單片機(jī)控制的電動(dòng)機(jī)Y—Δ啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)

周家煌

摘 要

文文介紹了單片機(jī)控制的電動(dòng)機(jī)Y-△啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)是一個(gè)以弱電控制強(qiáng)電的設(shè)計(jì)，有多方面的功能，為智能控制和精確控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)提供了合理有效的解決方案。本文對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并論述了各環(huán)節(jié)中的硬件電路設(shè)計(jì)，針對(duì)軟件設(shè)計(jì)與硬件的綜合調(diào)試進(jìn)行了全面的分析，以實(shí)現(xiàn)弱點(diǎn)控制強(qiáng)電為目的，并通過獨(dú)立式鍵盤對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)進(jìn)行調(diào)控，該設(shè)計(jì)經(jīng)過調(diào)試和檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)任務(wù)的各種指標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng) 電路設(shè)計(jì)

在我們生活中的各個(gè)領(lǐng)域隨處可見單機(jī)片的蹤跡：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)傳輸、各種智能IC卡、轎車的安全系統(tǒng)、攝影機(jī)、飛機(jī)上的各種控制儀表，甚至電子寵物和程控玩具，都離不開單片機(jī)的應(yīng)用。在工業(yè)中，電動(dòng)機(jī)的星三角啟動(dòng)的應(yīng)用十分廣泛，隨著技術(shù)自動(dòng)化的普及，工業(yè)中也出現(xiàn)了很多自動(dòng)機(jī)器，人們將原本需要人來控制的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的工作交給了單片機(jī)，不僅防止了很多意外的發(fā)生，同時(shí)也提高了電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)效率。

1 單片機(jī)控制的電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)電路的總體設(shè)計(jì)任務(wù)和選擇

首先要設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制的電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)，設(shè)置3秒鐘的啟動(dòng)時(shí)間，并通過按鍵設(shè)置電動(dòng)機(jī)Y-Δ進(jìn)行操作運(yùn)行和終止。該設(shè)計(jì)的基本要求和主要內(nèi)容有：控制器要采用STC89C52RC單機(jī)片；電動(dòng)機(jī)的選擇要用三相異步電動(dòng)機(jī)；正5V電源需要選用LM7805三端不可調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓集成器來實(shí)現(xiàn)；在弱電控制強(qiáng)電模塊中選用DC5V繼電器；在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行模塊中要采用220V的交流接觸器；顯示模塊要用兩位級(jí)聯(lián)共陰數(shù)碼管；設(shè)置模塊需要通過獨(dú)立式鍵盤來進(jìn)行設(shè)置和調(diào)控；指示模塊需選用不同顏色的發(fā)光二極管進(jìn)行指示操控。

根據(jù)上述任務(wù)設(shè)計(jì)的要求，經(jīng)分析探討，基于單片機(jī)定時(shí)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中包括的內(nèi)容有：電源模塊、定時(shí)模塊、控制器模塊、顯示模塊、設(shè)置模塊以及指示模塊。

2 單片機(jī)控制的電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)電路中系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 電源模塊電路

該設(shè)計(jì)通過+5V直流電壓來供電，一般來說，直流穩(wěn)壓電源的組成部分有電源變壓器、整流濾波電路和穩(wěn)壓電路。電源變壓器是把交流電網(wǎng)中220V的電壓轉(zhuǎn)換成為比所需要的值，交流電壓經(jīng)過整流電路變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓，因?yàn)槊}動(dòng)的直流電壓中含有大幅度的紋波，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)、溫度和負(fù)載發(fā)生變化時(shí)穩(wěn)壓電路能夠繼續(xù)保持直流電壓的穩(wěn)定，選用輸出電壓為+5V的三端集成穩(wěn)壓器LM7805，變壓器會(huì)將電網(wǎng)220V的電壓轉(zhuǎn)為+9V，通過發(fā)光二極管橋式整流之后，送入LM7805的輸入端。

2.2 復(fù)位和晶振電路

單片機(jī)在平時(shí)復(fù)位端電平是0，單片機(jī)復(fù)位主要通過按鍵高電平復(fù)位，該設(shè)計(jì)中的復(fù)位電路既能用于操作復(fù)位，也能實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。通電時(shí)，電極兩端可看做短路，RESET端電壓逐漸下降，也就是低電平，此時(shí)單片機(jī)開始工作。LED發(fā)光二極管在復(fù)位電路中主要用來指示電路電源是否安全接通，晶振電路采用的是外部無源晶振，晶振值選用12MHz，兩個(gè)諧振電容取值為30PF。

2.3 弱電控制強(qiáng)電電路

電氣觸頭可通過電流，可以把強(qiáng)電接觸器的線圈直接接在弱電繼電器觸頭上，如果弱電繼電器觸頭可通過電流，可在其上加一個(gè)中間繼電器以控制強(qiáng)電。

2.4 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行模塊電路

電動(dòng)機(jī)的電源通斷可以通過單片機(jī)控制的接觸器主觸頭加以控制，同時(shí)電機(jī)的星型啟動(dòng)三角運(yùn)行的效果可由單片機(jī)的定時(shí)來轉(zhuǎn)換。

2.5 電路設(shè)置

設(shè)置電路的過程中，電路可通過獨(dú)立式鍵盤的設(shè)置和調(diào)控加以控制，采用P2口作為獨(dú)立式鍵盤的行線，在這里不必加上拉電阻。

2.6 電路指示

此設(shè)計(jì)主要采用發(fā)光二極管作為指示燈，將發(fā)光二極管接在接口處，當(dāng)兩端的電壓差超出自身導(dǎo)通壓降時(shí)就會(huì)開始工作，此時(shí)的電流要滿足電流和電壓的要求，并與發(fā)光二極管的電流相適應(yīng)，二極管才可以正常發(fā)光。在發(fā)光二極管的連接處接入一個(gè)電阻，此電阻能夠通過對(duì)二極管圖電流的限制以減小耗損。該設(shè)計(jì)在+5V的電壓作用下采用510歐對(duì)電阻進(jìn)行限流，二極管會(huì)在不超出單片機(jī)的最大限流的前提下正常工作。

3 單片機(jī)控制的電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)電路中的軟件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)主程序流程

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程在系統(tǒng)主程序流程中的具體表現(xiàn)如下：

首先，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括地址的常量定義、初始化單片機(jī)各端口、資源分配、初始化電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間和定時(shí)器、設(shè)置推棧指針等。其次，能夠調(diào)用啟動(dòng)時(shí)間處理程序，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間為十六進(jìn)制數(shù)，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，如果要顯示出數(shù)碼管，就要進(jìn)行十進(jìn)制進(jìn)行區(qū)分，并且每一位都存在不同的單元。最后，可以調(diào)用啟動(dòng)時(shí)間以顯示程序，在顯示程序當(dāng)中，要對(duì)顯示的數(shù)值進(jìn)行滅0處理，當(dāng)啟動(dòng)的時(shí)間十位是0的話，將不顯示該位，以降低閱讀差錯(cuò)。先控制數(shù)碼管的位碼，選中要點(diǎn)亮的數(shù)碼管，此時(shí)將顯示出段碼。

3.2 程序設(shè)計(jì)和軟件調(diào)試

程序流程圖設(shè)計(jì)好之后就可以根據(jù)流程圖編寫程序了，該設(shè)計(jì)采用匯編語言編寫，經(jīng)調(diào)試，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。軟件的調(diào)試通過應(yīng)用KEIL軟件和ISIS軟件仿真電路進(jìn)行操作和控制，應(yīng)用KEIL軟件調(diào)試后會(huì)生成HEX文件，先對(duì)設(shè)計(jì)中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)試，再對(duì)主程序進(jìn)行調(diào)試，最后將各部分程序連接起來進(jìn)行整體調(diào)試。

4 結(jié)論

綜上所述，本設(shè)計(jì)開發(fā)了一種適用于人們的生產(chǎn)生活的，在單片機(jī)的基礎(chǔ)上控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)的定時(shí)裝置。同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和分析，論述了各環(huán)節(jié)中的硬件電路設(shè)計(jì)，針對(duì)軟件設(shè)計(jì)與硬件的綜合調(diào)試進(jìn)行了全面的分析，以實(shí)現(xiàn)弱點(diǎn)控制強(qiáng)電為目的，并通過獨(dú)立式鍵盤對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)進(jìn)行調(diào)控，該設(shè)計(jì)經(jīng)過調(diào)試和檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)任務(wù)的各種指標(biāo)。

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作者單位

杭州電子科技大學(xué) 浙江省杭州市 310018endprint