数字软启动的可控硅触发系统设计毕业论文(编辑修改稿)

数字软启动的可控硅触发系统设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

路 ，价格 也 适中。 通过上面比较，我们最终选用 CD4511 作为显示器的接口芯片。 D/A 转换芯片的选型 方案一： DAC0832 是 8 位分辨率的 D/A 转换集成芯片， 与微处理器完全兼容。 以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点。 DAC0832 为电流型输出， 应用时需外接运 算放大器使之成为电压型输出，其转换时间为 1us,工作电压为 +5v+15v 因此在单片机控制 中得到了广泛的应用。 方案二： TLC5615 为美国德州仪器公司 1999 年推出的产品，是具有串行接口的数模转换器，其输出为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍。 带有上电复位功能，即把 DAC 寄存器复位至全零。 TLC5615 性能价格比高，目前在国内市场很方便购买。 DAC0832 串行接口数模转换器 ， 引脚多，体积大，占用单片机的口线多。 而串行数模转换器 TLC5615 的体积小，占用单片机的口线少，为减少线路板的面积和占用单片机的口线， 我们 采用 TLC5615 串行数模转换 器。 报警和工作状态指示灯选择 报警单元我们选用常用的普通蜂鸣器即可，工作状态指示灯选用 发光二极管。 其它硬件直接选择常用器件，如选用 TL431给 数模转换器 TLC5615提供基准电压，选择 TL072 用来作为 数模转换器 TLC5615 输出的电压跟随器。 数字软启动的可控硅触发系统设计 9 3 硬件设计 关于 STC12C5410AD STC12C5410AD 是深圳宏晶科技公司生产的低电压，高性能 CMOS8 位单片机，片内含有可反复擦写的只读程序存储器（ EEPROM）和 512bytes 的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS51 指令系统及 8052 产品引脚兼容，片内置通用 8 位中央处理器（ CPU）和 FLASH存储单元，功能强大 STC12C5410AD 单片机适用于许多较为复杂控制应用场合。 STC12C5410AD 的 芯片 管脚图如图 所示。 图 STC12C5410AD 管脚图 具体特点如下： （ 1）增强型 8051 CPU， 1T，单时钟 / 机器周期，指令代码完全兼容传统 8051 （ 2）工作电压， STC12C5410AD 系列工作电压： ～ （ 5V 单 片机）/ ～ （ 3V 单片机） （ 3）工作频率范围： 0 ～ 35 MHz，相当于普通 8051 的 0～ 率可达 48MHz （ 4）用户应用程序空间 12K / 10K / 8K / 6K / 4K / 2K / 1K 字节 （ 5）片上集成 512 字节 RAM(STC12C5410AD 系列 ), STC12C2052AD 系列单.12RST3RxD/4TxD/5XTAL26XTAL17INT0/8INT1/9ECI/T0/10PWM1/PCA1/CEX1/T1/11PWM3/PCA3/CEX3/1213GND1415161718192021222324252627VCC28数字软启动的可控硅触发系统设计 10 片机为 256 字节 RAM （ 6）通用 I/O 口（ 27/23/15 个），复位后为： 准双向口 / 弱上拉（普通 8051 传统 I/O 口），可设置成四种模 式：准双向口 / 弱上拉，推挽 / 强上拉，仅为输入 / 高阻，开漏。 每个 I/O 口驱动能力均可达到 20mA，但整个芯片最大不得超过 55mA （ 7） ISP（在系统可编程） /IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（ ）直接下载用户程序，数秒即可完成一片 （ 8） EEPROM （ 9） 看门狗 （ 10）内部集成 MAX810 专用复位电路（外部晶体 20M 以下时，可省外部复位电路） （ 11）时钟源：外部高精度晶体 / 时钟，内部 R/C 振荡器 用户在下载用户程序时，可选择是使 用内部 R/C 振荡器还是外部晶体 / 时钟 常温下内部 R/C 振荡器频率为： ～ 精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，应认为是4MHz ～ 8MHz （ 12）共 2个 16 位定时器 / 计数器，但可用 PCA 模块再产生 4个定时器 (2052 系列只有两路 PCA) （ 13）外部中断 2 路 ,下降沿中断或低电平触发中断 ,Power Down 模式可由外部中断唤醒 （ 14） PWM(4 路） /PCA（可编程计数器阵列 ,4 路） ,5410 系列是 4 路，可用来当 4 路 D/A 使 用，可用来再实现 4个定时器，也可用来再实现 4个外部中断 (上升沿中断 / 下降沿中断均可分别或同时支持 ) （ 15） A/D 转换 , 10 位精度 ADC，共 8 路。 STC12C2052AD 系列只有 8 位精度 （ 16）通用全双工异步串行口 (UART)，由于 STC12 系列是高速的 8051，也可再用定时器软件实现多串口 （ 17） SPI 同步通信口，主模式 / 从模式 （ 18）工作温度范围： 0～ 75℃ / 40～ +85℃ （ 19）封装： PLCC32, PDIP28， SOP28， PDIP20， SOP20， TSSOP20(超小数字软启动的可控硅触发系统设计 11 封状 ， )， PLCC32 有 27个 I/O 口， PDIP28/SOP28 有 23 个 I/O 口，PDIP20/SOP20/TSSOP20 有 15 个 I/O 口， I/O 口不够时，可用 74HC595 / 74HC165 串行扩展 I/O 口，或用双 CPU,三线通信，还多了串口。 电源 模块 本控制系统由单片机及其外围电路组成，需要 5V, 12V 两组电源。 5V 电源主要给单片机供电， 12V 给 电压跟随器供电。 电源的总体设计为，采用变压器变压，电桥整流，电容滤波， 再接稳压电路。 稳压电路有两种方式，即线性稳压和开关稳压。 线性稳压的调整管工作在放大区，输出纹波小，但效率较低。 开关稳压的调整管工作在开关状态。 开关电源与线性稳压电源相比，具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等特点，但开关电源的突出缺点是会产生较强的电磁干扰 (EMI)。 由于 EMI 信号既占有很宽的频率范田，又有一定的幅度，经传导和辐射会污染电磁环境，会对通信设备和电子仪器造成干扰。 如果处理不当，开关电源本身就会变成一个干扰源。 而单片机为一个敏感元件，外界干扰对它的性能有很大影响。 且考虑到线性稳压器可 提供较大的电流，因而采用线性稳压器。 此电源电路首先把 220V 交流电用变压器变换成输出电压 11V,输出电流 15OmA左右的交流电，再通过整流桥进行全波整流得到直流电，此电源给需 要 12V 电压的器件供电，且此直流电压是线性串联稳压器 7805 的输入。 7805 的特性和封装有关，TO92(类似于普通塑封三极管 )， ()， TO220(使用最广泛 )， 7W ()散热良好。 TO3(金封大功率 )， 25W (5A)。 选用 TO92 封装的 7805，其输出值即为 +5V 电源，给单片机供电。 其电路图如图 所示。 2 2 0 u F 1 0 47 8 0 50 . 1 u F+ 1 1 V1 0 3 1 0 4 4 7 0 u F+ 5 V~ 2 2 0 V++ 图 线形稳压电路图 数字软启动的可控硅触发系统设计 12 图中的 220uF 电容是整流滤波电容，对整流输出的纹波分量进行滤波，容值越大，滤波效果越好，与它并联的 104 电容主要是抑制高频干扰，同时也有抑制高频振荡的作用。 输出端并接的 470uF 极性电容主要为稳压电源提供瞬间的脉冲响应电流输出，并联的 104 电容也是抑制高频干扰的作用。 复位电路 模块 单片机的复位都是靠外部电路实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的 RST引脚上出现 24 个时钟振荡脉冲 (2 个机器周期 )以上的高电平，单片机 便可以实现初始化状态复位。 为了保证应用系统可靠的复位 ，在设计复位电路时，通常使 RST 引脚保持 10ms 以上的高电平。 只要 RST 保持高电平，则 STC12C5410AD 就可以循环 复位；当 RST 从高电平变为低电平以后， STC12C5410AD 单片机就从 主 程序开始执行程序。 根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和上电或开关复位。 上电或开关复位在上电后，由于电容 C1 的充 电 作用，使 RST 持续一段时间的高电平。 当单片机已在运行当中时，按下复位键 S5 后松开，也能使 RST 为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作，由于调试的需要，我们设计了开关复位组合电路如图 所示。 图 开关复位与上电复位 按键 模块 按键设定部分比较简单，因为本系统按键少，所以在设计上采用了独立按键方式，程序的编制上也采用了简单的扫描方式。 图 是 按键与单片机的接口电路。 通过数字软启动的可控硅触发系统设计 13 S S S3 三个按键可以设置软启动的启动电压和启动时间， 按下 S4 键时后，软启动正式开始。 图 键盘与单片机接口 程序执行后工作指示灯 LED 闪动， 蜂鸣器连续发生三次， 表示程序开始执行，同时 四位 七段显示器 开始显示数值 ， ， 按下操作键 S1S4 动作如下： 操作键 S1：加一按键； 操作键 S2：减一按键； 操作键 S3：移位按键； 操作键 S4：启动 /停止设置，设为启动 /停止是时 ， 蜂鸣器发声三次。 显示模块 CD4511 是七段码十六进制锁存译码驱动芯片 ，易于和单片机连接， 只要将单片机输入的值送入 CD4511,然后直接与共阴的 LED 数码管 相连就可以了。 CD4511 管脚配置如图 所示 ， 下面对 其 作一下 简要 介绍。 数字软启动的可控硅触发系统设计 14 C2LT3BI4LE5D6A7VSS8B1VDD16a13e9d10c11b12g14f15 图 CD4511引脚 A、 B、 C、 D —— BCD 码输入端。 LE —— 锁存允许端。 当 LE＝ 0 时， 4 位 BCD 码进入锁存器，当 LE＝ 1 时，输入的数据被锁存。 LT 和 BI 一般接高电平。 a～ g —— 七段码输出端 STC12C5410AD 单片机的 I/O 和廉价的 CD4511 集成块连接，是实现多个 LED显示的一种简单方法，利用该方法设计的多路 LED 显示系统具有硬件结构简单、 软件编程容易和价格低廉的特点。 如图 所示是显示模块与单片机的接口电路。 数字软启动的可控硅触发系统设计 15 +5B1C2LT3BI4LE5D6A7VSS8e9d10c11b12a13g14f15VDD16U5CD4511B1C2LT3BI4LE5D6A7VSS8e9d10c11b12a13g14f15VDD16U6CD4511B1C2LT3BI4LE5D6A7VSS8e9d10c11b12a13g14f15VDD16U7CD4511B1C2LT3BI4LE5D6A7VSS8e9d10c11b12a13g14f15VDD16U8CD4511a7b6c1d2e4f9g103GND8U9a7b6c1d2e4f9g103GND8U10a7b6c1d2e4f9g103GND8U11a7b6c1d2e4f9g103GND8U12STC12C5410AD 图 显示模块与单片机接口电路 D/A 转换模块 数模转换模块采用三线串行接口芯片 TLC5615, 输出为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍 ， 性能价格比高 ， 易与 单片机连接。 TLC5615 主要特点 a. 10 位 CMOS 电。