【正文】 感謝養(yǎng)育我的父母，在我成長(zhǎng)的每一個(gè)腳步里，都飽含了他們對(duì)我含辛茹苦的養(yǎng)育之恩和無私的愛。在他身上我學(xué)到了很多東西，真心地感謝他毫不吝惜地教我。四年的求學(xué)期間，同窗之間的諸多交流和共勉讓我受益非淺，不但開闊了視野，而且體會(huì)到了同學(xué)之間的深刻友誼。從剛開始的論文選題、研究、撰寫到定稿，都得到劉老師細(xì)心的指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)，電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社，1999，C程序設(shè)計(jì)（第二版），清華大學(xué)出版社，2002，單片機(jī)原理及其接口技術(shù)（第二版），清華大學(xué)出版社，2003，許琨編著，檢測(cè)技術(shù)與智能儀表，中南工業(yè)大學(xué)出版社，2003，崔劍，王伯嶺編著，AVRGCC與AVR單片機(jī)C語言開發(fā)，北京航空航天大學(xué)出版社，20046.（美）Stephen Prata 著 云巔工作室 譯，C Primer Plus (第五版)中文版,人民郵電出版社，2005 ，狄德根編著，AVR單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社200黃俊主編，電力電子技術(shù)第四版，機(jī)械工業(yè)大學(xué)出版社20009．James Noble amp。在交流接觸器的觸點(diǎn)端接三相滅弧器。因此在控制繼電器和交流接觸器的觸點(diǎn)上均并聯(lián)上RC串聯(lián)濾波電路（滅弧器）。負(fù)載端是系統(tǒng)的干擾源，在負(fù)載方面，主要考慮減少交流接觸器以及繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)打火現(xiàn)象對(duì)控制電路的干擾?？刂葡到y(tǒng)方面，在電路板布線時(shí)將控制電路和負(fù)載電路分離，將控制繼電器單獨(dú)放置在一塊獨(dú)立的電路板上，并加上防護(hù)罩以減小繼電器的輻射干擾。因而使得單片機(jī)由于電源波動(dòng)過大而出現(xiàn)頻繁死機(jī)現(xiàn)象。這里的干擾包括了導(dǎo)線的傳導(dǎo)干擾和空間的輻射干擾。我認(rèn)為我們更需加入抗干擾設(shè)計(jì)以免誤差更大。本來采用直流采樣后,誤差會(huì)相對(duì)過大,沒有交流采樣精度高。實(shí)行減壓?jiǎn)?dòng)和全壓運(yùn)行保護(hù)，具有可靠性高、精度高、響應(yīng)快、功耗低等特點(diǎn)。在此次系統(tǒng)的硬件、軟件的設(shè)計(jì)改進(jìn)中，許多還只是我們的初步嘗試，必然存在不完善之處，我們將再進(jìn)一步的不斷完善和提高。設(shè)計(jì)中遇到了許多問題，硬件電路的實(shí)現(xiàn)，軟件部分程序設(shè)計(jì)，調(diào)試中各類意外結(jié)果的出現(xiàn)，讓我不得不埋頭于一大堆有關(guān)于單片機(jī)開發(fā)及實(shí)踐的書，深入了解單片機(jī)的原理，加以應(yīng)用，同時(shí)進(jìn)一步地學(xué)習(xí)了C語言，并熟練使用Protel99 SE繪制電路板原理圖與設(shè)計(jì)電路板，受益匪淺。該啟動(dòng)器以直流采樣為基礎(chǔ)，以ATmega16單片機(jī)的應(yīng)用為核心，選用CH447鍵盤讀寫顯示控制芯片來實(shí)現(xiàn)鍵盤操作和數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，最終完成功能強(qiáng)大的人機(jī)界面。判斷： PMAX–PMIN I0/3 ( I0的33 % )若結(jié)果為真，則三相不平衡成立，立即保護(hù)動(dòng)作◆過電流(過載、欠壓、堵轉(zhuǎn)等)當(dāng)電動(dòng)機(jī)在負(fù)載變大,電源電壓下降,頻率太低,堵轉(zhuǎn)等故障條件下都會(huì)出現(xiàn)過電流,其特點(diǎn)是三相電流平衡增加,并超過額定值,因此要進(jìn)行過電流反時(shí)限保護(hù),在正常運(yùn)行狀態(tài)下，不大于3min動(dòng)作，,其動(dòng)作曲線見圖48所示。判斷： 1, IA = 0 ?2, IB = 0 ?3, IC = 0 ?若其中任意一項(xiàng)結(jié)果為真，則斷相成立，立即進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作?！魯嘞嚯妱?dòng)機(jī)發(fā)生斷相時(shí)會(huì)引起電動(dòng)機(jī)主電路中的電流有很大差別,而造成電動(dòng)機(jī)燒毀或損傷,其特點(diǎn)是三相電流嚴(yán)重不平衡,甚至有某一相為0。電機(jī)保護(hù)在電機(jī)啟動(dòng)以后實(shí)施保護(hù)。由于不同用途的電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不同，在實(shí)施減壓?jiǎn)?dòng)會(huì)使電機(jī)轉(zhuǎn)矩下降。電機(jī)在啟動(dòng)器的控制下首先以低電壓通電，當(dāng)通電一段時(shí)間后，啟動(dòng)器在定子上加上電機(jī)額定電壓。本設(shè)計(jì)中斷模塊分兩個(gè)部分，外部中斷和定時(shí)中斷.外部中斷用于響應(yīng)鍵盤動(dòng)作其流程圖如圖47所示：圖47 鍵盤中斷流程圖在本設(shè)計(jì)中定時(shí)中斷用于實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)間和保護(hù)時(shí)間的定時(shí)。 中斷中斷是微處理器和外圍設(shè)備交換信息的一種方式，能夠提高處理器的實(shí)時(shí)性和處理能力。在查看狀態(tài)下，設(shè)置燈滅，按下“切換”鍵，依次切換顯示A相電壓、B相電壓、C相電壓、A相電流、B相電流、C相電流。按下“確定”鍵存儲(chǔ)設(shè)置值。按下“切換”鍵依次在4位LED的百、十、個(gè)之間切換。同時(shí)設(shè)置對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮。在本設(shè)計(jì)中我采用了8個(gè)鍵，現(xiàn)對(duì)其功能介紹如下：S1：加 S5:減 S2:設(shè)置鍵 S3:切換鍵 S4:啟動(dòng)鍵S8:停止鍵 S6:確認(rèn)鍵相關(guān)流程圖如圖44所示:（程序見附件）圖44 鍵盤功能流程圖◆設(shè)置鍵功能設(shè)置分三種情況:電壓設(shè)置、電流設(shè)置和啟動(dòng)時(shí)間設(shè)置，可以用switch語句來實(shí)現(xiàn)。指示燈的顯示采用真值表的原則，置1表示亮，清0表示滅。該模塊分?jǐn)?shù)碼管顯示和發(fā)光二極管顯示。靜態(tài)顯示程序簡(jiǎn)單，但占用I/O口多，動(dòng)態(tài)顯示雖占資源較多但接線較少。在本設(shè)計(jì)中，我選用了查詢方式。有兩種工作方式分別為：查詢方式和中斷方式。a[i+1]=temp。i++) { if(a[i]a[i+1]) {temp=a[i]。j++) { for(i=0。 for (j=0。相關(guān)程序如下：void sort(unsigned int a[],unsigned char n){ unsigned char i,j。其中涉及到排序和A/D轉(zhuǎn)換。按此方式循環(huán)采樣8次，再對(duì)這8組數(shù)據(jù)求和求平均，最終得到的一個(gè)六維數(shù)組，即最終與額定值進(jìn)行比較的采樣值。我采用的方案是分六路信號(hào)(Ua Ub Uc Ia Ib Ic)進(jìn)行采樣，先分別采50個(gè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。仿真器適配器我選用了AVR JTAGICE 程序設(shè)計(jì) 初始化和主程序初始化： 單片機(jī)內(nèi)部初始化 外圍芯片初始化 EEPROM中的設(shè)定值讀入單片機(jī)RAM主程序： 三相電壓、電流的A/D采樣，數(shù)字濾波，保護(hù)算法分析 在電壓，電流采樣完成后分別運(yùn)行保護(hù)算法，如果出現(xiàn)故障進(jìn)入相應(yīng)的故障處理程序。另外開發(fā)環(huán)境我選擇了AVR Studio，它是由ATMEL公司開發(fā)的AVR單片機(jī)的集成開發(fā)環(huán)境，能運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)并提供了源文件編輯器，用于軟仿真的芯片仿真器，用于在線硬件仿真的接口。Make用Make file告訴它做什么，如何做。它的源代碼都可以得到，并很容易編譯，因此它適用于任何平臺(tái)（特別是任何Linux的機(jī)器）。（4）方便移植，由于C語言是高級(jí)語言，與平臺(tái)相關(guān)的代碼不多，因此在不同平臺(tái)間移植很容易。（2）維護(hù)方便，支持不斷改進(jìn)，它的可讀性和模塊化使維護(hù)更加方便。 軟件開發(fā)語言、工具和環(huán)境介紹AVR單片機(jī)的開發(fā)主要有兩種語言：匯編語言和C語言。(2)采樣完成后判斷電動(dòng)機(jī)是否啟動(dòng)，若已啟動(dòng)開始數(shù)碼管顯示以及各種保護(hù)判斷、處理。然后進(jìn)行A/D采樣、濾波，每調(diào)用一次A/D轉(zhuǎn)換子程序連續(xù)采樣八次，一次采取50個(gè)數(shù)據(jù)。其中基礎(chǔ)層涉及到繼電器、鍵盤、顯示、A/D、硬件數(shù)字濾波等功能模塊。層次化使結(jié)構(gòu)清晰，三層采用調(diào)用關(guān)系，一層比一層高級(jí)。第四章 基于AVR電動(dòng)機(jī)智能啟動(dòng)器的軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)方案本課題的軟件部分我采用了層次化、模塊化的設(shè)計(jì)方案。更深一步了解了AVR mega16單片機(jī)和CH447芯片的結(jié)構(gòu)、工作原理以及它們之間的連接和控制方式等，學(xué)會(huì)了用protel99這個(gè)繪圖軟件繪制原理圖、PCB板圖，對(duì)整個(gè)過程有了清晰的了解，并自己動(dòng)手焊元件，掌握了許多實(shí)際焊接工作中的小竅門。3．DRC報(bào)告網(wǎng)絡(luò)被分成幾個(gè)部分：表示這個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒有連通，看報(bào)告文件，使用選擇CONNECTEDCOPPER查找。2．打印時(shí)總是不能打印到一頁紙上：；，pcb板界外有隱藏的字符。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。PCB布線有單面布線、雙面布線及多層布線，我采用了雙面布線。在電路板中把元件排列整齊，最后的工作就是布線了。 PCB板的生成原理圖繪制完后進(jìn)行電器檢查（ERC）。3．創(chuàng)建的工程文件網(wǎng)絡(luò)表只能部分調(diào)入PCB：生成net list時(shí)沒有選擇為global。在繪制原理圖過程中出現(xiàn)一些問題，現(xiàn)做一小結(jié)：1．ERC報(bào)告管腳沒有接入信號(hào)：；，管腳與線沒有連上；，必須非pin name端連線。把圖中相應(yīng)的器件上分別標(biāo)上相應(yīng)的數(shù)值，并把封裝號(hào)分別填入到器件的編輯屬性窗口中，最后對(duì)元件進(jìn)行編號(hào)。另外還有一些連接模擬信號(hào)的接口如JPJPJP56等。一旦JTAGEN被編程，且MCUCSR寄存器的JTD清零，TAP輸入信號(hào)即被拉高，JTAG邊界掃描和編程功能使能。圖316 SPI主機(jī)—從機(jī)的互連(2)JTAG接口圖317 JTAG接口如圖317所示，JTAG接口有四個(gè)引腳分別為TMS(測(cè)試模式選擇)、TCK(測(cè)試時(shí)鐘)、TDI（測(cè)試數(shù)據(jù)輸入）、TDO（測(cè)試數(shù)據(jù)輸出）。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，需要在下一個(gè)字符移位過程結(jié)束之前通過訪問SPI數(shù)據(jù)寄存器讀取當(dāng)前接收到的字符。SPI系統(tǒng)的發(fā)送方向只有一個(gè)緩沖器，在接收方向有兩個(gè)。即使此時(shí)SCK引腳有輸入時(shí)鐘，SPDR的數(shù)據(jù)也不會(huì)移出，直至SS被拉低。傳輸結(jié)束后SPI時(shí)鐘停止，傳輸結(jié)束標(biāo)志SPIF置位。系統(tǒng)包括兩個(gè)移位寄存器和一個(gè)主機(jī)時(shí)鐘發(fā)生器。在本設(shè)計(jì)中我采用了SPI，JTAG，JP等接口，其中SPI用來下載，JTAGE用來調(diào)試仿真，JP用來連接模擬信號(hào)和繼電器。系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，為了簡(jiǎn)化電路、節(jié)省成本曾采用自耦變壓器將一次側(cè)電壓信號(hào)通過兩次變壓在二次側(cè)獲得12V和5V電源信號(hào)的方法，但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)容易造成兩路電源信號(hào)的干擾，最終采用兩個(gè)變壓器分別提供兩路電源信號(hào)的方法。 電源模塊設(shè)計(jì)因單片機(jī)和CH447L均需5V電源驅(qū)動(dòng)，而繼電器需12V電源驅(qū)動(dòng)，故電源模塊主要是提供兩路電源信號(hào)。圖314 脈沖波形圖如圖314所示單片機(jī)從CH447L獲得按鍵代碼的過程是：① 輸出一位數(shù)據(jù)，即向DIN輸出讀取按鍵代碼命令的最低位數(shù)據(jù)