【正文】 TIMSK=0x04。 TCNT1H=0x15。 //ADC功能啟動，ADC中斷使能，分頻為16分頻 TCCR1A=0x00。 ADMUX=0x40。 PORTD=0x00。 PORTC=0x00。 PORTB=0x03。 }}//void init(void) //單片機初始化程序{ PORTA=0x00。//電機停止運行 else led1=0。amp。//啟動報警 else feng=1。 clv=zzhi/1024*50。 clc=zzhi/1024*50。 clb=zzhi/1024*50。 cla=zzhi/1024*50。//啟動AVR采集 vzhi=avr_addata_chuli()。//處理AVR采集數(shù)據(jù) avr_chea3。adsc=1。//啟動AVR采集 bzhi=avr_addata_chuli()。//處理AVR采集數(shù)據(jù) avr_chea1。adsc=1。}//void adccaijicx(void)//ADC各通道采集程序{ float zzhi=0。 //AD值累加 } } zzhi=sum/3。amp。bb5。 small_biao=bb。 max_biao=bb。bb5。 //賦予初值 small_biao=1。 max_biao=0。 //等待AD采集完成 avrad_chuli_qi=0。 unsigned char bb=0,max_biao=0,small_biao=0。 //啟動AD轉(zhuǎn)換程序}//unsigned int avr_addata_chuli(void) //AD數(shù)據(jù)取平均值{ unsigned int sum=0。 avrad_chuli_qi=1。 //讀取AD值 avrad_cout++。//40MS TCNT1L=0xA0。//啟動LCD刷屏 adc_qi=1。 if(tjia1=25)//1S { tjia1=0。 //寫顯示地址 if(xian!=0) write_data(xian)。//表示第一行地址 } if(y==1) { addr=x+0x40+0x80。}//void display_char(unsigned char y,unsigned char x,unsigned char xian){ unsigned char addr=0。 write_(0x06,1)。 write_(0x08,1)。 write_(0x38,0)。 write_(0x38,0)。 write_(0x38,0)。 EN=0。 EN=1。 RW=0。}//void write_data(unsigned char wdata)//寫入數(shù)據(jù){ lcd_check()。 delay_us(2)。 PORTD=。 RS=0。//管腳方向改變，時間 DDRD=0xff。 //判斷是否輸出為0 EN=0。 while((PINDamp。 EN=1。 RS=0。 //先輸出高電平 DDRD=0x00。參考文獻參考文獻[1][2][3]周小方,[4]陳岱，[5]郭廣新,李金寬,[6][7]：[8] 具有16KB 系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash的8 [9]王立欣，[10](煤炭部自然基金項目):[碩士學(xué)位論文].泰安：[11]:[碩士學(xué)位論文].天津：.[12]徐樹生,趙一秦,蔡亮,[13][14]席穎，可通信限時速切繼電器的研究.[碩士學(xué)位論文].天津：.[15]張連斌,蔡澤祥,[16][17]朗兵,[18][19]Thorsenov identification and analysis for highvoltage inductionmotors in the petrochemical industry,IEEE Transactions on Industry [20]Robinson J,Whelan C D,Haggerty N in advanced motor protectionamp。但是，本文所設(shè)計的電動機智能保護裝置僅僅是能實現(xiàn)兩種情況的保護，面對當(dāng)前發(fā)展形勢的需要，我的電動機保護器還有許多需要改進之處，許多功能仍欠佳，還應(yīng)該可以實現(xiàn)對電動機進行過載、短路、欠壓、三相不平衡、堵轉(zhuǎn)、漏電等情況時進行保護。在前兩項成果的基礎(chǔ)上，本論文詳細設(shè)計了電動機的硬件電路，然后以硬件電路結(jié)構(gòu)為基本藍圖對電動機智能保護器的靈魂——保護程序進行了設(shè)計。首先，查閱大量的文獻、數(shù)據(jù)以及其它資料，在此基礎(chǔ)上對國內(nèi)外電動機智能保護器的發(fā)展現(xiàn)狀作出了合理的分析，提出了以ATmega16單片機為核心處理器的電動機智能保護器解決方案。對于關(guān)系到保護特性的重要參數(shù)，可以由參數(shù)調(diào)整程序進行調(diào)整，以適合各種不同的情況。參數(shù)調(diào)整模塊的子程序流程見下圖：開始參數(shù)切換顯示當(dāng)前參數(shù)值修改確認顯示當(dāng)前參數(shù)值修改下一個結(jié)束是否圖16 參數(shù)修改子程序流程圖 本章小結(jié)本章重點分析了電動機智能保護器的軟件設(shè)計方法，單片機是整個保護器的核心，是保護器智能化的集中體現(xiàn)，程序的編寫顯得尤為重要。具體的程序設(shè)計過程見附錄2。電動機智能保護器所帶的液晶顯示模塊需要實時顯示電動機和保護器的運行信息。因而在閉合與斷開的瞬間均伴隨著一連串的抖動，抖動時間的長短由按鍵的機械特性決定，一般為510ms。通常，按鍵所用開關(guān)為機械彈性開關(guān)，均利用了機械觸電的合、斷作用。 通常推薦的初始化過程： 延時15ms 寫指令38H 延時5ms 寫指令38H 延時5ms 寫指令38H 延時5ms （以上都不檢測忙信號） （以下都要檢測忙信號） 寫指令38H 寫指令08H 關(guān)閉顯示 寫指令01H 顯示清屏 寫指令06H 光標移動設(shè)置 寫指令0cH 顯示開及光標設(shè)置 完畢下圖分別為1602液晶顯示器的基本讀寫操作時序圖： 圖14 讀操作時序圖圖15 寫操作時序圖 人機接口程序設(shè)計人機接口程序包括鍵盤掃描程序和顯示程序。光標加1)， N=0(讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減1 amp。下圖分別為ADC第一次轉(zhuǎn)換的時序圖、單次轉(zhuǎn)換時序圖、自動觸發(fā)轉(zhuǎn)換時序圖、和連續(xù)轉(zhuǎn)換的時序圖：圖10 ADC第一次轉(zhuǎn)換時序圖圖11　ADC單次轉(zhuǎn)換時序圖圖12　ADC自動觸發(fā)轉(zhuǎn)換時序圖圖13 ADC連續(xù)轉(zhuǎn)換時序圖 1602液晶顯示程序1602通過D0~D7的8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。因為每次轉(zhuǎn)換結(jié)束后都要關(guān)閉ADC然后又啟動它。為了實現(xiàn)同步邏輯需要額外的3個CPU時鐘周期。這保證了觸發(fā)事件和轉(zhuǎn)換啟動之間的延時是固定的。之后軟件可以再次置位ADSC標志，從而在ADC的第一個上升沿啟動一次新的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADC結(jié)果被送入ADC數(shù)據(jù)寄存器，且ADIF標志置位。為了初始化模擬電路，ADC 使能(ADCSRA寄存器的ADEN置位)后的第一次轉(zhuǎn)換需要25個ADC時鐘周期。只要ADEN為1，預(yù)分頻器就持續(xù)計數(shù)，直到ADEN清零。預(yù)分頻器通過ADCSRA寄存器的ADPS進行設(shè)置。使主程序和子程序的修改及調(diào)試工作都開始參數(shù)調(diào)整？調(diào)用參數(shù)調(diào)整子程序調(diào)用電壓、電流判斷子程序輸出保護動作？輸出保護動作（停止電動機或報警）掃描鍵盤、刷新顯示系統(tǒng)初始化ADC各通道采集數(shù)據(jù)是否否是變得十分方便。主程序并不參與具體的工作，而是去管理各子程序，各種工作均由不同的子程序分別完成。主程序的主體結(jié)構(gòu)為一個無限循環(huán)，單片機不斷重復(fù)調(diào)用電壓、電流程序，一旦出現(xiàn)故障便輸出保護動作并通過報警器報警，或者使電動機停止運轉(zhuǎn)。主程序先進行初始化，為各個子程序的調(diào)用和系統(tǒng)各個模塊的使用做好準備，然后查詢按鍵，判斷是否需要進行各種控制參數(shù)的調(diào)整。 主程序設(shè)計主程序的主要功能是對系統(tǒng)各個外設(shè)模塊進行初始化、調(diào)用各個子程序完成各項功能和開中斷等。（3）數(shù)據(jù)處理、保護決策程序模塊：對采集到的數(shù)據(jù)進行一定的運算，并根據(jù)數(shù)據(jù)進行保護決策。液晶顯示模塊負責(zé)額定值和控制值顯示；鍵盤檢測子程序主要檢測按鍵狀態(tài)，與鍵值處理子程序相配合完成系統(tǒng)運行參數(shù)的設(shè)置。系統(tǒng)程序根據(jù)中斷處理任務(wù)的重要性，給中斷處理程序賦予不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的中斷可以暫停低優(yōu)先級的中斷處理程序，使CPU轉(zhuǎn)而執(zhí)行高優(yōu)先級的中斷處理程序。在主循環(huán)執(zhí)行過程中一旦出現(xiàn)中斷申請，系統(tǒng)在運行完臨界代碼后立即暫停執(zhí)行主循環(huán)程序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行中斷服務(wù)程序。 軟件系統(tǒng)整體設(shè)計軟件系統(tǒng)采用主循環(huán)加中斷處理程序的模式。為達到設(shè)計要求并充分利用單片機的資源和性能，課題的軟件設(shè)計采用C語言與匯編語言混合編程。匯編語言具有程序代碼短小精悍，程序效率高等優(yōu)點。采用高級語言C語言編程可使編程人員有更多的時間考慮功能的實現(xiàn)、軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計，而減少編程本身花費的時間。使用C語言進行軟件設(shè)計具有編程速度快、可靠性高、程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性和可移植性好、調(diào)試與維護方便、開發(fā)周期短等優(yōu)點。電動機智能保護裝置與傳統(tǒng)的保護方式的主要區(qū)別是可通過軟件編程去控制硬件執(zhí)行來實現(xiàn)保護功能。 程序設(shè)計語言選擇電動機智能保護器的軟件是一種實時功能處理軟件。（4）正確處理慢速外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸問題。（2）確保處理各個中斷處理程序的優(yōu)先級，確保實時性要求高的中斷能夠得到最快的處理；對臨界代碼段進行必要的保護，確保數(shù)據(jù)的正確性。由于保護裝置擔(dān)負著保證電動機安全穩(wěn)定運行的重大使命，它時刻處于工作狀態(tài)，且必須能夠準確地完成保護動作，所以微機保護的軟件可靠性是對軟件開發(fā)的最主要的要求。（3）提供簡便快速的整定值設(shè)定方法，時間校準方法。電動機智能保護裝置的軟件設(shè)計主要任務(wù)是：（1）提供準確、實時的保護算法。該部分是用于測定電動機電壓是否產(chǎn)生斷相，選擇的是蜂鳴報警器，設(shè)置的初始額定電壓是5V，當(dāng)三相電壓低于額定電壓值時，系統(tǒng)會產(chǎn)生嘟嘟的報警音，下圖為報警部分的硬件原理圖：圖8 報警器硬件原理圖 本章小結(jié)本章主要介紹了使用ATmega16單片機實現(xiàn)電動機智能保護器的硬件電路設(shè)計方法，整個設(shè)計以AVR內(nèi)核CPU為核心，總整體上介紹了保護裝置的硬件設(shè)計，然后分別介紹了處理器模塊，鍵盤模塊，顯示模塊，數(shù)據(jù)采集模塊和報警部分，結(jié)合各部分的硬件原理圖具體的介紹了各部分的功能。如果希望對結(jié)果執(zhí)行快速極性檢測，它充分讀結(jié)果的MSB( ADCH 中ADC9 )。如果使用差分通道，結(jié)果是：ADC=式中，VPOS為輸入引腳正電壓，VNEG為輸入引腳負電壓，GAIN為選定的增益因子，且VREF為參考電壓。單次轉(zhuǎn)換的結(jié)果如下：=式中，VIN 為被選中引腳的輸入電壓，VREF 為參考電壓。在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下，當(dāng)ADSC為1時，只要轉(zhuǎn)換一結(jié)束，下一次轉(zhuǎn)換馬上開始。ADSC標志還可用來檢測轉(zhuǎn)換是否在進行之中。在此模式下，后續(xù)的ADC轉(zhuǎn)換不依賴于ADC中斷標志ADIF是否置位。之后ADC便工作在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，持續(xù)地進行采樣并對ADC數(shù)據(jù)寄存器進行更新。如果在轉(zhuǎn)換過程中選擇了另一個通道，那么ADC會在改變通道前完成第一次轉(zhuǎn)換。向ADC啟動轉(zhuǎn)換位ADSC位寫“1”可以啟動單次轉(zhuǎn)換。ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束可以觸發(fā)中斷。也就是說，讀取ADCL之后，即使在讀ADCH之前又有一次ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束，數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)也不會更新，從而保證了轉(zhuǎn)換結(jié)果不丟失。否則要先讀ADCL，再讀ADCH，以保證數(shù)據(jù)寄存器中的內(nèi)容是同一次轉(zhuǎn)換的結(jié)果。默認情況下轉(zhuǎn)換結(jié)果為右對齊，但可通過設(shè)置ADMUX寄存器的ADLAR變?yōu)樽髮R。通過設(shè)置ADCSRA寄存器的ADEN即可啟動ADC。然后放大值成為ADC的模擬輸入。ADC輸入引腳可選做差分增益放大器的正或負輸入。模擬輸入通道與差分增益可以通過寫ADMUX寄存器的MUX位來選擇。最小值代表GND，最大值代表AREF引腳上的電壓再減去1LSB。ADC由AVCC引腳單獨提供電源，ADC中還包括一個采樣保持電路，以確保在轉(zhuǎn)換過程中輸入到A