【正文】 感謝養(yǎng)育我的父母，在我成長的每一個腳步里，都飽含了他們對我含辛茹苦的養(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，電機及拖動基礎(chǔ)，機械工業(yè)出版社，1999，C程序設(shè)計（第二版），清華大學(xué)出版社，2002，單片機原理及其接口技術(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，機械工業(yè)大學(xué)出版社20009．James Noble amp。在交流接觸器的觸點端接三相滅弧器。因此在控制繼電器和交流接觸器的觸點上均并聯(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動作時打火現(xiàn)象對控制電路的干擾?？刂葡到y(tǒng)方面，在電路板布線時將控制電路和負(fù)載電路分離，將控制繼電器單獨放置在一塊獨立的電路板上，并加上防護罩以減小繼電器的輻射干擾。因而使得單片機由于電源波動過大而出現(xiàn)頻繁死機現(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)計以免誤差更大。本來采用直流采樣后,誤差會相對過大,沒有交流采樣精度高。實行減壓啟動和全壓運行保護，具有可靠性高、精度高、響應(yīng)快、功耗低等特點。在此次系統(tǒng)的硬件、軟件的設(shè)計改進中，許多還只是我們的初步嘗試，必然存在不完善之處，我們將再進一步的不斷完善和提高。設(shè)計中遇到了許多問題，硬件電路的實現(xiàn)，軟件部分程序設(shè)計，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)于單片機開發(fā)及實踐的書，深入了解單片機的原理，加以應(yīng)用，同時進一步地學(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)計電路板，受益匪淺。該啟動器以直流采樣為基礎(chǔ)，以ATmega16單片機的應(yīng)用為核心，選用CH447鍵盤讀寫顯示控制芯片來實現(xiàn)鍵盤操作和數(shù)碼管的動態(tài)顯示，最終完成功能強大的人機界面。判斷： PMAX–PMIN I0/3 ( I0的33 % )若結(jié)果為真，則三相不平衡成立，立即保護動作◆過電流(過載、欠壓、堵轉(zhuǎn)等)當(dāng)電動機在負(fù)載變大,電源電壓下降,頻率太低,堵轉(zhuǎn)等故障條件下都會出現(xiàn)過電流,其特點是三相電流平衡增加,并超過額定值,因此要進行過電流反時限保護,在正常運行狀態(tài)下，不大于3min動作，,其動作曲線見圖48所示。判斷： 1, IA = 0 ?2, IB = 0 ?3, IC = 0 ?若其中任意一項結(jié)果為真，則斷相成立，立即進行保護動作。◆斷相電動機發(fā)生斷相時會引起電動機主電路中的電流有很大差別,而造成電動機燒毀或損傷,其特點是三相電流嚴(yán)重不平衡,甚至有某一相為0。電機保護在電機啟動以后實施保護。由于不同用途的電機啟動轉(zhuǎn)矩不同，在實施減壓啟動會使電機轉(zhuǎn)矩下降。電機在啟動器的控制下首先以低電壓通電，當(dāng)通電一段時間后，啟動器在定子上加上電機額定電壓。本設(shè)計中斷模塊分兩個部分，外部中斷和定時中斷.外部中斷用于響應(yīng)鍵盤動作其流程圖如圖47所示：圖47 鍵盤中斷流程圖在本設(shè)計中定時中斷用于實現(xiàn)啟動時間和保護時間的定時。 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時性和處理能力。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”鍵存儲設(shè)置值。按下“切換”鍵依次在4位LED的百、十、個之間切換。同時設(shè)置對應(yīng)發(fā)光二極管點亮。在本設(shè)計中我采用了8個鍵，現(xiàn)對其功能介紹如下：S1：加 S5:減 S2:設(shè)置鍵 S3:切換鍵 S4:啟動鍵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)置和啟動時間設(shè)置，可以用switch語句來實現(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)顯示程序簡單，但占用I/O口多，動態(tài)顯示雖占資源較多但接線較少。在本設(shè)計中，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，再對這8組數(shù)據(jù)求和求平均，最終得到的一個六維數(shù)組，即最終與額定值進行比較的采樣值。我采用的方案是分六路信號(Ua Ub Uc Ia Ib Ic)進行采樣，先分別采50個數(shù)據(jù)，并進行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 初始化和主程序初始化： 單片機內(nèi)部初始化 外圍芯片初始化 EEPROM中的設(shè)定值讀入單片機RAM主程序： 三相電壓、電流的A/D采樣，數(shù)字濾波，保護算法分析 在電壓，電流采樣完成后分別運行保護算法，如果出現(xiàn)故障進入相應(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單片機的集成開發(fā)環(huán)境，能運行于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（特別是任何Linux的機器）。（4）方便移植，由于C語言是高級語言，與平臺相關(guān)的代碼不多，因此在不同平臺間移植很容易。（2）維護方便，支持不斷改進，它的可讀性和模塊化使維護更加方便。 軟件開發(fā)語言、工具和環(huán)境介紹AVR單片機的開發(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機是否啟動，若已啟動開始數(shù)碼管顯示以及各種保護判斷、處理。然后進行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。第四章 基于AVR電動機智能啟動器的軟件設(shè)計 軟件設(shè)計方案本課題的軟件部分我采用了層次化、模塊化的設(shè)計方案。更深一步了解了AVR mega16單片機和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)會了用protel99這個繪圖軟件繪制原理圖、PCB板圖，對整個過程有了清晰的了解，并自己動手焊元件，掌握了許多實際焊接工作中的小竅門。3．DRC報告網(wǎng)絡(luò)被分成幾個部分：表示這個網(wǎng)絡(luò)沒有連通，看報告文件，使用選擇CONNECTEDCOPPER查找。2．打印時總是不能打印到一頁紙上：；，pcb板界外有隱藏的字符。必要時應(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報告管腳沒有接入信號：；，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，并把封裝號分別填入到器件的編輯屬性窗口中，最后對元件進行編號。另外還有一些連接模擬信號的接口如JPJPJP56等。一旦JTAGEN被編程，且MCUCSR寄存器的JTD清零，TAP輸入信號即被拉高，JTAG邊界掃描和編程功能使能。圖316 SPI主機—從機的互連(2)JTAG接口圖317 JTAG接口如圖317所示，JTAG接口有四個引腳分別為TMS(測試模式選擇)、TCK(測試時鐘)、TDI（測試數(shù)據(jù)輸入）、TDO（測試數(shù)據(jù)輸出）。在接收數(shù)據(jù)時，需要在下一個字符移位過程結(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)送方向只有一個緩沖器，在接收方向有兩個。即使此時SCK引腳有輸入時鐘，SPDR的數(shù)據(jù)也不會移出，直至SS被拉低。傳輸結(jié)束后SPI時鐘停止，傳輸結(jié)束標(biāo)志SPIF置位。系統(tǒng)包括兩個移位寄存器和一個主機時鐘發(fā)生器。在本設(shè)計中我采用了SPI，JTAG，JP等接口，其中SPI用來下載，JTAGE用來調(diào)試仿真，JP用來連接模擬信號和繼電器。系統(tǒng)設(shè)計之初，為了簡化電路、節(jié)省成本曾采用自耦變壓器將一次側(cè)電壓信號通過兩次變壓在二次側(cè)獲得12V和5V電源信號的方法，但在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)容易造成兩路電源信號的干擾，最終采用兩個變壓器分別提供兩路電源信號的方法。 電源模塊設(shè)計因單片機和CH447L均需5V電源驅(qū)動，而繼電器需12V電源驅(qū)動，故電源模塊主要是提供兩路電源信號。圖314 脈沖波形圖如圖314所示單片機從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)