 在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。 單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振 Y1 也可以采用 6MHz或者 ，在正常工作的第 5 章 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 情況下可以采用更高頻率的晶振， 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中 出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。 微機(jī)控制結(jié)構(gòu)如圖 51 所示。 硬件設(shè)計(jì) 微機(jī)控制系統(tǒng)主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)；溫度傳感器的設(shè)計(jì)；數(shù)模轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)。電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 第 5章 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 微機(jī)控制系統(tǒng)中的 主要目的是輸出 0~5V 的電壓以控制 EG8010 的 16 引腳的調(diào)頻控制電路。 NTC 選用 25℃對(duì)應(yīng)阻值 10K 的熱敏電阻， TFB 引腳的過溫電壓設(shè)定在 ，當(dāng)發(fā)生 過溫保 護(hù)時(shí) ， EG8010 根據(jù)引 腳 (9)PWMTYP 的設(shè) 置狀態(tài) 將輸出 SPWMOUT1～ SPWMOUT4 到“ 0”或“ 1”電平，關(guān)閉所有功率 MOSFET 使輸出電壓到低電平，一旦進(jìn)入過溫保護(hù)后， EG8010 將重新判斷工作溫度，如果 TFB引腳的電壓低于 ， EG8010 將退出過溫保護(hù)，逆變器正常工作。 溫度保護(hù)電路如圖 410 所示。 EG8010 溫度檢查電路如圖 49 所示 [8]。 過壓保護(hù)和欠壓保護(hù)： EG8010 內(nèi) 部設(shè)定了過壓和欠壓保護(hù)功能，過壓保護(hù)設(shè)定值 延時(shí)時(shí)間為300mS,欠壓保護(hù)設(shè)定值 延時(shí)時(shí)間為 3S,當(dāng)測(cè)量反饋的峰值電壓大于 者小于 時(shí)， EG8010 根 據(jù) 引 腳 (9)PWMTYP 的 設(shè) 置 狀 態(tài) 將 輸 出 SPWMOUT1～ SPWMOUT4 到“ 0”或“ 1”電平，關(guān)閉所有功率 MOSFET 使輸出電壓到低電平，一旦進(jìn)入過壓和欠壓保護(hù)后， EG8010 將在 8S 后釋放重新打開功率 MOSFET 管再判斷輸出電壓情況，釋放打開功率 MOSFET 管的持續(xù)時(shí)間為100mS,釋放的 100mS 時(shí)間里再判斷過壓 或欠壓事件，如果仍存在過壓或欠壓事件，EG8010 再將關(guān)閉所有功率 MOSFET 使輸出電壓到低電平，重新等待 8S 的釋放，電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 如果釋放后正常運(yùn)行達(dá)到 1 分鐘以上 EG8010 將清除過壓或欠壓事件次數(shù)，否則連續(xù)釋放次數(shù)累計(jì) 5 次后仍未正常運(yùn)行 EG8010 將徹底關(guān)斷 SPWM 模塊的輸出，需要系統(tǒng)重新上電后釋放。 圖 48 電壓保護(hù)模塊 EG8010 芯片的電壓反饋處理是通過引腳 VFB 測(cè)量逆變器輸出的交流電壓，測(cè)量反饋的峰值電壓和內(nèi)部基準(zhǔn)正弦波峰值電壓 3V 進(jìn)行誤差計(jì)算，對(duì)輸出電壓值作出相應(yīng)調(diào)整，當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，該引腳電壓也隨之升高，經(jīng)內(nèi)部電路誤差值計(jì)算后調(diào)整幅度因子乘法器系數(shù)，實(shí)現(xiàn)降低輸出電壓達(dá)到穩(wěn)壓過程，反之，當(dāng)該引腳的電壓減低時(shí)，芯片會(huì)作出升高輸出電壓。下面對(duì)此次電壓保護(hù)原理圖做簡要分析。 電流保護(hù)除了這里通過電壓比較器外， EG8010 芯片的引腳 IFB 是測(cè)量逆變器輸出負(fù)載電流，主要用于過流保護(hù)檢測(cè)，電流采樣反饋部分，當(dāng)某種原因?qū)е仑?fù)載電流偏高超出逆變器的負(fù)載電流， EG8010 根據(jù)引腳 PWMTYP 的設(shè)置狀態(tài)將輸出 SPWMOUT1～ SPWMOUT4 到“ 0”或“ 1”電平，關(guān)閉所有功率 MOSFET 使輸出電壓到低電平，該功能是主要保護(hù)功率 MOSFET 和負(fù)載。 具體方法是：保護(hù)系統(tǒng)要求該裝置負(fù)載電流超過 2A 時(shí)關(guān)閉 SPWM 輸出，此時(shí)采樣電阻 R29( 歐姆 )將采集到的電流轉(zhuǎn)換為所獲得電壓 ，所以必須通過R12， R14 所分壓的接點(diǎn)電壓也應(yīng)該為 ，及 Vr14=；所以經(jīng)過公式Vr14=VCC/(R14+R12)*R14，取 R12 為 10K，則 R14 就為 417R。 電流保護(hù)模塊模塊如圖 47 所示。熱繼電器、延時(shí)型電磁式電流繼電器常用作過載保護(hù)元件。電磁式電流脫扣器 (或繼電器 )、熔斷器常用作短路保護(hù)元件。 過電流保護(hù)主要包括短路保護(hù)和過 載保護(hù)兩種類型。所以有些設(shè)備就做了電流保護(hù)模塊。 R29 為電流取樣電阻，串聯(lián)在電路中采集負(fù)載電流，把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)進(jìn)行反饋，通過 IFB 引腳內(nèi)部的基準(zhǔn)峰值電壓進(jìn) [行比較，使其控制 SPWM 輸出。這樣增加了充電限流電阻和放電二極管后，既保證了 MOS 管的安全，又保證了 MOS 管“開 ”與“關(guān)”的迅速動(dòng)作。 Q1~Q4 柵極分別接 TLP250 光耦輸出腳 2HO、 1HO、 2LO、 1LO。逆變功率主板模塊如圖 46 所示。本次設(shè)計(jì)功率管選擇 IRF840 MOSFET 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)能力為 500V/8A,RDS=,VGS=10V。 MOS 管的輸入端，等于是一個(gè)小電容器，輸入的開關(guān)激勵(lì)信號(hào)，實(shí)際上是在對(duì)這個(gè)電容進(jìn)行反復(fù)的充電、放電的過程 [10]。 導(dǎo)電：在柵源極間加正電壓 UGS，柵極是絕緣的，所以不會(huì)有柵極電流流過。 MOSFET 工作原理 截止：漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。結(jié)型功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管一般稱作靜電感應(yīng)晶體管（ Static Induction Transistor——SIT）。 MOSFET 介紹： MOSFET 的原意是： MOS（ Metal Oxide Semiconductor 金屬氧化物半導(dǎo)體），F(xiàn)ET（ Field Effect Transistor 場(chǎng)效應(yīng)晶體管），即以金屬層（ M）的柵極隔著氧化層(O)利用電場(chǎng)的效應(yīng)來控制半導(dǎo)體 (S)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管 [9]。 圖 45 變 頻驅(qū)動(dòng)電路模塊 T0、 T T T3分別對(duì)應(yīng) SPWMOUT SPWMOUT SPWMOUT SPWMOUT2； R1,R3,R4,R5為限流電阻取 51 歐姆； C3,C7,C11,C15 是濾波電容取 ； Input forward voltage VF 典型值 ，最大值 ； TLP250 的 4引腳懸空， 2 腳接 VCC， 3腳接 SPWMOUT， 8 腳接電池電壓， 5腳接地， 7 腳作為輸出 HO， Vs； C2,C4,C10,C14作為 8腳與 5腳的旁路電容，大小為 ； C C6 與 C9 為濾波電容 10uF/16V。接下來對(duì) TLP250 設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路做簡單介紹。 圖 44 TLP250 驅(qū)動(dòng)原理圖 [9] TLP250 驅(qū)動(dòng)主要具備以下特征：輸入閾值電流 IF=5mA(max)；電源電流電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 ICC=11mA(max)；電源電壓 (VCC)=10～ 35V；輸出電流 IO=177。 TLP250光耦既保證了功率驅(qū)動(dòng)電路與 PWM 脈寬調(diào)制電路的可靠隔離，又具備了直接驅(qū)動(dòng)MOSFET 的能力，使驅(qū)動(dòng)電路特別簡單。 驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 由于主電路電壓均為高電壓、大電流情況，而控制單元為弱電電路，所以它們之間必須采取光電隔離措施，以提高系統(tǒng)抗干擾措施，本次設(shè)計(jì)采用帶光電隔離的 MOSFET 驅(qū)動(dòng)芯片 TLP 通過 VVVF 設(shè)置為低電平使其為變頻、不變壓模式。 通過設(shè)置 FRQSEL1(引腳 19)， FRQSEL0(引腳 18)來改變輸出電壓頻率模式，從圖中可以看出 FRQSEL1 是高電平， FRQSEL0 是低電平，所以輸出的頻率范圍0100Hz 由 FRQADJ 引腳調(diào)節(jié)。 通過控制反饋輸入端 Vfb 引腳調(diào)節(jié)正弦波輸出電壓。 通過外接風(fēng)扇 FANCTR 引腳，當(dāng) TFB 引腳檢測(cè)到溫度高于 45℃ 時(shí)，輸出高電平“ 1”使風(fēng)扇運(yùn)行，運(yùn)行后溫度低于 40℃時(shí)，輸出低電平“ 0”使風(fēng)扇停止工作。 通過 DT0、 DT1 接高電平代表 PWM 輸出上、下 MOS 管死區(qū)時(shí)間為 。 圖 43 變頻控制模塊 電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 芯片電源 VCC 由 U78L05 輸出，經(jīng)過濾 波電容 C12 和 C13 提供 +5V 電源。下面介紹本次變頻控制模塊的詳細(xì)工作過程。 采用輔助電源 U3， U78L05 把 VBT12V 的電池電壓轉(zhuǎn)換為 Vcc+5V 電壓以便為控制芯片 AT89C52 和 EG8010 供電。 整流橋 D1 可以用整流 二極管 將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，整流橋選型（ KBP307）第 4 章 系統(tǒng)變頻電路設(shè)計(jì) 19 3A 800V 。 共模電感 L2，共模電感，也叫共模扼流圈，常用于電腦的 開關(guān)電源 中過濾共模的電磁干擾信號(hào)。 熱敏電阻 RT1，利用 NTC 熱敏電阻的自熱特性可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制，構(gòu)成 RC振蕩器 穩(wěn)幅電路，延遲電路和保護(hù)電路，選