【正文】 作的最大外加電壓，單位為V(伏特)。直流電機(jī)的額定值主要有下列幾項(xiàng)： 額定功率是指電機(jī)按照規(guī)定的工作方式運(yùn)行時(shí)所能提供的輸出功率。圖33 直流電機(jī)的勵(lì)磁方式 直流電機(jī)的額定值 電機(jī)制造廠按照國家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)電機(jī)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)而規(guī)定的每臺(tái)電機(jī)的主要性能指標(biāo)稱為電機(jī)的額定值。兩個(gè)繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢方向相同時(shí)稱為積復(fù)勵(lì)，兩個(gè)磁勢方向相反時(shí)稱為差復(fù)勵(lì)，通常采用積復(fù)勵(lì)方式。（4）復(fù)勵(lì)直流電機(jī) 每個(gè)主磁極上套有兩套勵(lì)磁磁繞組，一個(gè)與電樞繞組并聯(lián)，稱為并勵(lì)繞組。（3）串勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，如圖33(c)所示。勵(lì)磁電壓等于電樞繞組端電壓。（2）并勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)。永磁直流電機(jī)也屬于他勵(lì)直流電機(jī)，因其勵(lì)磁磁場與電樞電流無關(guān)。按勵(lì)磁方式的不同，直流電機(jī)可以分為以下4類。相應(yīng)地?fù)Q向器由許多換向片組成，使電樞線圈所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩足夠大并且比較均勻，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也就比較均勻。這就是直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理。導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下，ab轉(zhuǎn)到S極下，如圖32(b)所示，由于電流仍從電刷A流入，使cd中的電流變?yōu)橛蒬流向c，而ab中的電流由b流向a，從電刷B流出，此時(shí)載流導(dǎo)體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖32 直流電動(dòng)機(jī)工作原理示意圖 如圖32(a)所示。用左手定則可知導(dǎo)體ab和cd均受到電磁力的作用，且形成的轉(zhuǎn)矩方向一致，這個(gè)轉(zhuǎn)矩稱為電磁轉(zhuǎn)矩，為逆時(shí)針方向。 直流電機(jī)的基本工作原理 由下圖可知，當(dāng)將外部直流電源加于電刷A(正極)和B(負(fù)極)上，則線圈abcd中流過電流，在導(dǎo)體ab中，電流由a指向b，在導(dǎo)體cd中，電流由c指向d。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸之間亦互相絕緣。在電樞鐵心上放置了由兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個(gè)圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。轉(zhuǎn)動(dòng)部分有環(huán)形鐵心和繞在環(huán)形鐵心上的繞組。 系統(tǒng)各模塊的最終方案經(jīng)過仔細(xì)地分析和論證，選定了系統(tǒng)各模塊的最終方案如下：電源：采用三端穩(wěn)壓器組成穩(wěn)壓電源：處理器：采用單片機(jī)AT89C51組成控制系統(tǒng)；電機(jī)：采用直流電機(jī)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)：采用繼電器來控制直流電機(jī)；超重檢測：電阻應(yīng)變片稱重傳感器；報(bào)警模塊：采用聲光報(bào)警器；鍵盤：獨(dú)立式鍵盤接口查詢方式；顯示：采用發(fā)光二極管。集成三端穩(wěn)壓器的外部結(jié)構(gòu)簡單，使用比較方便。但該電路復(fù)雜，使用不方便。圖22 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路這種穩(wěn)壓電路的主回路是起調(diào)整作用的 T與負(fù)載串聯(lián)，故稱為串聯(lián)式穩(wěn)壓電路。基于以上分析，考慮到要驅(qū)動(dòng)的電機(jī)瞬時(shí)電流較大以及電路的復(fù)雜程度，采用方案二實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。采用該方法實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電路連接比較簡單，工作相對(duì)也比較可靠，成本低廉，技術(shù)成熟。采用該方法實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是工作可靠，節(jié)省制作和調(diào)試的時(shí)間，但成本很高?；谝陨戏治?，采用直流電機(jī)作為系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置。直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便，調(diào)整范圍廣，過載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)頻繁的快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)；能滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求。因此，步進(jìn)電機(jī)具有快速啟停能力，但步進(jìn)電機(jī)成本比較高且如果控制不當(dāng)容易產(chǎn)生共振。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件?；谝陨戏治?，采用單片機(jī)AT89C51作為系統(tǒng)的處理器。方案二：采用單片機(jī)AT89C51作為系統(tǒng)的處理器。 處理器的選擇與論證 方案一：采用FPGA（現(xiàn)場可編程門列陣）作為系統(tǒng)的處理器。 系統(tǒng)的主要部件方案論證與比較題目要求設(shè)計(jì)一自動(dòng)晾衣架，根據(jù)要求需采用一只電機(jī)來控制晾衣架的升降。該電路的輸入有超重信號(hào)輸入電路、手動(dòng)按鍵電路、過流檢測輸入電路；電路的控制核心是AT89C51單片機(jī)；輸出部分有聲光報(bào)警電路、狀態(tài)顯示電路、電機(jī)控制電路。電機(jī)的額定功率為120W。而競爭激烈的未來，特色將是吸引顧客的重要要素！ 　　　　2 整體電路設(shè)計(jì) 自動(dòng)晾衣架整體框圖本設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)自動(dòng)晾衣架的控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)晾衣架的自動(dòng)升降，衣服重量的自動(dòng)檢測及系統(tǒng)的故障保護(hù)功能。只有質(zhì)量被大眾接收，行業(yè)才可持續(xù)健康發(fā)展?；貧w產(chǎn)品本身——走質(zhì)量、特色路線：不斷改良、創(chuàng)新，引領(lǐng)行業(yè)重新重視質(zhì)量。除了要買來晾衣服，消費(fèi)者也許更注重心理上的需求和滿足。除了實(shí)用性很強(qiáng)外，更是一個(gè)頗具裝飾性的產(chǎn)品。從產(chǎn)品技術(shù)看，現(xiàn)代晾衣架晾桿的材質(zhì)和表面工藝處理也在不斷地提高，材質(zhì)用料上也從鐵質(zhì)到不銹鋼，再發(fā)展到鋁合金及目前采用的最新航空材料——鋁鈦合金，不斷地推進(jìn)發(fā)展。體驗(yàn)試營銷手段正悄然進(jìn)入晾衣架市場。目前，晾衣架產(chǎn)品的市場消費(fèi)觀念正在發(fā)生變化，人們晾曬衣服和生活用品的習(xí)慣從最早的原始的固定晾桿，到手拉升降衣架，再到自動(dòng)晾衣架和最新的數(shù)碼遙控晾衣架，短短的20年時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。特別最近幾年，中國的房地產(chǎn)迎來了前所未有的高速發(fā)展局面，緊隨其后的建材家居業(yè)，自然也水漲船高。可以看到，早期的封建社會(huì)，做工精細(xì)、用料講究的晾衣架只是上層權(quán)貴階層的奢侈家庭用品，而普通的老百姓是享受不到的，他們只能就地取材，竹竿或木棍做晾桿，再加上一個(gè)自制的支架，就成了“平民晾衣架”，而且這個(gè)晾衣的傳統(tǒng)竟然沿用了幾千年，直到現(xiàn)在中國不少的農(nóng)村地區(qū)仍在使用這種最樸實(shí)、最簡單的晾衣方式。因此，造就清代衣架的繁華、端莊、巨大，是這一個(gè)時(shí)期的特征，也是區(qū)別其他時(shí)代的不同之處。清朝實(shí)行“易服”政策，推行穿滿人服裝，滿人體魄剽悍而高大，所穿的服裝體積大，份量重。明清官員頭戴烏紗紅纓帽，身著前后綴有補(bǔ)子的馬蹄袖長袍，故清代衣架高大，立柱上設(shè)有橫桿，二端出挑，雕有文飾回紋，墩上有立柱，前后兩個(gè)鏤雕卷草花抵夾。晾衣架從選材、設(shè)計(jì)、雕刻制作，在明代的時(shí)期都達(dá)到了很高的藝術(shù)水平。衣架下端以兩塊墩子木作支撐，里外兩面浮雕回紋，前后兩個(gè)鏤雕卷草花抵夾。下部用兩橫木墩以穩(wěn)定立柱，在上橫桿下部的兩柱之間，另加一根橫桿，以起加固作用。春秋時(shí)期，橫架的木桿，用以掛衣曰“桁”，又叫“木施”。晾衣架是我國較早出現(xiàn)的一種家具，周朝開始實(shí)行禮制，貴族階層對(duì)衣冠十分重視，為了適應(yīng)這種需要，較早就出現(xiàn)了專門用來懸掛衣物的架子。晾衣架的各種配件也層出不窮，每一件配件都可以作為裝飾品，點(diǎn)綴現(xiàn)代家庭的陽臺(tái)。自動(dòng)晾衣架是大約10年前出現(xiàn)的一種晾曬衣服的用具。但自動(dòng)晾衣架有著手動(dòng)晾衣架不可比擬的優(yōu)勢如升降更省力，升降速度更快等。自動(dòng)之所以未能普及推廣，這是由于整個(gè)行業(yè)技術(shù)上的不成熟以及售后服務(wù)的局限——畢竟是鑲在天花板上，不像小家電一樣容易搬移去維修保養(yǎng)。自動(dòng)晾衣架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)晾衣架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄中文摘要 I英文摘要 II1 緒論 1 自動(dòng)晾衣架介紹 1 晾衣架的歷史及現(xiàn)狀 1 晾衣架行業(yè)的發(fā)展及未來 22 整體電路設(shè)計(jì) 4 自動(dòng)晾衣架整體框圖 4 系統(tǒng)的主要部件方案論證與比較 4 處理器的選擇與論證 5 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇與論證 5 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的選擇與論證 5 穩(wěn)壓電源方案選擇與論證 6 系統(tǒng)各模塊的最終方案 63 基本元器件介紹及各部分電路設(shè)計(jì) 8 直流電機(jī)的運(yùn)行原理 8 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu) 8 直流電機(jī)的基本工作原理 8 直流電機(jī)的額定值 10 單片機(jī)原理 11 單片機(jī)原理概述 11 單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng) 11 AT89C51簡介 13 其它主要器件介紹 17 NE555介紹 17 集成運(yùn)放LM358介紹 19 繼電器的介紹 20 光耦介紹 22 串行下載口介紹 23 各部分電路設(shè)計(jì) 25 電源電路 25 時(shí)鐘電路 27 復(fù)位電路 28 按鍵電路 29 超重檢測電路 29 狀態(tài)指示電路 30 聲光報(bào)警電路 31 過流保護(hù)電路 32 控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路 33 串口電路 344 系統(tǒng)的軟件各部分設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 36 超重檢測部分 36 上升部分 36 下降部分 37 過流中斷部分 385 設(shè)計(jì)總結(jié) 39參考文獻(xiàn) 40附 錄 41自動(dòng)晾衣架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 緒論 自動(dòng)晾衣架介紹目前晾衣架分手動(dòng)、自動(dòng)兩種。手動(dòng)較為普及。因而目前，還是手動(dòng)為市場的主導(dǎo)。隨著技術(shù)的日臻完善，自動(dòng)晾衣架將成為市場的主導(dǎo)產(chǎn)品。這種產(chǎn)品剛出來時(shí)晾桿是用不銹鋼圓管做的，款式單一，只是作為一種方便晾曬衣服的工具，但隨著時(shí)間的推移，生產(chǎn)晾衣架的廠家越來越多，競爭越來越大，廠家各出奇謀，晾衣架的款式越來越多，越來越漂亮，晾衣架如今已不僅僅是一種晾曬的工具了，更演變成一種裝飾品，成為陽臺(tái)一道風(fēng)景線。 晾衣架的歷史及現(xiàn)狀自動(dòng)晾衣架是一中國特色的產(chǎn)品，上世紀(jì)八十年代末發(fā)源于中國，至今大約20年歷史，是一新興行業(yè)。各個(gè)朝代的衣架形式各有不同，名稱也有所不同。在宋代，衣架的使用較前代更為普遍，并且有形象的資料，河南禹縣宋墓壁畫梳妝圖中的衣架，它由兩根立柱支撐一根橫桿，橫桿兩頭長出立柱，兩頭微向上翹，并做成花朵狀。明代衣架整體造型仍保持著傳統(tǒng)模式，但用材、制作、裝飾很精致。上部和下部分用木插與立柱和座墩連接，由于底下的橫格木具有一定的寬度，故可以擺放鞋履等物。明清衣架造型典雅，裝飾精美，雕刻細(xì)致。上部和下部分用木插與立柱和座墩連接，兩墩安裝用小塊木料連接。有錢、有地位人的衣服，是由繡鳳的綾羅綢緞組成。清代衣架又俗稱“朝服架”，主要掛置男用官服所用，因此，所有的衣架主梁都如同二條仰首的雙龍，傲氣地橫臥在那里，象征著官運(yùn)享通，其余的如“?！薄ⅰ暗摗?、“壽”及各種裝飾性花飾，則進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)他們的價(jià)值觀念。 古時(shí)的衣架到了現(xiàn)代社會(huì)又有了新的演變和發(fā)展，隨著人類文明和科技的進(jìn)步，現(xiàn)代的制作工藝及新型合金材料運(yùn)用的相結(jié)合，產(chǎn)生了現(xiàn)代的晾衣架，晾衣架也日益發(fā)展成為現(xiàn)代家居生活的必備品。晾衣架做為建材類五金產(chǎn)品，隨著人民生活水平的提高，也成為了家庭裝修中消費(fèi)者必須考慮購買的家居用品。從消費(fèi)需求看，人們的消費(fèi)觀念也開始向品牌化、高檔化、簡易化的理性方向邁進(jìn)。消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的需求，也從簡單的使用需求，上升到對(duì)產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)、功能、色彩、服務(wù)等多方面的整合需求。 晾衣架行業(yè)的發(fā)展及未來 晾衣架，發(fā)展到今天，已經(jīng)不僅僅是一個(gè)晾衣服的工具。它是陽臺(tái)一道主要的風(fēng)景線。 目前晾衣架的“功能”已經(jīng)普遍得到消費(fèi)者的認(rèn)可，已經(jīng)形成一個(gè)“行業(yè)”。實(shí)用的產(chǎn)品，質(zhì)量才是永恒的。換言之，只要功能、質(zhì)量普遍被認(rèn)可，晾衣架將會(huì)成為居民生活一個(gè)必需品。設(shè)計(jì)衣物的搭載總重量不超過30kg。該設(shè)計(jì)電路的方框圖如圖21。狀態(tài)顯示聲光報(bào)警器過流檢測電機(jī)控制超重傳感器AT89C51手動(dòng)按鍵 圖21 整機(jī)原理方框圖電路工作原理:當(dāng)系統(tǒng)上電后，電源指示燈點(diǎn)亮；當(dāng)晾曬衣服時(shí)，超重傳感器檢測衣物是否超過電機(jī)所能承載的質(zhì)量，當(dāng)超過時(shí)聲光報(bào)警器就會(huì)報(bào)警，同時(shí)電機(jī)控制電路使電機(jī)不工作；當(dāng)上升按鍵被按下，上升指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)電機(jī)控制電路使電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)下降上升按鍵被按下，下降指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)電機(jī)控制電路使電機(jī)反轉(zhuǎn)；如果發(fā)生故障使電機(jī)處于過流工作時(shí)，過流檢測就會(huì)輸出信號(hào)使聲光報(bào)警器報(bào)警，同時(shí)使電機(jī)不工作。采用傳感器衣物是否超重，當(dāng)過載或發(fā)生故障時(shí)通過聲光報(bào)警器實(shí)現(xiàn)報(bào)警,另外還需用到鍵盤及顯示，下面對(duì)主要部件的選擇