單片機控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設計 畢業(yè)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　2013 屆 工科 類</p><p>　　設計題目： 單片機控制的三相全控橋觸發(fā)系統(tǒng)設計 </p><p>　　設計時間：2012年 10 月15日至2012年12月15日</p><p><b>　　摘要</b>

2、;</p><p>　　電子技術的應用已深入到工農業(yè)經濟建設，交通運輸，空間技術，國防現(xiàn)代化，醫(yī)療，環(huán)保，和人們日常生活的各個領域，進入新世紀后電力電子技術的應用更加廣泛，因此對電力電子技術的研究更為重要。近幾年越來越多電力電子應用在國民工業(yè)中，一些技術先進的國家，經過電力電子技術處理的電能己達到總電能的一半以上。</p><p>　　本文主要介紹基于MCS—51系列單片機AT89C51芯

3、片控制的三相橋式全控整流電路的主電路和觸發(fā)電路的原理及控制電路，軟件部分由C51高級語言編程。具體運行由工頻三相電壓經變壓器后在芯片控制下在不同的時刻發(fā)出不同的脈沖信號去控制相應的SCR可控硅整流為直流電給負載供電。此種控制方式其主要優(yōu)點是輸出波形穩(wěn)定和可靠性高抗干擾強的特點。觸發(fā)電路結構簡單，控制靈活，溫度影響小，控制精度可通過軟件補償，移相范圍可任意調節(jié)等特點，目前已獲得業(yè)界的廣泛認可。并將在很多的工業(yè)控制中得到很好的運用。<

4、/p><p>　　關鍵詞：晶閘管 MCS—51單片機 觸發(fā)角 同步信號 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………...…Ⅰ</p><p>　　第一章 引言……………………………………………………………………..

5、……...3</p><p>　　1．1 研究背景和意義……………………………………………………………............3</p><p>　　1．1．1 晶閘管的發(fā)展現(xiàn)狀………………………………………………………..........3</p><p>　　1．1．2 電力電子技術的前景……………………………………………………......…3</p

6、><p>　　1．1．3 晶閘管的應用……………………………………………………………......…4</p><p>　　第二章 三相可控整流電路晶閘管的介紹……………………………...............5</p><p>　　2．1 三相橋式整流電路晶閘管的特征…………………………………………......…5</p><p>　　

7、2．1．1 晶閘管的開關特點…………………………………………………….......……5</p><p>　　2．1．2 晶閘管的幾種導通方式………………………………………………….......…6</p><p>　　2．1．3 晶閘管的基本特性…………………………………………………………........6</p><p>　　2．1．4 晶閘管的觸發(fā)……

8、………………………………………………………........…6</p><p>　　第三章 三相橋式全控整流電路………………………………………………….…7</p><p>　　3．1 三相橋式全控整流電路電阻性負載…………………………………….........…7</p><p>　　3．2 三相橋式全控整流電路電感性負載……………………………………

9、….........11</p><p>　　第四章 AT89C51芯片介紹………………………………………………………....…15</p><p>　　4．1 AT89C52主要性能參數……………………………………………………..........….15</p><p>　　4．2 AT89C52引腳及內部器件功能說明……………………………………….....

10、.........15</p><p>　　4．3 內部結構功能介紹…………………………………………….................................22</p><p>　　第五章 控制系統(tǒng)原理……………………………………………………………….…28 5．1 系統(tǒng)結構框圖……………………………..……………………………….............…28</p

11、><p>　　5．2 觸發(fā)器硬件組成…………..…………………………………………….............……29</p><p>　　5．3 移相觸發(fā)脈沖的控制原理………………………………………............……………29</p><p>　　第六章 系統(tǒng)硬件電路器件選擇………………………………………………………31</p><p

12、>　　6．1 晶閘管的參數及其選擇………………………………………………............……....31</p><p>　　6．1．1 晶閘管及平波電抗器…………………………………………….......……...…....31</p><p>　　6．1．2 晶閘管的保護………………………………………………………...........…...…32</p>

13、<p>　　6．2 具體器件的計算與選擇…………………………………………........…………....…34第七章 設計分析總結……………………………………………….............................36</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………………...….37</p><p><b>　　引

14、 言</b></p><p><b>　　研究背景和意義</b></p><p>　　基于AT89C51單片機的三相整流觸發(fā)控制系統(tǒng)。是應用于電力領域的電子技術，即使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術。</p><p>　　1．1．1晶閘管的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　晶閘管出現(xiàn)前的時期，用于電力變換

15、的電子技術已經存在：1904年出現(xiàn)了電子管(Valve)，能在真空中對電子流進行控制，并應用于通信和無線電，從而開了電子技術之先河。</p><p>　　后來出現(xiàn)了水銀整流器（Mercury-vapour thyratrons），其性能和晶閘管很相似。在30年代到50年代，是水銀整流器發(fā)展迅速并大量應用的時期。它廣泛用于電化學工業(yè)、電氣鐵道直流變電所以及軋鋼用直流電動機的傳動，甚至用于直流輸電。各種整流電路、逆變

16、電路、周波變流電路的理論己經發(fā)展成熟并廣為應用。在晶閘管出現(xiàn)以后的相當一段時期內，所使用的電路形式仍然是這些形式。交流電變?yōu)橹绷麟姷姆椒ǔy整流器外，還有發(fā)展更早的電動機一直流發(fā)電機組，即變流機組。和旋轉變流機組相對應，靜止變流器的稱呼從水銀整流器開始并沿用至今。</p><p>　　1947年美國貝爾實驗室發(fā)明晶體管（Transistor），引發(fā)了電子技術的一場革命；晶閘管（1957年）SCR（Silicon

17、 Controlled Rectifier）可通過門極控制開通，但通過門極不能控制關斷，屬于半控型器件目前由于其能承受的電壓、電流容量仍是目前器件中最高的，而且工作可靠，所以許多大容量場合仍大量使用。</p><p>　　1．1．2 電力電子技術的前景</p><p>　　電力電子器件發(fā)展的目標是：大容量、高頻率、易驅動、低損耗、小體積（高芯片利用率）、模塊化。新的控制技術的使用，以減小

18、電力電子器件的開關損耗，如軟開關技術；通過諧振電路使得器件在零電壓（ZVS）或零電流（ZCS）的狀態(tài)下進行開關。電力電子應用系統(tǒng)向著高效、節(jié)能、小型化和智能化的方向發(fā)展。</p><p>　　1．1．3 晶閘管的應用</p><p>　　一般工業(yè)：直流電動機有良好的調速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置；近年來電力電子變頻技術的迅速發(fā)展，使交流電機的調速性能可與直

19、流電機媲美，交流調速技術大量應用并占據主導地位。幾百W到數千KW的變頻調速裝置，軟起動裝置等；電化學工業(yè)大量使用直流電源，如電解鋁、電解食鹽水等。冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合，需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。</p><p>　　交通運輸：電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術更是

20、一項關鍵技術。除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅動并控制飛機、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術。以前的電梯大都采用直流調速系統(tǒng)，近年來交流變頻調速成為主流。</p><

21、p>　　電力系統(tǒng)：電力電子技術在電力系統(tǒng)中有非常廣泛的應用。最終用戶在使用電能時常常需要進行預處理。如降壓、濾波、無功補償等；據估計，發(fā)達國家在用戶最終使用的電能中有60％以上至少經過一次電力電子變流裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進程中，電力電子技術是關鍵技術之一。毫不夸張地說，離開電力電子技術，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化是不可想象的直流輸電在長距離、大容量輸電時有很大的優(yōu)勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置近年發(fā)展

22、起來的柔性交流輸電可以大幅度提高電網輸電能力和穩(wěn)定性；手段：快速、精確、連續(xù)地控制大容量有功和無功等參數實現(xiàn)對系統(tǒng)潮流變化、功率流向、輸送能力、阻尼振蕩的性能加以改進和提高。如有源濾波器（APF Active Power Filter）一可進行用戶端的無功補償和諧波抑制。</p><p>　　不間斷電源（UPS）和各種開關電源：這一類的應用最為普遍各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。通信設備中的

23、程控交換機所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現(xiàn)在己改為采用全控型器件的高頻開關電源。大型計算機所需的工作電源、微型計算機內部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開關電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩(wěn)壓電源供電，由于高頻開關電源體積小、重量輕、效率高，現(xiàn)在己逐漸取代了線性電源。</p><p>　　家用電器：照明在家用電器中有卜分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源，通常被稱為“節(jié)能燈”，

24、正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈變頻空調器是家用電器中應用電力電子技術的典型例子之一。電視機、音響設備、家用計算機等電子設備的電源部分也都需要電力電子技術。此外，有些洗衣機、電冰箱、微波爐等電器也應用了電力電子技術。</p><p>　　新能源的開發(fā)和利用：傳統(tǒng)的發(fā)電方式是火力發(fā)電、水力發(fā)電以及后來興起的核能發(fā)電。能源危機后，各種新能源、可再生能源及新型發(fā)電方式越來越受到重視。其中太陽能發(fā)電、風力發(fā)電的發(fā)展較快，燃

25、料電池更是備受關注。太陽能發(fā)電和風力發(fā)電受環(huán)境的制約，發(fā)出的電力質量較差，常需要儲能裝置緩沖，需要改善電能質量，這就需要電力電子技術。當需要和電力系統(tǒng)聯(lián)網時，也離不開電力電子技術為了合理地利用水力發(fā)電資源，近年來抽水儲能發(fā)電站受到重視。其中的大型電動機的起動和調速都需要電力電子技術。超導儲能是未來的一種儲能方式，它需要強大的直流電源供電，這也離不開電力電子技術核聚變反應堆在產生強大磁場和注入能量時，需要大容量的脈沖電源，這種電源就是電力

26、電子裝置。科學實驗或某些特殊場合，常常需要一些特種電源，這也是電力電子技術的用武之地。</p><p>　　第二章 三相可控整流電路晶閘管的介紹</p><p>　　2．1 三相橋式整流電路晶閘管的特征</p><p>　　2．1．1 晶閘管的開關特點：</p><p>　?。?）當SCR的陽極和陰極電壓UAK﹤0，即EA下正上負，無

27、論門極G加什么電，SCR始終處于關斷狀態(tài)。 </p><p><b>　?。▓D2—1）</b></p><p>　?。?）當UAK﹥0時，只有EGK﹥0,SCR才能導通。說明SCR具有正向阻斷能力。&

28、lt;/p><p>　?。?）SCR一旦導通，門極G將失去控制作用，即無論EG如何，一均保持導通狀態(tài)。SCR導通后的管壓降為1V左右，主電路中的電流I由R和RW以及EA的大小決定。</p><p>　?。?）當UAK﹤0時，無論SCR原來的狀態(tài)，都會使R熄滅，即此時SCR關斷。其實，在I逐漸降低（通過調整RW）至某一個小數值時，剛剛能夠維持SCR導通。如果繼續(xù)降低I，則SCR同樣會關斷。該小電

29、流稱為SCR的維持電流。</p><p>　　綜上所述：SCR導通條件: UAK﹥0同時UGK﹥0，由導通→關斷的條件：使流過SCR</p><p>　　的電流降低至維持電流以下。（一般通過減小EA，直至EA﹤0來實現(xiàn)。）</p><p>　　2．1．2 晶閘管的幾種導通方式：</p><p>　?。?）正常觸發(fā)導通：UAK﹥0，同時UGK

30、﹥0。</p><p>　?。?）陽極電壓作用：當UAK上升至某個大數值，使V2的漏電流由于雪崩效應而加</p><p>　　大，同時由于正反饋而使漏電流放大，最終使SCR飽和導通。</p><p>　?。?）dU／dt作用：如果UAK以高速率上升，則在中間結電容上產生的電流可以引起導通。</p><p>　?。?）溫度作用：溫度上升，V1，

31、V2的漏電流加大，引起導通。</p><p>　?。?）光觸發(fā)：當強光直接照射在硅片上，產生電子空穴對，在電場的作用，產生觸發(fā)SCR的電流。目前，有一些場合使用這種方式來觸發(fā)SCR，如</p><p>　　高壓直流輸電（HVDC）。這種方式可以保證控制電路和主電路之間有良</p><p>　　好的絕緣。這種SCR又稱為光控晶閘管（Light Triggered

32、Thyristor—LTT）。</p><p>　　2．1．3 晶閘管的基本特性：</p><p>　?。?）承受反向電壓時，無論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導通。</p><p>　?。?）承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通。</p><p>　　（3）晶閘管一旦導通，門極就失去控制作用。</p>

33、<p>　　（4）要使晶閘管關斷，只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數值以。</p><p>　　從這個角度可以看出，晶閘管是一種電流控制型的電力電子器件。</p><p>　　2．1．4 晶閘管的觸發(fā)：</p><p>　　作用：產生符合要求的門極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在需要的時刻由阻</p><p><b>　　斷轉

34、為導通。</b></p><p>　?。?）廣義上講，晶閘管觸發(fā)電路還包括對其觸發(fā)時刻進行控制的相位控制電路。</p><p>　?。?）晶閘管觸發(fā)電路應滿足下列要求：</p><p>　　·觸發(fā)脈沖的寬度應保證晶閘管可靠導通門極電流應大于擎住電流；</p><p>　　·觸發(fā)脈沖應有足夠的幅度；</p&

35、gt;<p>　　·不超過門極電壓、電流和功率，且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內；</p><p>　　·應有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。</p><p>　　第三章 三相橋式全控整流電路</p><p>　　3．1 三相橋式全控整流電路電阻性負載</p><p>　?。▓D3—1三相橋式全

36、控整流電路原理圖）</p><p><b>　　三相全橋的特點：</b></p><p>　　· 負載容量較大，或要求直流電壓脈動較小、易濾波時使用三相整流電路。</p><p><b>　　· 應用最為廣泛。</b></p><p>　　· 共陰極組—陰極連接在一起的

37、3個晶閘管（VT1，VT3，VT5）。</p><p>　　· 共陽極組—陽極連接在一起的3個晶閘管（VT4，VT6，VT2）。</p><p>　　· 注意編號順序：1、3、5和4、6、2，一般不特別說明，均采用這樣的編號順序。</p><p>　　· 由于零線平均電流為零，所以可以不用零線。對于每相二次電源來說，每個工作周期中，即有

38、電流，也有負電流，所以不存在直流磁化問題，提高了繞組利用率。</p><p>　　三相橋式全控整流電路帶電阻負載ａ=0°時的情況</p><p>　　圖3—2 三相橋式全控整流電路（帶電阻負載ａ=0°時的波形）</p><p>　?。?）ａ=0°時的情況</p><p>　　·對于共陰極阻的3個晶閘管，

39、陽極所接交流電壓值最大的一個導通。</p><p>　　·對于共極組的3個晶閘管，陰極所接交流電壓值最低（或者說負得最多）的導通。</p><p>　　·任意時刻共陽極組和共陰極組中各有1個SCR處于導通狀態(tài)。其余的均處于關斷狀態(tài)。</p><p>　　·觸發(fā)角ａ的起點，仍然是從自然換相點開始計算，注意正負方向均有自然換相點。</

40、p><p>　　·從線電壓波形看，Ud為線電壓中最大的一個，因此Ud波形為線電壓的包絡線。</p><p>　　表3—3三相橋式全控整流電路電阻負載ａ=0°時晶閘管工作情況 </p><p>　?。?）三相橋式全控整流電路的特點：（三相全橋）</p><p>　　▼ 兩個同時導通形成供

41、電回路，其中共陰極組和共陽極組各有一個導通，且不能為同相的兩個否則沒有輸出。</p><p>　　▼ 對觸發(fā)脈沖的要求：</p><p>　　● 按VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6的順序，相位依次差60°。</p><p>　　● 共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120°，共陽極組VT4、VT6、VT2也依次差120

42、76;。</p><p>　　● 同一相的上下兩個橋臂，即VT1與VT4，VT3與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180°。</p><p>　　▼ Ud一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣，所以三相全橋電路稱為6脈波整流電路。</p><p>　　▼ 需保證同時導通的2個晶閘管均有脈沖（采用兩種方法：一種是寬脈沖</p><p>

43、　　觸發(fā)（大于60°）。</p><p>　　▼ 另一種是雙脈沖觸發(fā)（常用）：在Ud的6個時間段，均給應該導通的SCR提供觸發(fā)脈沖，而不管其原來是否導通。所以每隔60°就需要提供兩個觸發(fā)脈沖。</p><p>　　▼ 實際提供脈沖的順序為：VT1，VT2—VT2，VT3—VT3，VT4—VT4，VT5—VT5，VT6—VT6，VT1—VT1，VT2，不斷重復。</

44、p><p>　　▼ 晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同，晶閘管承受最大正、反向電</p><p><b>　　壓的關系也相同為：</b></p><p>　　UFM =URM=2.45 U2</p><p>　　三相橋式全控整流電路帶電阻負載ａ=30°時的情況</p><p>　　圖3—4

45、 三相橋式全控整流電路（帶電阻負載ａ=30°時的波形）</p><p>　　晶閘管起始導通時刻推遲了30°，組成的每一段線電壓因此推遲30°。</p><p>　　●從Ut1開始把一周期等分為6段，Ud波形仍由6段線電壓構成，每一段導通晶閘管的編號等仍符合表3-3的規(guī)律。</p><p>　　●變壓器二次側電流iu波形的特點：在VT1

46、處于通態(tài)的120°期間，iu為正，iu波形的形狀與同時段的Ud波形相同，在VT4處于通態(tài)的120°期間，iu波形的形狀也與同時段的Ud波形相同，但為負值。 </p><p>　　三相橋式全控整流電路帶電阻負載ａ=60°時工作情況</p><p>　　Ud波形中每段線電壓的波形繼續(xù)后移，平均值繼續(xù)降低。ａ=60°時Ud</p><p

47、>　　出現(xiàn)為零的點。（因為在該點處，線電壓為零）</p><p>　　三相橋式全控整流電路帶電阻負載ａ﹥60°時工作情況</p><p>　　當ａ﹥60°時，如ａ=90°時電阻負載情況下的工作波形如圖3—5所示：</p><p>　　圖3—5三相橋式全控整流電路帶電阻負載ａ=90°時的波形</p><

48、p><b>　　小結</b></p><p>　　● 當ａ≦60°時，Ud波形均連續(xù)，對于電阻負載，id波形與Ud波形一樣，也連續(xù)；</p><p>　　● 當ａ﹥60°時，Ud波形每60°中有一段為零，Ud波形不能出現(xiàn)負值；</p><p>　　● 帶電阻負載時三相橋式全控整流電路ａ角的移相范圍是120&#

49、176;。</p><p>　　3．2 三相橋式全控整流電路電感性負載</p><p>　　三相橋式全控整流電路電感性負載時的工作情況：</p><p>　　當ａ≦60°時：Ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負載時十分相似，各晶閘管</p><p>　　的通斷情況、輸出整流電壓Ud波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣；</p>

50、;<p>　　區(qū)別在于：由于負載不同，同樣的整流輸出電壓加到負載上，得到的負載電流波形不同。電感性負載時，由于電感的作用，使得負載電流波形變得平直，當電感足夠大的時候，負載電流的波形可近似為一條水平線。</p><p>　　圖3—6三相橋式全控整流電路帶電感性負載ａ=0°時的波形</p><p>　　圖3—7三相橋式全控整流電路帶電感性負載ａ=30°時的波

51、形</p><p>　　圖3—8三相橋式全控整流電路帶電感性負載ａ=60°時的波形</p><p>　　圖3—9三相橋式全控整流電路帶電感性負載ａ=90°時的波形</p><p>　?。?）當ａ﹥60°時：電感性負載時的工作情況與電阻負載時不同，Ud時波形不會出現(xiàn)負的部分，而電感性負載時，由于電感L的作用，Ud波形會出現(xiàn)負的部分；帶電感

52、性負載時，三相橋式全控整流電路的角ａ移相范圍為90°。因為在ａ=90°時，Ud波形上下對稱，平均值為零。</p><p><b>　?。?）基本參數關系</b></p><p>　　●當整流輸出電壓連續(xù)時（即帶電感性負載或帶電阻負載ａ≦60°時）的平均值為：</p><p>　　Ud=U2Sinωtd(ωt) =2

53、.34U2cos α </p><p>　　●帶電阻負載且ａ﹥60°時，整流電壓平均值為：</p><p>　　Ud=U2Sinωtd(ωt) =2.34U2 [1＋cos (＋α)]</p><p>　　●輸出電流平均值為：Id =</p><p>　　三相橋式全控整流的電流有效值</p><p>　　

54、當三相整流變壓器供電，變壓器次級接為星形，初級接三角形以減少三次諧</p><p>　　波的影響，帶電感性負載時，變壓器二次側電流波形，為正負半周各寬120°</p><p>　　前沿相差180°的矩形波，其有效值為：</p><p>　　I2== Id= 0.816 Id</p><p>　　晶閘管電壓、電流等的定量分析

55、與三相半波時一致。</p><p>　　三相橋式全控整流電路接反電勢電感性負載時，在負載電感足夠大足以使負</p><p>　　載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與電感性負載時相似，電路中各處電壓、電</p><p>　　流波形均相同，僅在計算Id時有所不同，接反電動勢電感性負載時的Id為：</p><p><b>　　Id =<

56、;/b></p><p>　?。ㄊ街泻头謩e為負載中的電阻值和反電動勢的值）</p><p>　　小結：變壓器二次側每相有兩個匝數相同、極性相反（同名端相反）的繞組。</p><p>　　分別構成a、b、c和-a、-b、-c兩組。電路中設置了平衡電抗器來保證兩組三相</p><p>　　半波電路能同時導電，每相的觸發(fā)脈沖，從第一個正自然換

57、相點開始計算起，分</p><p>　　別為1、3、5和2、4、6。這樣，在不同的時刻導通的SCR分別為6，1、1，2、2，3、</p><p>　　3，4、4，5、5，6、6，1………。實際上，通過每個時刻的等效電路，發(fā)現(xiàn)和分析變壓器漏感作用時的電路十分類似，輸出電壓Ud的瞬時電壓為導通兩相電壓瞬時值的平均值。</p><p>　　第四章 AT89C51芯片介

58、紹</p><p>　　AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內含4Kbytes的快速可擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51產品指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器（CPU）和Flish存儲單元，功能強大AT89C51單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，

59、可靈活應用于各種控制領域。</p><p>　　4．1 AT89C51主要性能參數</p><p>　　與MCS-51產品指令系統(tǒng)完全兼容</p><p>　　4K字節(jié)可重復寫flash閃速存儲器</p><p><b>　　1000次擦寫周期</b></p><p>　　全靜態(tài)操作：0HZ－2

60、4MHZ</p><p><b>　　三級加密程序存儲器</b></p><p>　　1288字節(jié)內部RAM</p><p>　　32個可編程I/O口</p><p>　　2個16位定時／計數器</p><p><b>　　6個中斷源</b></p><p

61、>　　可編程串行UART通道 </p><p>　　低功耗空閑和掉電模式 圖4-1 AT89C51外形及引腳排列</p><p><b>　　功能特性概述</b></p><p>　　AT89C51提供以下標準功能：4K字節(jié)flash閃速存儲器，128字節(jié)內部RAM

62、，32個I/O口線，兩個16位定時／計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時／計數器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。</p><p>　　4．2 AT89C51引腳及

63、內部器件功能說明</p><p><b>　　VCC：電源電壓</b></p><p><b>　　GND：地</b></p><p>　　P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數據總線復位口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8個邏輯門電路，對端口寫“1”可 作為高阻抗輸入端用。</p&g

64、t;<p>　　在訪問外部數據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8位）和數據總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。</p><p><b>　　P1口</b></p><p>　　P1是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可

65、做熟出口。做輸出口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（Iil）.</p><p>　　Flash編程和程序校驗期間，P1接受低8位地址。</p><p><b>　　P2口</b></p><p>　　P2是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對

66、端口寫“1”，通過內部地山拉電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸出口，作輸出口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（Iil）。</p><p>　　在訪問外部程序存儲器獲16位地址的外部數據存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時，P2口送出高8位地址數據。在訪問8位地址的外部數據存儲器（如執(zhí)行MOVX@RI指令）時，P2口線上的內容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內

67、容），在整個訪問期間不改變。</p><p>　　Flash編程或校驗時，P2亦接受高地址和其它控制信號。</p><p><b>　　P3口</b></p><p>　　P3口是一組帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，他們被內部上拉電阻拉高并可作為輸出口。做輸

68、出端時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（Iil）。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：</p><p>　　P3口還接收一些用于flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。</p><p><b>　　RST </b></p><p>　　復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高

69、電平將使單片機復位。</p><p><b>　　ALE/PROG</b></p><p>　　當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時，ALE（地址所存允許）輸出脈沖用于所存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數據存儲器時將跳過一個ALE脈沖。</p&

70、gt;<p>　　對flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（^PROG）。</p><p>　　如有不要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該外置位后，只要一條MOVX和MOVC指令ALE才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE無效。</p><p><b>　　^PSEN&l

71、t;/b></p><p>　　程序存儲允許（^PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩個^PSEN有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數據存儲器，這兩次有效的^PSEN信號不出現(xiàn)。</p><p><b>　　EA/VPP</b></p><p>　　外部訪問允

72、許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H---FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是; 如果加密位LB1被編程，復位時內部會鎖存EA端狀態(tài)。</p><p>　　如 EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。</p><p>　　Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源VPP，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓VPP.

73、</p><p>　　XTAL1: 振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸出端。</p><p>　　XTAL2: 振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p><b>　　時鐘振蕩器</b></p><p>　　AT89C51中有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和

74、輸出端。這個放大器與作為反饋的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器，振蕩電路參見圖10。</p><p>　　外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容C1、C2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30PF+10PF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40P

75、F+10PF。</p><p>　　用戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如圖10右所示。這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空</p><p>　　由于外部時鐘信號是通過一個2分頻觸發(fā)器后作為內部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應符合產品技術要求。</p><

76、;p><b>　　空閑模式</b></p><p>　　在空閑工作模式狀態(tài)，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內的外設仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產生。此時，片內RAM和所有特殊功能寄存器的內容保持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請求或硬件復位終止。</p><p>　　終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許中斷的事件被激活，即可終止空閑工作模式。程序會首

77、先響應中斷，進入中斷服務程序，執(zhí)行完中斷服務程序并僅隨終端返回指令，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機進入空閑模式那條指令后面的一條指令。其二是通過硬件復位也可將空閑工作模式終止，需要注意的是，當由硬件復位來終止空閑模式時，CPU通常是從激活空閑模式那條指令的下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內部復位操作，硬件復位脈沖要保持兩個機器周期（24個時鐘周期）有效，在這種情況下，內部禁止CPU訪問片內RAM，而允許訪問其它端口。為了避免可能對端

78、口產生以外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應該是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。</p><p>　　空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)</p><p><b>　　掉電模式</b></p><p>　　在掉電模式下，震蕩器停止工作，進入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內RAM和特殊功能寄存器的內容在終止掉電模式前被凍結。退出掉電模式

79、的唯一方法是硬件復位，復位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM中的內容，在VCC恢復到正常工作電平前，復位應無效，且必須保持一定時間以使振蕩器重啟動并穩(wěn)定工作。</p><p><b>　　程序存儲器的加密 </b></p><p>　　AT89C51可使用對芯片上的3個加密位進行編程（P）或不編程（U）來得到如下表所示的功能：</p><

80、p><b>　　加密位保護功能表</b></p><p>　　當加密位LB1被編程時，在復位期間，EA端的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機上電后一直沒有復位，則鎖存起的初始值是一個隨機數，且這個隨機數會一直保持到真正復位為止。為使單片機能正常工作，被鎖存的EA電平值必須與該引腳當前的邏輯電平一致。此外，加密位只能通過整片擦除的方法清除。</p><p>　　FL

81、ASH閃速存儲器的編程</p><p>　　AT89C51單片機內部有4K字節(jié)的FLASHEPROM,這個FLASH存儲陣列出廠時已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲單元的內容均為FFH），用戶隨時可對其進行編程。編程接口可接收高電平（+12V）或低電平（VCC）的允許編程信號，低電平編程模式適合于用戶再線編程系統(tǒng)，而高電平編程模式可與通用EPROM編程器兼容。</p><p>　　AT89C51單

82、片機中，有些屬于低電壓編程方式，而有些則是高電平編程方式，用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內的簽名字節(jié)獲得該信息，見下表。</p><p>　　AT89C51的程序存儲器陣列是采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個字節(jié)，要對整個芯片內的PEROM程序存儲器寫入一個非空字節(jié)，必須使用片擦除的方式將整個存儲器的內容清除。</p><p><b>　　編程方法</b></

83、p><p>　　編程前，需設置好地址，數據及控制信號， AT89C51編程方法如下：</p><p>　　在地址線上加上要編程單元的地址信號。</p><p>　　在數據線上加上要寫入的數據字節(jié)。</p><p>　　激活相應的控制信號。</p><p>　　在高電壓編程方式時，將^EA/VPP端加上+12V編程電壓。&l

84、t;/p><p>　　每對FLASH存儲陣列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位，加上一個ALE/^PROG編程脈沖，改變編程單元的地址和寫入的數據，重復1—5步驟，直到全部文件編程結束。每個字節(jié)寫入周期是自身定時地，通常約為1.5ms。</p><p><b>　　數據查詢</b></p><p>　　AT89C51單片機用數據查詢方式來檢測一個寫

85、周期是否結束，在一個寫周期中，如需要讀取最后寫入的那個字節(jié)，則讀出的數據的最高位（P0.7）是原來寫入字節(jié)最高位的反碼。寫周期完成后，有效的數據就會出現(xiàn)在所有輸出端上，此時，可進入下一個字節(jié)的寫周期，寫周期開始后，可在任意時刻進行數據查詢。</p><p>　　READY/^BUSY</p><p>　　字節(jié)編程的進度可通過“RDY/^BSY”輸出信號監(jiān)測，編程期間，ALE變?yōu)楦唠娖健癏”

86、后P3.4(RDY/^BSY)端電平被拉低，表示正在編程狀態(tài)（忙狀態(tài)）。編程完成后，P3.4變?yōu)楦唠娖奖硎緶蕚渚途w狀態(tài)。</p><p><b>　　程序校驗</b></p><p>　　如果加密位LB1、LB2沒有進行編程，則代碼數據可通過地址和數據線讀回原編寫的數據。加密位不可能直接變化。證實加密位的完成通過觀察它們的特點和能力。</p><p

87、><b>　　芯片擦除</b></p><p>　　整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 </p><p>　　此外，AT89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電

88、模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。</p><p><b>　　讀片內簽名字節(jié)</b></p><p>　　AT89C51單片機內有3個簽名字節(jié)，地址為030H、031H和032H。用于聲明該器件的廠商、型號和編程電壓。讀簽名

89、字節(jié)的過程和單元030H、031H和032H的正常校驗相仿，只需將P3.6和P3.7保持低電平，返回值意義如下：</p><p>　　（030H）=1EH聲明產品由ATMEL公司制造。</p><p>　?。?31H）=51H聲明為AT89C51單片機。</p><p>　?。?32H）=FFH聲明為12V編程電壓。</p><p>　　（0

90、32H）=05H聲明為5V編程電壓。</p><p><b>　　編程接口</b></p><p>　　采用控制信號的正確組合可對FLASH閃速存儲陣列中的每一代碼字節(jié)進行寫入和存儲器的整片擦除，寫操作周期是自身定時的，初始化后它將自動定時到操作完成。</p><p>　　4·3內部結構功能介紹</p><p>

91、;<b>　　微處理器（CPU）</b></p><p>　　AT89C51單片機中有一個8位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數據，還可以位變量的處理。</p><p>　　數據存儲器(RAM)</p><p>　　數據存儲器空間分為片內與片外兩部分。</p&

92、gt;<p>　　片內為128個字節(jié)，字節(jié)地址為00H～7FH。片外最多可外擴至64k字節(jié)，用來存儲程序在運行期間的工作變量、運算的中間結果、數據暫存和緩沖、標志位等。當AT89C51單片機的片內RAM不夠用時，可由片外RAM擴展至64KB ，以供用戶的需求。</p><p>　　程序存儲器(ROM)</p><p>　　AT89C51單片機的片內程序存儲器為4KB的FLAS

93、H存儲器，地址范圍為0000H～0FFFH。有16位地址線，可外擴的程序存儲器空間最大為64KB，地址范圍為0000H～FFFFH。</p><p>　　由于受集成度限制，片內只讀存儲器一般容量較小，如果片內的只讀存儲器的容量不夠，則需用擴展片外的只讀存儲器，片外最多可外擴至64k字節(jié)。</p><p><b>　　中斷系統(tǒng)</b></p><p&

94、gt;　　MCS－51系列單片機中不同型號芯片的中斷源數量是不同的，AT89C51芯片有5個中斷源，分別是INTO、INT1、TO、Tl。中斷源分為兩個中斷優(yōu)先權級別，可以實現(xiàn)兩級中斷服務程序嵌套。每一個中斷源可以編程為高優(yōu)先權級別或低優(yōu)先權級別中斷，允許或禁止向CPU請求中斷。</p><p>　　AT89C51芯片的中斷系統(tǒng)內部結構圖　　由上可知，中斷源都要產生相應的中斷請求標志，這些標志分別放在特殊功能寄

95、存器TCON和SCON的相關位。每一個中斷源的請求信號需經過中斷允許IE和中斷優(yōu)先權選擇IP的控制才能夠得到單片機的響應。</p><p><b>　　串行口</b></p><p>　　AT89C51單片機有一個編程的全雙工的串行口，可作為通用異步收發(fā)器（UART），也可作為同步移位寄存器。可以設置為固定波特率和可變波特率，給使用者帶來很大的靈活性。可用來進行串行通

96、訊，擴展并行I/O口，甚至與多個單片機相連構成多機系統(tǒng)，從而使單片機的功能更強且應用更廣。</p><p>　?。ㄒ唬┐锌诘?4 種工作方式</p><p>　　串行口的 4 種工作方式的選擇由SM0 、 SM1實現(xiàn)</p><p>　　串行口方式0 — 同步移位寄存器方式</p><p>　　方式0以8位數據為一幀，不設起始位和停止位，先

97、發(fā)送或接收最低位。其幀格式如下：</p><p>　　串行數據通過RXD輸入或輸出，而TXD用于輸出移位時鐘，作為外接部件的同步信號。這種方式不適用于兩個8051之間的串行通信，但可以通過外接移位寄存器來實現(xiàn)單片機的I/O接口擴展。</p><p>　　2.串行口方式1 — 10位UART</p><p>　　方式1以10位為一幀傳輸，設有1個起始位（0），8個數據

98、位和1個停止位（1）。其幀格式為：</p><p>　　方式1真正用于串行發(fā)送或接收，為10位通用異步接口。TXD（P3.1）引腳發(fā)送數據，RXD（P3.0）引腳接收數據。數據傳輸波特率由T1的溢出率決定，可用程序設定。在接收時，停止位進入SCON的RB8。串行口方式1的發(fā)送和接收時序如圖（a）和（b）所示。</p><p>　　只有當REN=1時，才能對RXD進行檢測</p>

99、<p>　　方式 1 發(fā)送和接收時序</p><p>　　接收有效的兩個條件：</p><p>　?、賀I=0。即上一幀數據接收完成時，RI=1發(fā)出的中斷請求已被響應，SBUF中數據已被取走。由軟件使RI=0，以便提供“接收SBUF已空”的信息。</p><p>　?、赟M2=0或收到的停止位為1（方式1時，停止位進入RB8）。</p>

100、<p>　　滿足上述兩個條件，將接收到的數據裝入串行口的SBUF和RB8（RB8裝入停止位），并置位RI，通知CPU取數據；如果不滿足，接收到的數據不能裝入SBUF，這意味著該幀信息將會丟失。</p><p>　　串行口方式2和3 — 11位UART</p><p>　　方式2和方式3以11位為1幀傳輸，設有1個起始位(0)，8個數據位，1個附加第9位和1個停止位(1)。其幀格式

101、為：</p><p>　　附加第9位（D8）由軟件置1或清0。發(fā)送時在TB8中，接收時送RB8中。</p><p>　　方式2的波特率是固定的，為振蕩器頻率的1/32或1/64。</p><p>　　方式3的波特率則由T1的溢出率決定，可用程序設定。 </p><p>　　方式2和方式3的發(fā)送、接收時序如圖所示。其操作與方式1類似。</

102、p><p>　　只有當REN=1時，才能對RXD進行檢測。</p><p>　　方式2、方式3發(fā)送和接收時序</p><p><b>　　發(fā)送過程:</b></p><p>　　發(fā)送前，先根據通信協(xié)議由軟件設置TB8（如作奇偶校驗位或地址/數據標志位），然后將要發(fā)送的數據寫入SBUF，即可啟動發(fā)送過程。串行口能自動把TB8取

103、出，并裝入到第9位數據位的位置，再逐一發(fā)送出去。發(fā)送完畢，使TI=1。</p><p><b>　　接收過程:</b></p><p>　　接收時，使SCON中的REN=1，允許接收。當檢測到RXD(P3.0)端有1→0的跳變（起始位）時，開始接收9位數據，送入移位寄存器（9位）。當滿足RI=0且SM2=0，或接收到的第9位數據為1時，前8位數據送入SBUF，附加的第

104、9位數據送入SCON中的RB8，置RI為1；否則，這次接收無效，也不置位RI。</p><p>　?。ǘ┧姆N方式的比較</p><p>　　特殊功能寄存器（SFR）</p><p>　　AT89C51單片機共有21個特殊功能寄存器，用于對片內的個功能的部件進行管理、控制、監(jiān)視。實際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個具有特殊功能的RAM區(qū)。由上可見，AT89C5

105、1單片機的硬件結構具有功能部件種類全，功能強等特點。特別值得一提的是該單片機CPU中的位處理器，它實際上是一個完整的1位微計算機，這個1位微計算機有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。1位機在開關決策、邏輯電路仿真、過程控制方面非常有效；而8位機在數據采集，運算處理方面有明顯的長處。MCS-51單片機中8位機和1位機的硬件資源復合在一起，二者相輔相承，它是單片機技術上的一個突破，這也是MCS-51單片機在設計的精美之處，得以在實際

106、生活中得到了廣泛的應用。</p><p>　　AT89C51單片機中21個特殊功能寄存器如表所示：　　 </p><p>　　第五章 控制系統(tǒng)原理</p><p><b>　　5．1系統(tǒng)結構框圖</b></p><p>　　圖5-1 AT89C51</p><p>　　5．2 觸發(fā)器硬件組成&l

107、t;/p><p><b>　　圖5-2</b></p><p>　　5．3 移相觸發(fā)脈沖的控制原理　</p><p>　　相位控制要求以變流電路的自然換相點為基準，經過一定的相位延遲后，再輸出觸發(fā)信號使晶閘管導通。在實際應用中，自然換相點通過同步信號給出，再按同步電壓過零檢測的方法在單片機中實現(xiàn)同步，并由單片機控制軟件完成移相計算，按移相要求輸出觸

108、發(fā)脈沖。</p><p>　　圖2為三相橋式全控整流電路，觸發(fā)脈沖信號輸出的時序也可由單片機根據同步信號電平確定，當單片機檢測到A相同步信號時，輸出脈沖時序通常采用移相觸發(fā)脈沖的方法，即用一個同步電壓信號和一個定時器完成觸發(fā)脈沖的計算。這在三相電路對稱時是可行的。因為三相完全對稱，各相彼此相差120°，電路每隔60°換流一次，且換流的時序事先已知。該方法所用單片機資源少，只需一個同步信號，電路

109、比較簡單，但軟件設計工作量稍大。</p><p>　　圖5-3 為三相橋式全控整流電路</p><p>　　因為只用一個同步輸入信號，所有晶閘管的觸發(fā)脈沖延遲都以其為基準。為了保證觸發(fā)脈沖延遲相位的精度，用一個定時器測量同步電壓信號的周期，并由此計算出60°和120°電角度所對應的時間。由于三相橋式全控整流電路的觸發(fā)電路，必須每隔60°觸發(fā)導通一只晶閘管，也就

110、是說，每隔60°時間必然要輸出一次觸發(fā)脈沖信號，因此作為基準的第一個觸發(fā)脈沖信號必須調整到小于60°才能保證觸發(fā)脈沖不遺漏。當以A相同步電壓信號為基準，單片機檢測到A相同步電壓信號正跳變時，啟動定時器工作，當定時器溢出時，輸出第一個觸發(fā)脈沖信號，以后由所計算出的周期確定每隔60°己時輸出一次觸發(fā)脈沖，直到單片機再次檢測到A相同步信號的正跳變時，這個周期結束，開始下一個周期。需要注意，從單片機檢測到同步電壓正

111、跳變到輸出第一個觸發(fā)脈沖信號的時間，必須調整到小于等于60°電角度時間，否則會造成觸發(fā)脈沖的遺漏。第一個觸發(fā)脈沖相對于同步信號正跳變的時間，可根據三相橋式全控整流電路的觸發(fā)時序來調整，如圖3所示。圖3中α1為觸發(fā)延遲角，(α2-α1)、(α4-α3)均為觸發(fā)窄脈沖寬度60°，α0為同步脈沖信號的一個標準周期360°；g0表示同步脈沖信</p><p>　　圖5-4 單一同步基準的雙窄

112、觸發(fā)脈沖時序</p><p>　　第六章 硬件電路主要器件選擇</p><p>　　6．1主要器件的計算選擇</p><p>　　硬件電路器件的選擇都是以選擇的直流電機的參數作為基準計算選擇，本設計控制選擇的直流電機參數：型號：Z3—33 額定功率：4Kw 額定電壓：220V 額定轉速：3000r/min 額定電流：22.5V 效率：81％ 最

113、高轉速：3600r/mian 轉動慣量：</p><p>　　0.073 kg * m2</p><p>　　6．1．1 晶閘管及平波電抗器</p><p>　　對晶閘管和平波電抗器及其他的器件的主要參數進行了解和正確理解各參數的含義是合理選用元件的基礎。</p><p>　　(1) 額定電壓的選擇可控硅型號上的額定電壓，一般是將正向轉折電

114、壓與反向擊穿電壓所對應的正弦半波電壓的最大值各減去100V，并取整數值作為斷態(tài)復重峰值電壓UDRM與反向重復峰值電壓URRM，而把UDRM與URRM，中較小的數值作為該元件的額定電壓。例如，實測正向轉折電壓為680V，反向擊穿電壓為730V，各減去100V取整數，則UDRM=500(v), URRM=600(V)將其中數值較小者UDRM=500(v)作為該元件型號上的額定電壓。在選用時，可控硅實際工作電壓的峰值應低于額定電壓，并要考慮足

115、夠的安全系數。通常選擇可控硅的額定電壓為實際工作電壓峰值的2一3倍。例如，當可控硅兩端承受220V的交流電壓時，其峰值電壓為2×220=311(V)，則必須選擇額定電壓大于2×311=622(v)的可控硅。但額定電流的選取可控硅的通態(tài)平均電流是指在符合規(guī)定的散熱條件下，電流為正弦半波時所允許通過電流的平均值。例如一個100A的元件，在正弦半波180°導通時，平均電流允許為100A，此時的峰值電流將是314A