【正文】 根據(jù)多方面查資料和咨詢老師，我們選擇以下方案作為過流、過壓以及過零檢測電路的設(shè)計方案。在圖 1 電路中由 DCP010505將非隔離型的 +5V電源轉(zhuǎn)換成隔離型的 +5V電源，供 ISO485的隔離電源輸入端 VSB使用 、過流、過壓以及過零電路的設(shè)計 這一部分的設(shè)計，主要基于保護整個系統(tǒng)的安全運行。 ISO485 采用+5V 供電，功耗很小，在 5 Mbits/s 時典型功耗為 180mW。 ISO485 是 BB 公司采用其電容耦合隔離技術(shù)生產(chǎn)的高速、低功耗型 RS485 隔離驅(qū)動電路，內(nèi)含符合 RS485 標準的驅(qū)動器和高速信號隔離電路。在這里將只對 ISO485 這個通訊模塊進行工作原理上的闡述。 下面就把本設(shè)計中采用的通訊電路的電路圖列出來，進行必要的理論闡 述和參數(shù)上的計算。我們這次的設(shè)計用 RS485也可以，這對于微型控制器的控制性能會得到保證。在設(shè)計任務(wù)書要求中，要求用 RS485通訊方式進行上下位機之間的通訊。從敘述我們可以看出，這些特性完全滿足我們的設(shè)計要求，而且在程序的編制中也能起到很大作用。當其容量變大時，不但抗外部干擾能力下降， 而 且輸出脈沖的低電平持續(xù)時間也會增加，由此會造成遙控器距離縮短。當 f0 偏離較多時候，不但會造成遙控距離縮短，甚至會引起遙控器誤動作。 ? TA8141S 的③腳所接的 C2（ ）為檢波電容，當其容量變小時，檢波脈沖的脈寬變動就大，極易造成遙控器誤動作。當 C1 的容量變的很大或失效時，則遙控器的信號的接受電路的瞬態(tài)響應(yīng)速度會大大降低。 ? TA8141S 的②與④腳所接的 RC 網(wǎng)絡(luò)（ C R2 組成），主要是用來設(shè)置前置放大器的頻率特性和增益的。 ⑵、電路元氣件作用。此信號經(jīng)前置放大器、限幅放大器（兩級放大器的增益約 80db）、 38KHZ 的帶通濾波器（ B、 P、 F）濾除其他頻率成分的噪聲干擾后，送至峰值檢波器，由峰值檢波器濾除 38KHZ 的載波信號，檢出遙控信號的外包羅線脈沖（即脈位調(diào)制編碼脈沖），最后由整形電路整形（由積分器和施米特觸發(fā)器），把脈位調(diào)治編碼脈沖轉(zhuǎn)換為白哦準的幅度調(diào)制編碼脈沖后，從⑦ 腳輸出送給控制器 SPCE061A 的 IOA8 腳。 紅外遙控信號發(fā)射器發(fā)射的紅外信號，被紅外光敏二極管 VD10 接收后，轉(zhuǎn)化為響應(yīng)的電信號。 。該腳和電源之間連接一只 R895 電阻后，輸出脈沖低電平的標準值為 。 ⑥ 積分電容連接端，該腳所接的積分電容，標準值為 330pf。電容最大為平均 檢波，瞬態(tài)響應(yīng)靈敏度低；電容量小的，則為峰值檢波，瞬態(tài)響應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈寬波動大，易造成遙控誤動作。 ② RC 網(wǎng)絡(luò)連接端，該腳與地之間接有 RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，用來確定前置放大器基于 SPCE061A單片機的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計的論文（說明書） 28 的頻率增益。下面就列出本次設(shè)計的電路圖，然后進行必要的理論分析和參數(shù)計算： 根據(jù)前面的方案的選擇和確定，本設(shè)計中，我們用的是由日本東芝公司生產(chǎn)的 TA8141S 紅外接收集成芯片。在本次設(shè)計中，紅外通訊主要完成開機、關(guān)機命令、溫度的設(shè)定值的增減、風扇速度的控制、導(dǎo)風板電機的 控制、除濕、除霜命令的發(fā)出。 、 紅外接收 電路的設(shè)計 紅外接收單元是人機對話的窗口，紅外信號的接收的好壞，直接影響到人多設(shè)備的控制功能的體現(xiàn)?！? 由式可知，每當結(jié)溫升高 10℃ ，則波長向長波漂移 1nm，且發(fā)光的均勻性、一致性變差。 所選 型號為 ：L252PRD2。這種顯示方法，一，來可以節(jié)省大量的 I/O 口；基于 SPCE061A單片機的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計的論文（說明書） 27 二，來還可以在程序編寫中比較簡單。這樣來對于設(shè)計好的電路的可靠性就能得到保證。發(fā)光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應(yīng)按電源正極。完全滿足我們的設(shè)計要求。 發(fā)光二極管的反向耐壓（即反向擊穿電壓）值比普通二極管的小，所以使用時，為了防止擊穿造成發(fā)光二極管不發(fā)光，在電路中要加 接二極管來保護。通常正向壓降值在 ～ 3V 范圍內(nèi)。 下面將從狀態(tài)顯示和溫度值顯示兩方面進行說明，先看狀態(tài)值顯示，具體的設(shè)計電路如下： 基于 SPCE061A單片機的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計的論文（說明書） 26 在這個電路中，是低電平觸發(fā)電路，我們采用 1K 的上拉電阻，來限制直接通入 I/O 口的電流，在 I/O 出現(xiàn)低電平的時候點亮發(fā)光二級管。這些顯示有的是表示系統(tǒng)的運行狀態(tài)，有的顯示控制的過程及結(jié)果。在程序中，我們可以將過零信號接到 INTEXT1上，用每次的中斷來控制 PWM的輸出，達到最終對風扇電機的控制。這樣設(shè)計電路中就一個很關(guān)鍵的問題，就是 PWM信號的頻率與風扇電機的驅(qū)動電源之間的頻率同頻的問題。 電機和 雙向三極閘流晶閘管 選擇好以后，我將其控制功能在此進行簡單的闡述。在此基礎(chǔ)上我們選的是： YDK— 30E型，是由湖州越球電機生產(chǎn)的。我們這個設(shè)計中，因為是空調(diào)的設(shè)計，所以首先電機的體積要下，功率不是很大。 下面將風扇電機的選型給以說 明。 負載電壓有效值 U 和晶閘管導(dǎo)通角 ? 的關(guān)系為： 基于 SPCE061A單片機的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計的論文（說明書） 25 11 [ s in 2 s in ( 2 2 )]OU U a a? ???? ? ? ? （ 2）式 式中 a 為觸發(fā)角， ? 為導(dǎo)通角。 ) ]plln U R sTe RR L Ls??? ? ? ? (1)式 上式就是異步電動機的機械特性方程式，由方程式可知，當轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時，電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比。 2 /39。 600 V 門極耗散峰值功率 PGM ， 20 W 門極耗散平均功率 PG（ AV） ， W 門極正向峰值電流 VRGM ， 5 V 等效結(jié)溫 Tvj ， 125 ℃ 存儲溫度 Tstg ， 40－ 150 ℃ 按照以上的參數(shù)，我們可以看出在我們設(shè)計的這個電路中， 是完全可以滿足我們設(shè)計要求的。 400，177。其具體參數(shù)如下： 3CT16S 是 NPNPN 雙向三極閘流晶閘管 封裝形式為 TO220。在這個電路設(shè)計當中，電機的額定最大功率是 30w，所以在次設(shè)計中， 雙向三極閘流晶閘管 的通態(tài)電流大約是 。以下就這兩快分別進行闡述 。下面我們就把這次設(shè)計中設(shè)計的風扇電機的驅(qū)動電路列出來，并進行詳細的原理和 參數(shù)計算等方面的闡述。從任務(wù)書可以理解到，風扇的主要工作速度不是很高，主要是在中頻段。 根據(jù)以上的選擇步進電機的方法，我選擇了我們現(xiàn)在使用的這個 57BYG007 型的步進電機，在滿足我們設(shè)計要求的前提下，在 性價比、重量等其他非主要因素上也是具有很突出的特點。 n/60 P=2π nM/60 其 P 為功率單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為弧度， n 為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓178。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負載的 23 倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸） ⑶ 、力矩與功率換算 步進電機一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的， 一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下： P= Ω178。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。 ⑵ 靜力矩的選擇 步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。電機的步距角應(yīng)等于或基于 SPCE061A單片機的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計的論文（說明書） 23 小于此角度。一旦三大要素確定，步進電機的型號便確定下來了。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。電流 ，電阻 32歐姆 ，最大力矩 。 下面我們就步進電機進行選型和參數(shù)校正： 根據(jù)設(shè)計要求，要采用四相八拍的，功率在 3w—6w，額定工作電壓直流 12v的直流步進電機，根據(jù)這些要求我們選 ： 57BYG007型。 ULN2021是具有 7個達林頓電路的集成驅(qū)動芯片 ,此芯片集電 極可以收集電流達 500mA。 從實際電路圖可以看出，主要由驅(qū)動器 ULN2021，以及四相八拍的電機構(gòu)成整個電路。所以說在程序和硬件接線圖上，并沒了什么特別的地方，只是四相八拍的步進電機的接法值得思考和學習。 由于每個熱敏電阻的特性并非一樣，與熱敏電阻串聯(lián)的固定電阻的不準確等原因，每支溫度計在整個測量范圍內(nèi)至少進行 4次采集校正，并適當?shù)匦薷膮?shù)以達到最佳測量值。 SPCE061A的 AD轉(zhuǎn)換結(jié)果都在高 10位，每次將其移入低 10位再計算 4次平均值作為 AD轉(zhuǎn)換程序的返回值。 在系統(tǒng)設(shè)計當中， IOA0和 IOA1接在溫度采集的信號的輸入端，當程序開始進入初始化后，溫度采集系統(tǒng)就開始工作，進行溫度的采集并送到控制器里面進行運算和處理。 在溫度線性比較好的的區(qū)域內(nèi) SPCE061A的 AD值都沒有達到極限值。在25℃時，熱敏電阻的阻值為 5K歐姆，所以選取固定阻值 R的值為 5K歐姆。 由于 MFD50234型熱敏電阻線性化比較好的一段是 20℃ 80℃，為了在最高溫度和最低溫度中使被測信號基本接近滿量程值，采取線性區(qū)域中間某一點的阻值做為固定的電阻值。當溫度改變時候， Rt阻值改變，其兩端的電壓值也隨之改變，測量兩端的電壓通過以下公式計算得溫度值： T=T0－ KVT 式中： T— 被測溫度值； T0— 與熱敏電阻特性有關(guān)的溫度系數(shù)； K— 與熱敏電阻特性有關(guān)的系數(shù)； Vt— 熱敏電阻兩端的電壓。 在這個溫度采集電路中，我們可以看出，最終輸入到控制器 IOA0、 IOA1口的信號是電壓信號。 基于 SPCE061A單片機的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計的論文（說明書） 20 、溫度采集電路的設(shè)計及其原理、參數(shù)的計算 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，以及前面對設(shè)計方案的選擇和論證，我們可以清楚的知道，本次設(shè)計中溫度采集環(huán)節(jié)的作用，以及要采集的對象。 以上就是本次設(shè)計中電源模塊的硬件電路設(shè)計，因為穩(wěn)壓電源在實際工作中，已經(jīng)很成熟而且很完善，所以本次設(shè)計中，只是利用一些實際中常用的參數(shù)作為本次電源的設(shè)計參數(shù)。所選定的型號是： MYH305D430。175179。3% 顯示方式 數(shù)字顯示 ， 漏電流分辨率 電源電壓 220V177。2% 大氣壓力 86kPa～ 106kPa， 工作誤差 ≤177。 13/（ 308179。 13/（ 308179。穩(wěn)壓器的輸入電壓比輸出電壓高 3V，穩(wěn)壓器的壓差取 3V，故穩(wěn)壓器的輸入電壓為： UI1=12+3=15V UI2=5+3=8V 變壓器副邊電壓有效值為： U1=UI1 / =15 / = 取 13V 基于 SPCE061A單片機的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計的論文（說明書） 19 U2=UI2 / =8 / = 取 7V 變壓器的變比為： K=U1/U2/U3=220/13/7 穩(wěn)壓器的輸入電流為： IO=IO(max)+IQ=300+8=308mA IQ 為穩(wěn)壓器的偏置電流，一般為 8 mA。故選用的集成穩(wěn)壓器為 7812 和 7805。由此可以見變壓器的容量，也就是 30w左右，可選的型號有： MTD—30w的變壓器做為我們電源側(cè)的變壓器。原邊的最大電流是副邊的所有電流的和。 變壓器 T0的選擇：三邊的電壓等級比為： 220： 13： 6，這也是 變壓器繞組數(shù)的比例。在這個電路中 FU是快速熔斷器，是為了保護該電路在短路的情況下，不損壞設(shè)備及 相關(guān)的電器元件。下面將先畫出電源的設(shè)計電路，然后進行工作方式的分析。 對具體的元氣件我將列出詳細的元氣件清單和參數(shù)表做為設(shè)計的依據(jù)。 根據(jù)前面提到的，我們本部分將設(shè)計以下幾個電路：電源電路、溫度采集電路、步進電機的控制電路、風扇電機的控制電路、顯示電路、紅外接收電路、通信電路以及過流、過壓、過零電路的設(shè)計。 、 硬件單元電路的設(shè)計 根據(jù)前一章的理論分析，和在理論分析基礎(chǔ)上提出的方案論證，最后得到設(shè)計的最終方案，我們就根據(jù)上面提出的方案來進行單元電路的設(shè)計。這時候我們還必須采用過零檢測電路，那就是在電源電壓過零點的同時允許觸發(fā)脈沖對晶閘管進行觸發(fā)，來控制輸出電壓的大小，以達到控制電機轉(zhuǎn)速的要求。這樣以來盤管的溫度就成了風扇電機的一個控制輸入量，再有就是室內(nèi)環(huán)境溫度的值，這也是風扇電機運行的一個控制量輸入。這就需要在軟件設(shè)計中，對采用頻率做出規(guī)定。在硬件方面，我們采用 AT8142S集成塊，這為硬件的可靠性提供了保證。對于紅外接收這一塊，是系統(tǒng)和用戶之間進行交流的平臺，所以對這塊的可靠性和 易操作性做出了很高的要求。 SPCE061A 風擺電機的控制 （采用四相八拍的的電機） 風扇驅(qū)動控制電路 （采用光驅(qū)動的晶閘管） 室 內(nèi) 外 通訊 （采用 485 通訊） 顯示電路 （采用集成快電路） 溫度采集電路 紅外接收電