【正文】 SH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 口 ： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩 沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 口 ： P0 口為一個(gè) 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 AT89C51 的主要特征： （ 1） 與 MCS51 兼容 （ 2） 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 （ 3） 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) （ 4） 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 （ 5） 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz （ 6） 三級程序存儲(chǔ)器鎖定 （ 7） 128*8 位內(nèi)部 RAM （ 8） 32可編程 I/O 線 （ 9） 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 （ 10） 5個(gè)中斷源 天津理工中環(huán)信息學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 （ 11） 可編程串行通道 （ 12） 低功耗的閑置和掉電模式 （ 13） 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 （ 14） AT89C51 管腳說明： （ 15） VCC：供電電壓。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 單片機(jī)的選擇 AT89C51是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 單片機(jī)可靠性高，可工作到 10^6 ~10^7 小時(shí)無故障 。單片機(jī)包括 CPU、 4KB 容量的 ROM（ 8031 無）、 128 B 容量的 RAM、 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 4個(gè) 8位并行口、全 雙工串口行口。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞 ——“智能型 ”，如智能型洗衣機(jī)等。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡單運(yùn)算和控制。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。不過，這種電腦，通常是指個(gè)人計(jì)算機(jī)，簡稱 PC 機(jī)。一樣的道理，如果把巨型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用 PC 上 來運(yùn)行，家用PC 的也是承受不了的。一個(gè)可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個(gè)按鈕，也會(huì)達(dá)到幾十 K 的尺寸！對于家用 PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機(jī)來講是不能接受的。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。 它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的（比如家用 PC）的主要區(qū)別。 單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如 CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用天津理工中環(huán)信息學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱 很多，不過價(jià)錢也是低的，一般不超過 10 元即可 ......用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了 I/O 設(shè)備。汽車上一般配備 40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不 僅遠(yuǎn)超過 PC 機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 12部單片機(jī)。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng)。目前，高端的 32 位單片機(jī) 主頻 已經(jīng)超過300MHz，性能直追 90 年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價(jià)格跌落至 1美元，最高端[1]的型號也只有 10 美元。隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM系列的廣泛應(yīng)用， 32 位單片機(jī)迅速取代 16 位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很 廣泛的應(yīng)用。此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)。 早期的單片機(jī)都是 8 位或 4位的。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 單片機(jī)的介紹 單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫 MCU 表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。 （ 3）起動(dòng)參數(shù)可調(diào)，根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的起動(dòng)電流 。對電機(jī)無沖擊，提高了供電可靠性，平穩(wěn)起動(dòng)，減少對負(fù)載機(jī)械的沖擊轉(zhuǎn)矩，延長機(jī)器使用壽命。 軟啟動(dòng)與傳統(tǒng)減壓起動(dòng)方式的不同之處是： （ 1）無沖擊電流。這些起動(dòng)方式都屬于有級減壓起動(dòng)，存在明顯缺點(diǎn)，即起動(dòng)過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。所以，電子軟啟動(dòng)器應(yīng)是我們首選的目標(biāo)。電子軟啟動(dòng)器一般都是采用 16位單片機(jī)進(jìn)行智能化控制，他既能保證電動(dòng)機(jī)在負(fù)載要求的起動(dòng)特性下平滑起動(dòng)，又能降低對電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)直接計(jì)算機(jī)通訊控制，為自動(dòng)化智能控制打下良好的基礎(chǔ)。 對于降壓起動(dòng)目前有兩種方式，一種是降壓起動(dòng)，一種是軟啟動(dòng)。所謂電子軟啟動(dòng)器，就是使用晶閘管調(diào)壓技術(shù)，采用單片機(jī)控制的起動(dòng)器，在用戶規(guī)定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)自動(dòng)地將起動(dòng)電壓連續(xù)平滑地上升，直到達(dá)到額定電壓，從而達(dá)到有效控制起動(dòng)電流的目的 。 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、性價(jià)比高和工作特性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今工業(yè)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，但它有一明顯缺點(diǎn)，就是起動(dòng)電流過大 (一般起動(dòng)電流為額定電流的 5～ 7倍甚至更大 )，這樣不論是對電動(dòng)機(jī)本身，還是對電網(wǎng)以及其他電氣設(shè)備，都會(huì)產(chǎn)生不利的影響。旁路型電路復(fù)雜化，系統(tǒng)可靠性降低。在線型是指起動(dòng)完畢，不需要觸器旁路，一直帶電工作的工作方式，晶閘管長期在線運(yùn)行功耗太大造成能源浪費(fèi)、給電網(wǎng)帶來高次諧波污染等。 圖 軟停車示意圖 天津理工中環(huán)信息學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 Figure soft parking schemes 向電機(jī)輸入直流電流，從而加快制動(dòng)，制動(dòng)時(shí)間可調(diào)，主要用于慣性力矩大的負(fù)載或需快速停機(jī)的場合，在一定的場合代替了 反接制動(dòng)停車。軟停車功能正好能滿足此要求。 如圖 所示，在停車信號發(fā)出后，軟啟動(dòng)器輸出電壓從額定電壓 Ue 迅速降到跌落電壓 Usd，再按所設(shè)定的時(shí)間降到起始電壓 Ui，軟啟動(dòng)器停止輸出。 圖 突跳控制起動(dòng)示意圖 Figure turkestan jump control diagram starting 用在輕載起動(dòng)的場合，在保證起動(dòng)壓降下發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，盡可能的縮短了起動(dòng)時(shí)間，是最優(yōu)的輕載軟啟動(dòng)方式。但是，突跳會(huì)給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其它負(fù)荷，應(yīng)用時(shí)要特別注意。如圖 所示。 圖 限流起動(dòng)示意圖 Figure current limiting start schemes 指輸出電壓按預(yù)先設(shè)定的斜坡線性上升，即電壓由小到大斜坡線性上升，它是將傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)從有級 變成了無級。此方式的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流小，且可按需要調(diào)整，對電網(wǎng)影響小。 天津理工中環(huán)信息學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 軟啟動(dòng)常用的幾種啟動(dòng)方式 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，軟啟動(dòng)器輸出電壓從零迅速增加，直到輸出電流上升到設(shè) 定的限流值 Iq，在輸出電流不大于 Iq 下，電壓逐漸上升，電機(jī)加速，直到起動(dòng)完成。這樣，電動(dòng)機(jī)的起 動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流的限制可以通過定子電壓的控制來實(shí)現(xiàn)，而定子電壓又是通過可控硅的導(dǎo)通相角來控制的，所以不同的初始相角可實(shí)現(xiàn)不同的端電壓，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流的最大值可根據(jù)負(fù)載而設(shè)定 ,以滿足不同的負(fù)載起動(dòng)要求。它通過單片機(jī)及相應(yīng)的數(shù)字電路控制晶閘管觸發(fā)脈沖的遲早來改變觸發(fā)角的大小，從而改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，最終改變加到電動(dòng)機(jī)三相繞組的電壓大小。如圖 所示。 天津理工中環(huán)信息學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 第二章 軟啟動(dòng)的基本原理和特點(diǎn) 軟啟動(dòng)原理 軟啟動(dòng)是指運(yùn)用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟啟動(dòng)器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動(dòng)結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓的起動(dòng)方法。 （ b）采用 51單片機(jī)，設(shè)計(jì)單片機(jī)及其接口電路、晶閘管主電路和驅(qū)動(dòng)板。 因此研究 交流 電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)器 控制系統(tǒng) ，以此來克服上述電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的缺點(diǎn)，是很有現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)效益的。 本課題的意義及主要工作 電機(jī)直接起動(dòng)存在較大的沖擊，消耗了大量電能。發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的液態(tài)軟起動(dòng)產(chǎn)品，一般用在中壓繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)中。固態(tài)軟起動(dòng)裝置是發(fā)達(dá)國家軟起動(dòng)的主流產(chǎn)品，各知名廠家均有自己固態(tài)軟起動(dòng)的品牌，在其功能上又各具特色 。 天津理工中環(huán)信息學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 從國外軟啟動(dòng)器的發(fā)展?fàn)顩r看，發(fā)達(dá)國家的電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)產(chǎn)品主要是固態(tài)軟起動(dòng)裝置和兼作軟起動(dòng)的變頻器。國內(nèi)廠商開始在軟起動(dòng)器市場的研發(fā)、生產(chǎn)和制造加大投入，推出各類型 6～ 10kV 的國產(chǎn)固態(tài)軟起動(dòng)系統(tǒng)，促進(jìn)了整個(gè)軟啟動(dòng)市場的開發(fā)和增長。它能夠滿足起碼的軟起動(dòng)要求，售價(jià)低，維護(hù)雖然麻煩，但難度不大。國產(chǎn)液態(tài)軟起動(dòng)裝置比國外產(chǎn)品簡單，成本更低，電解液配置不采用蒸餾水，液箱也做成不密封的。它既能改變電動(dòng)機(jī)的 起動(dòng)特性保護(hù)拖動(dòng)系統(tǒng)，更能保證電動(dòng)機(jī)可靠起動(dòng)，又能降低起動(dòng)沖擊 。所以，不得不在電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)設(shè)備上做工 作。作為重要驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)來說，它的控制方式受到廣大技術(shù)人員的高度重視。智能控制技術(shù)的應(yīng)用，給我們提出了很多要求。如：智能大廈、無人值守泵站、無人值守供熱站、各種遙控調(diào)度系統(tǒng)、生產(chǎn)作業(yè)自動(dòng)化等等。 軟啟動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn) 對于大功率異步電動(dòng)機(jī)而言，軟啟動(dòng)比硬起動(dòng)（即直接起動(dòng)）和傳統(tǒng)降壓起動(dòng)具有以下主要優(yōu)點(diǎn)： 電氣設(shè)備的正常運(yùn)行； ，降低電機(jī)起動(dòng)過程中線路的沖擊電流，減少電動(dòng)機(jī)（傳動(dòng)機(jī)械）的沖擊電流及對電網(wǎng)和配電系統(tǒng)的沖擊，延長電動(dòng)機(jī)（傳動(dòng)機(jī)械）使用壽命； ：硬起動(dòng)產(chǎn)生的沖擊電流會(huì)以電磁波的形式干擾電氣儀表的正常運(yùn)行； ，用一臺(tái)起動(dòng)器控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，起動(dòng)電流、起動(dòng)時(shí)間可分別設(shè)置；多種起動(dòng)模式：電壓斜坡起動(dòng)、限流起動(dòng)、脈沖突跳起動(dòng)，具有軟停車功能； ：過載保護(hù)、斷相保護(hù)、過壓和欠壓保護(hù)等。軟起動(dòng)器特別適用于各種泵類負(fù)載或風(fēng)機(jī)類負(fù)載，需要軟起動(dòng)與軟停車的場合。 原則上，籠型異步電動(dòng)機(jī)凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合都可適用。當(dāng)該軟起動(dòng)器用于內(nèi)接時(shí)因可控硅模塊上承受的是三角形接法時(shí)的相電流，所以相同電流的軟起動(dòng)器在內(nèi)接時(shí)可以負(fù)載比外接時(shí)大 倍的電機(jī)。該軟起動(dòng)器所有參數(shù)均通過面板上的三只旋鈕電位計(jì)和一只拔碼開關(guān)設(shè)定，直觀準(zhǔn)確。該軟起動(dòng)器可不帶旁路持續(xù)在線運(yùn)行。 軟起動(dòng)器安裝調(diào)節(jié)方便， 所有控制連接及參數(shù)調(diào)節(jié)均在正面上完成。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，啟動(dòng)過程結(jié)束，軟啟動(dòng)器自動(dòng)用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動(dòng)器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。 軟啟動(dòng)的作用 軟啟動(dòng)器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動(dòng)機(jī) 定子之間。 ，可以避免長期運(yùn)行使晶閘管發(fā)熱，延長了使用壽命。變頻器具 備所有軟啟動(dòng)器功能，但它的價(jià)格比軟啟動(dòng)器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多 。 它與變頻器有 的 區(qū)別 軟啟動(dòng)器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。 ：通過軟起動(dòng)器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動(dòng)關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報(bào)警信號。通過增加過載電流的設(shè)定和反時(shí)限控制模式，實(shí)現(xiàn)了過載保護(hù)功能，使電機(jī)過載時(shí)，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報(bào)警信號 。此外，它還具有多種對電機(jī)保護(hù)功能，這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端。智能型軟起動(dòng)器是一種集軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護(hù)于一體的新穎電機(jī)控制裝置，又稱為 SoftStarter。因此電子式軟起動(dòng)器將逐步取代落后的 Y/Δ、自耦減壓和磁控式 等傳統(tǒng)的減壓起動(dòng)設(shè)備成為必然。這些方法雖然可以起到一定的限流作用，但沒有從根本上解決問題。解決辦法有兩個(gè)：增大配 電容量 ，采用限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備，如果僅僅為起動(dòng)電機(jī)而增大配電容，從經(jīng)濟(jì)角度上來說 ，顯然不可取。然而由于其起動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生較大沖擊電流 (一般為 Ie 的 58倍 )，同時(shí)由于起動(dòng)應(yīng)力較大，使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低。因此軟啟動(dòng)器在市場上得到廣泛應(yīng)用，并且軟啟動(dòng)器所附帶的軟停車功能有效地避免 水泵 停止時(shí)所產(chǎn)生的 “水錘效應(yīng)”。 軟啟動(dòng)器于 20世紀(jì) 70年代末和 80 年代初投入市場，填補(bǔ)了星 三角啟動(dòng)器和 變頻器 在功能實(shí)用性和價(jià)格之間