【正文】 。 P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0 /R X D10P 3. 1 /T X D11P 3. 2 /IN T 012P 3. 3 /IN T 113P 3. 4 /T 014P 3. 5 /T 115P 3. 6 /W R16P 3. 7 /R D17R S T9X T A L 218X T A L 119GND20V C C40P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E / P30E A /V p p31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039 圖 芯片 引 腳 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 引腳功能說明： Vcc： 電源電壓 GND： 地 P0 口： P0 口 是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口。 AT89C51 單片機(jī)的引腳結(jié)構(gòu)圖有雙列直插封裝方式和方形封裝方式。空閑方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行口通信及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32個(gè) I/O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工 串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。重復(fù)輸出 N個(gè)點(diǎn)，成為第二個(gè)周 期。生成波形樣值編碼，經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換得到波形的模擬樣值 點(diǎn)。 D/A 轉(zhuǎn)換電路采用雙極性電壓輸出， 由 DAC0832 和兩 塊 uA741 運(yùn)放組成， 單片機(jī)向 0832 送數(shù)字編碼，產(chǎn)生不同的輸出。 P1 口接 16 鍵的矩陣鍵盤。 89C51 的 P0 口作為擴(kuò)展 I\O 口，與 DAC0832 相連接 。 單片機(jī) P0 口外接鍵盤電路， 可通過鍵盤 選擇 波形類型 和 設(shè)定所需要的波形頻率 及振幅 。 該波形發(fā)生器能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和 鋸齒波 。其中上層軟件提供人機(jī)交互界面即操作員控制臺(tái)，用于選擇波形，生成波形數(shù)據(jù) ,以及串口通訊控制和人機(jī)通訊；下層硬件為 I/O 控制器，由 CPU， DAC，計(jì)數(shù)器，定時(shí)器等模塊組成，主要是用于對(duì)上層波形數(shù)據(jù)的接收，存儲(chǔ)，同時(shí)可以單獨(dú)使用，通過 CPU 向 DAC 發(fā)送所需波形數(shù)據(jù)。通過函數(shù)對(duì)數(shù)組中的數(shù)附值之后不是一次就輸出顯示出來的，這要對(duì) 51單片機(jī)編寫控制字，使其開中斷，再用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器溢出時(shí)便提出中斷請(qǐng)求，這時(shí)調(diào)用中斷函數(shù)，將數(shù)組中一個(gè)值送到 DAC0832 中，這 樣連續(xù)不斷的進(jìn)行 送值，輸出的就是一完整波形。波形的產(chǎn)生是通過 89C51 執(zhí)行某一波形發(fā)生程序， 在其數(shù)據(jù)線上送出一系列按一定規(guī)律變化的數(shù)據(jù)信息，通過 D/A 轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。 經(jīng)反復(fù)論證及應(yīng)實(shí)際要求，最終選擇方案 2。 由于是軟件濾波，所以不會(huì)有寄生的高次諧波分量，生成的波形比較純凈。 方案 2： 采用 AT89C51 單片機(jī)和 DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換器生成波形， 通過在函數(shù)中對(duì)一個(gè)數(shù)組附值，再經(jīng)過 DAC0832 輸出，在示波器上就會(huì)觀察到不同函數(shù)值的波形。 方案 1： 采用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 ICL8038 集成模擬芯片，它是一種可以同時(shí)產(chǎn)生方波、三角波、正弦波的專用集成電路。 方案比較與選擇 結(jié)晶器液壓振動(dòng)波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)， 可由單片機(jī)、虛擬儀器、 VB 等各種編程語言以及 可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)。 用單片機(jī)構(gòu)成的波形發(fā)生器可以產(chǎn)生正弦波，方波，三角波等波形，而且波形的周期和 頻率都可以改變。目前，使用的波形發(fā)生器大多是用分立元件組成的。 ⑹ 改善鑄坯表面與結(jié)晶器銅壁的接觸狀態(tài) ,提高鑄坯表面質(zhì)量并減少黏結(jié)漏鋼。 ⑷ 采 用高可靠性和高抗干擾能力的 單片機(jī) 控制 ,可長(zhǎng)期保證穩(wěn)定的振動(dòng)波形 。 ⑵ 在高頻振動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) ,高頻和低頻振動(dòng)時(shí)不失真 ,振動(dòng)導(dǎo)向準(zhǔn)確度高 。為此，一般均想盡量縮短負(fù)滑 脫 時(shí)間TN，而在機(jī)械振動(dòng)條件下，難以進(jìn)一步降低 TN值，只有采用液壓振動(dòng)形式，才可通過獲取非正弦曲線來將 TN減小。傳統(tǒng)的偏心輪傳動(dòng)是結(jié)晶器做機(jī)械振動(dòng)，其波形只能達(dá)到近似于正弦波。 目前 ,液壓和液壓伺服振動(dòng)系統(tǒng)已在許多連鑄機(jī)上成功地取代了機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng) ,并取得了良好效果。短臂四連桿振動(dòng)和四偏心輪振動(dòng)均屬于機(jī)械振動(dòng)。 四偏心輪振動(dòng)仍屬于正弦振動(dòng)。連鑄機(jī)振動(dòng)機(jī)構(gòu)有短臂四連桿振動(dòng)機(jī)構(gòu)、四偏心輪振動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓振動(dòng)機(jī)構(gòu)。 α = 01AA 100% 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 12振幅A 0A 1 圖 正弦振動(dòng)和非正弦振動(dòng)曲線 1— 非正弦振動(dòng)； 2— 正弦振動(dòng) ⑶ 負(fù)滑脫時(shí)間 在一個(gè)振動(dòng)周期里，結(jié)晶器下振速度大于拉坯速度的時(shí)間是負(fù)滑脫時(shí)間，用 tN表示。非正弦振動(dòng)的一個(gè)參數(shù) 是波形偏斜率，用α表示，即 圖 中 A1與 A0（ T／ 4）的比值 。還有利于減少坯殼被拉裂的危險(xiǎn)。如頻率高，結(jié)晶器與坯殼之間的相對(duì)滑移量大，這樣有利于強(qiáng)制脫模，防止粘結(jié)和提高鑄坯表面質(zhì)量。 ⑴ 振幅與頻率。 可以通過調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率、振幅和波形偏斜因子來控制波形的變化 ,使非 正弦運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速度都發(fā)生了變化 ,從而能夠得到高質(zhì)量鑄坯 ,并能有效避免粘結(jié)的振動(dòng)波形。 ③ 負(fù)滑動(dòng)時(shí)間短 ,鑄坯表面振痕淺 。 ② 在負(fù)滑動(dòng)時(shí)間里結(jié)晶器振動(dòng)速度 vm與拉坯速度之差較大。 由此可見 非正弦振動(dòng)具有以下特點(diǎn) : ① 在正滑動(dòng)時(shí)間里結(jié)晶器振動(dòng)速度與拉坯速度之差減小。 ⑵ 非正弦振動(dòng) 結(jié)晶器振動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律不是正弦曲線的都稱為非正弦振動(dòng)。在整個(gè)振動(dòng)周期中，鑄坯與結(jié)晶器之間始終存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在結(jié)晶器振動(dòng)過程中，有一小段下振速度大于拉坯速度，因此可以防止和消除坯殼與結(jié)晶器內(nèi)壁間的粘結(jié)， 并對(duì)被拉裂的坯殼起到愈合作用。 結(jié)晶器的振動(dòng)方式 目前結(jié)晶器的振動(dòng)有正弦波 和非正弦波 兩種方式： ⑴正弦波式振動(dòng) 振動(dòng)的速度與時(shí)間的 關(guān)系為一條正弦曲線或余弦曲線 。這種振動(dòng)規(guī)律打破了結(jié)晶器和鑄坯之間要有一定的速度關(guān)系的限制，著重發(fā)揮它的脫模作用，用偏心輪代替凸輪，正弦振動(dòng)仍有一小 段負(fù)滑動(dòng)階段，有利于脫模，速度、加速度變化平緩，采用偏心輪設(shè)備簡(jiǎn)單，易于加工制造、安裝和維護(hù)，運(yùn)動(dòng)精度高，設(shè)備運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，沖擊小，易于采用較高頻率振動(dòng)。 隨著負(fù)滑動(dòng)理論的出現(xiàn)，矩形速度規(guī)律被梯 形速度規(guī)律所代替，其特點(diǎn)是結(jié)晶器向下運(yùn)動(dòng)過程中有較長(zhǎng)一段時(shí)間其速度稍大于拉坯速度，即 “ 負(fù)滑脫運(yùn)動(dòng) ” ，使坯殼中產(chǎn)生壓應(yīng)力，可以使拉裂的坯殼壓合，使粘結(jié)的坯殼強(qiáng)制脫模，結(jié)晶器在上升、下降轉(zhuǎn)折點(diǎn)處速度變化較緩和，提高了設(shè)備的平穩(wěn)性，梯形波的出現(xiàn)使連鑄的生產(chǎn)更加順暢，這種速度波形沿用了很多年，負(fù)滑動(dòng)理論一直沿用至今。但其主要缺點(diǎn)是機(jī)械加工比較困難，振動(dòng)機(jī)構(gòu)和拉坯機(jī)構(gòu)之間要有嚴(yán)格的電器連鎖，在上升和下降的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處速度變化很大，設(shè)備沖擊大，不利于采用高頻振動(dòng)。 最早出現(xiàn)的是矩形速度振動(dòng)規(guī)律，基于 “ 拉裂 —— 焊合 ” 理論，其特點(diǎn)是結(jié)晶器在下降時(shí)與鑄坯做同步運(yùn)動(dòng)，然后以 3 倍的拉坯速度上升，即所謂的 3:1 型振動(dòng)方式。通過減小振動(dòng)行程、延長(zhǎng)正滑脫時(shí)間和減小振動(dòng)頻率這三條途徑可達(dá)到減小相對(duì)速度從而減小摩擦力的目的。當(dāng)相對(duì)速度達(dá)到一定數(shù)值時(shí) ,摩擦可能會(huì)導(dǎo)致坯殼與結(jié)晶器內(nèi)壁之間的液態(tài)潤(rùn)滑膜被撕裂 ,潤(rùn)滑被破壞 ,或者坯殼被撕裂這兩種后果。在結(jié)晶器振動(dòng)正滑脫期間摩擦力及其引起的對(duì)坯殼的拉應(yīng)力就較大 ,可能將初生坯殼拉裂 ,為此開發(fā)了采用負(fù)滑脫的非正弦振動(dòng)技術(shù) 來減小這一摩擦力。 結(jié)晶器壁與運(yùn)動(dòng)坯殼之間存在摩擦力 ,此摩擦力被認(rèn)為是撕裂坯殼進(jìn)而限制澆注速度的基本因素。結(jié)晶器向上運(yùn)動(dòng)時(shí) ,減少新生坯殼 與銅壁產(chǎn)生黏著 ,以防止坯殼受到較大的應(yīng)力 ,使鑄坯表面出現(xiàn)裂紋 。 連鑄結(jié)晶器振動(dòng)概述 結(jié)晶器振動(dòng)是連鑄機(jī)的核心技術(shù)之一 ,鋼水所 形成的坯殼與結(jié)晶器壁的脫離全靠振動(dòng)的作用。直結(jié)晶器用于立式 、 立彎式以及直弧形連鑄機(jī)，而弧形 結(jié)晶器 用在全弧型和橢圓形連鑄機(jī)上。這是因?yàn)殂~板表面要直接與鑄坯接觸而產(chǎn)生磨損 ,在高溫下要求銅板不軟化。銅板沒有足夠的強(qiáng)度 ,就會(huì)在表面或冷卻水槽底部產(chǎn)生龜裂 ,甚至導(dǎo)致冷卻水與鋼水接觸 ,并可能引起爆炸。其次 ,它要有高的屈服強(qiáng)度。首先 ,結(jié)晶器銅板必須具備良好的導(dǎo)熱性。 結(jié)晶器是連鑄設(shè)備中最為關(guān) 鍵的部件 ,在相當(dāng)大的程度上影響著鑄坯的質(zhì)量和連鑄生產(chǎn)的穩(wěn)定性。鋼水在結(jié)晶器內(nèi)冷卻，初步凝固成形，并具有一定厚度的坯殼，這一過程是在坯殼與結(jié)晶器壁連續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)下完成的。本文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的結(jié)晶器液壓振動(dòng)波形發(fā)生器的目的即控制結(jié)晶器按給定波形規(guī)律進(jìn)行振動(dòng)。目前先進(jìn)的連鑄機(jī)結(jié)晶器主要采用電液伺服振動(dòng)裝置 ,它可以方便地實(shí)現(xiàn)非正弦波形等多種振動(dòng)規(guī)律、實(shí)時(shí)顯示振動(dòng)波形、在線修改振動(dòng)參數(shù) ,自動(dòng)化程度高 ,是連鑄生產(chǎn)中提高板坯表面和內(nèi)在質(zhì)量的先進(jìn)技術(shù)。通過給定的振動(dòng)波形（頻率和振幅可由鍵盤設(shè)定），對(duì)結(jié)晶器液壓振動(dòng)進(jìn)行控制，可以通過調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率、振幅和波形偏斜因子來控制波形的變化 ,使非正弦運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速度發(fā)生變化 ,內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 從而能夠得到高質(zhì)量鑄坯 ,并能有效避免粘結(jié)的振動(dòng)波形?？梢钥闯鍪钦駝?dòng)的結(jié)晶器使連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化 。 容漢斯振動(dòng)結(jié)晶器在這兩臺(tái)連鑄機(jī)上的成功應(yīng)用，使其在鋼連鑄中迅速得到了推廣。 勒德隆鋼公司（ Allegheng Ludlum Steel Corporation）的 Watervliet 廠的一臺(tái)方坯試驗(yàn)連鑄機(jī)上采用了振動(dòng)結(jié)晶器。 羅西（ Irving容漢斯開發(fā)的結(jié)晶器振動(dòng)裝置于 1933 年成功的應(yīng)用于有色金屬黃銅的連鑄。Pehrson ）曾提出結(jié)晶器應(yīng)按照一定的振幅和頻率做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的想法，但真正將這一想法付諸實(shí)施的卻是德國人容漢斯（ S 據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載，于 1913 年瑞典人皮爾遜（ A鑄機(jī)采用的是垂直固定的結(jié)晶器，拉坯過程中，坯殼極易與結(jié)晶器壁發(fā)生粘結(jié)，從而導(dǎo)致拉不動(dòng)或拉漏事故。Waveform Generator。Hydraulic pressure vibration。 關(guān)鍵詞： :結(jié)晶器； 液壓 振動(dòng)；單片機(jī)； 波形發(fā)生器； D/A 轉(zhuǎn)換 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） Based on SCM crystallization hydraulic vibration waveform generator design Under the crew of Abstract In the continuous casting tandem rolling production process, the crystallizer is controlled the vibration according to the predetermined profile is the conticaster regular production important safeguard. At present the advanced conticaster crystallizer mainly uses the battery solution servo shakeout equipment, it may realize the nonsinusoidal wave form conveniently and so on many kinds of vibration rules, the real time display vibration profile, the online revision vibration parameter, the automaticity is high, is in the continuous casting production enhances the tube blank surface and the intrinsic quality vanguard technology. How controls crystallizer (Mould) according to assign the profile rule to carry on the vibration is the continuous casting production process key technologies. This article designs is the control crystallizer according to assigns the profile rule based on monolithic integrated circuit39。 該波形發(fā)生器以 89C51 單片機(jī) 為核心，外 接 鍵盤 及 雙緩沖方式 D/A 轉(zhuǎn)換電路 ，可產(chǎn)生方波、三角波、鋸齒波、正弦波 以及非 正弦波 等多種波形，可通過鍵盤設(shè)定所需波形 參數(shù) 。 如何控制結(jié)晶器 (Mould)按給定波形規(guī)律進(jìn)行振動(dòng)是連鑄生產(chǎn)過程的關(guān)