畢業(yè)論文--高頻脈沖電鍍電源設(shè)計(jì)（含外文翻譯）

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>　　題 目 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p&g

2、t;　　專業(yè)班級(jí) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　學(xué) 院 </p><p>　　答辯日期 </p><p><b>　　摘 要</b></p>

3、;<p>　　電鍍，即采用電化學(xué)的方法使金屬離子還原為金屬，并在金屬或非金屬制品表面形成符合要求的平滑、致密的金屬覆蓋層。電鍍后的鍍層性能在很大程度上取代了原來基體的性能，起裝飾和防護(hù)作用，隨著科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)的發(fā)展，電鍍工藝已遍布各個(gè)領(lǐng)域。但目前電鍍技術(shù)仍存在某些缺陷，諸如加工時(shí)間長(zhǎng)、鍍層厚度均勻性差、鍍層容易出現(xiàn)缺陷以及存在較大內(nèi)應(yīng)力等。這些缺陷大大限制了電鍍技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，不能適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)，尤其是精密制造的需要。&

4、lt;/p><p>　　脈沖電鍍實(shí)際上是一種通斷直流電鍍。脈沖電鍍過程中，當(dāng)電流導(dǎo)通時(shí)，脈沖(峰值)電流相當(dāng)于普通直流電流的幾倍甚至幾十倍，正是這個(gè)瞬時(shí)高電流密度使金屬離子在極高的過電位下還原，從而使沉積層晶粒變細(xì);當(dāng)電流關(guān)斷時(shí)，陰極區(qū)附近放電離子又恢復(fù)到初始濃度，濃差極化消除，這利于下一個(gè)脈沖周期繼續(xù)使用高的脈沖(峰值)電流密度，同時(shí)關(guān)斷期內(nèi)還伴有對(duì)沉積層有利的重結(jié)晶、吸脫附等現(xiàn)象。這樣的過程同期性地貫穿整個(gè)電鍍過

5、程的始末，其中所包含的機(jī)理構(gòu)成了脈沖電鍍的最基本原理。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用pic單片機(jī)對(duì)脈沖進(jìn)行控制，實(shí)踐證明，脈沖電鍍?cè)诩?xì)化結(jié)晶、改善鍍層物理化學(xué)性能、節(jié)約貴金屬等方面比傳統(tǒng)的直流電鍍有著不可比擬的優(yōu)越性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電鍍；脈沖電源；pic單片機(jī) </p><p><b>　　Abstract</b></p

6、><p>　　Electroplating, namely by electrochemical method to make the metal ion to metal, and formed with smooth, dense requirements of the metal coating on the surface of metal or non-metal products. The perform

7、ance of plating plating after replacing the original matrix to a great extent, play a role of decoration and protection, with the development of science and technology and production, electroplating process across the fi

8、eld. But the electroplating technology still has some defects, such as long p</p><p>　　Pulse electroplating is actually an on-off DC plating. Pulse electroplating process, when the current is switched on, th

9、e pulse (peak) several times the current equivalent to an ordinary DC current or even several times, it is the instantaneous high current density of metal ions reduction in potential high, so the grain became fine; when

10、the current is turned off, the cathode area near the discharge ion and return to the initial concentration, the concentration polarization is eliminated, the be</p><p>　　This design uses PIC micro-controller

11、 control of pulse, practice has proved, pulse electroplating in refining crystallization, improve the physical and chemical properties, such as coating save precious metal than traditional DC plating has the incomparable

12、 superiority.</p><p>　　Keywords:Plating;Pulse power;PIC micro-controller</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1研究目的

13、1</b></p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外脈沖電鍍電源研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.1 脈沖電鍍電源國(guó)內(nèi)發(fā)展概況2</p><p>　　1.2.2 國(guó)產(chǎn)脈沖電鍍電源介紹3</p><p>　　第二章 電鍍用脈沖電源概述4</p><p>　　2.1對(duì)方波脈沖電鍍電源的基木要求4<

14、/p><p>　　2.2脈沖電源的分類4</p><p>　　2.3脈沖電源工作原理5</p><p>　　2.4脈沖電源的特點(diǎn)6</p><p>　　2.4.1脈沖電源的優(yōu)點(diǎn)6</p><p>　　2.4.2脈沖電源使用的局限性7</p><p>　　第三章 數(shù)字單脈沖電源的性能指標(biāo)及其

15、概述8</p><p>　　3.1數(shù)字脈沖電源的應(yīng)用意義和概述8</p><p>　　3.1.1數(shù)字脈沖電源的應(yīng)用意義8</p><p>　　3.1.2數(shù)字脈沖電源的概述8</p><p>　　3.2 數(shù)字單脈沖電源的性能指標(biāo)9</p><p>　　第四章 主電路的設(shè)計(jì)及器件選擇11</p>

16、<p>　　4.1三相全控橋的工作原理11</p><p>　　4.1.1 三相全控橋的工作特點(diǎn)11</p><p>　　4.1.2 阻感負(fù)載時(shí)的波形分析12</p><p>　　4.2參數(shù)計(jì)算13</p><p>　　4.2.1 整流變壓器的選擇13</p><p>　　4.2.2 晶閘管的選擇

17、15</p><p>　　第五章 控制電路的設(shè)計(jì)16</p><p>　　5.1全控整流晶閘管驅(qū)動(dòng)電路16</p><p>　　5.1.1.1晶閘管驅(qū)動(dòng)信號(hào)要求16</p><p>　　5.1.1.2晶閘管驅(qū)動(dòng)電路16</p><p>　　5.2pic單片機(jī)斬波電路控制原理18</p><

18、p>　　5.2.1單片機(jī)16f87719</p><p>　　5.2.1.1原理簡(jiǎn)介19</p><p>　　5.2.1.2PIC16F877基本電路20</p><p>　　5.2.1.3 輸入輸出接口22</p><p>　　5.2.2鍵盤掃描電路23</p><p>　　5.2.3顯示電路24&

19、lt;/p><p>　　第六章 軟件設(shè)計(jì)26</p><p><b>　　6.1主程序26</b></p><p>　　6.2系統(tǒng)初始化子程序26</p><p>　　6.3顯示子程序27</p><p>　　6.4鍵盤掃描程序30</p><p>　　6.5定時(shí)器中

20、斷子程序34</p><p>　　第七章 調(diào)試與性能分析36</p><p>　　7.1硬件調(diào)試36</p><p>　　7.2軟件調(diào)試36</p><p>　　第八章 軟件的抗干擾37</p><p>　　8.1軟件抗千擾的基本要求37</p><p>　　8.1.1本控制器所采用

21、的軟件抗千擾措施37</p><p>　　第九章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析40</p><p><b>　　結(jié) 論41</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)42</b></p><p>　　外文文獻(xiàn)及譯文43</p><p><b>　　致 謝53</

22、b></p><p>　　附錄：程序清單55</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1研究目的</b></p><p>　　電鍍技術(shù)是軍用電子元器件設(shè)計(jì)、制造工藝、封裝測(cè)試環(huán)節(jié)中的重要一環(huán)，是軍用電子元器件的重要組成部分和支撐，是保證和加強(qiáng)軍用電子

23、元器件、組件及系統(tǒng)可靠性和整體性能指標(biāo)的關(guān)鍵，是武器裝備小型化、多功能化、輕員化和高可靠性的重要技術(shù)之一。武器裝備的快速發(fā)展，對(duì)電子封裝技術(shù)提出了新的、更高的要求。高質(zhì)量的表面處理技術(shù)成為軍用電子元器件設(shè)計(jì)、制造、封裝技術(shù)發(fā)展的難點(diǎn)和制高點(diǎn)。</p><p>　　長(zhǎng)期以來，由于在電鍍行業(yè)中普遍使用直流電鍍電源，人們往往把主要精力用于改變直流電鍍的鍍液成分、采用化學(xué)添加劑等方式來改善鍍層性能。 </p&g

24、t;<p>　　國(guó)際上從20世紀(jì)60年代中期把脈沖電源引入電鍍領(lǐng)域，發(fā)展非常迅速。 </p><p>　　脈沖電鍍實(shí)際上是一種通斷直流電鍍。脈沖電鍍過程中，當(dāng)電流導(dǎo)通時(shí)，脈沖(峰值)電流相當(dāng)于普通直流電流的幾倍甚至幾十倍，正是這個(gè)瞬時(shí)高電流密度使金屬離子在極高的過電位下還原，從而使沉積層晶粒變細(xì);當(dāng)電流關(guān)斷時(shí)，陰極區(qū)附近放電離子又恢復(fù)到初始濃度，濃差極化消除，這利于下一個(gè)脈沖周期繼續(xù)使用高的脈沖(

25、峰值)電流密度，同時(shí)關(guān)斷期內(nèi)還伴有對(duì)沉積層有利的重結(jié)晶、吸脫附等現(xiàn)象。這樣的過程同期性地貫穿整個(gè)電鍍過程的始末，其中所包含的機(jī)理構(gòu)成了脈沖電鍍的最基本原理。</p><p>　　實(shí)踐證明，脈沖電鍍?cè)诩?xì)化結(jié)晶、改善鍍層物理化學(xué)性能、節(jié)約貴金屬等方面比傳統(tǒng)的直流電鍍有著不可比擬的優(yōu)越性。</p><p>　　隨著電鍍理論和電源技術(shù)的發(fā)展，將反向脈沖又引入電鍍，也就是說，在脈沖電鍍正向脈沖期間，

26、適當(dāng)?shù)匾肷倭糠聪蛎}沖，這樣可以將鍍層表面上的雜質(zhì)以及結(jié)合力不太強(qiáng)的離子拉回，從而提高了鍍層的致密性。</p><p>　　20世紀(jì)80年代末90年代初雙脈沖電鍍電源在我國(guó)開始有所應(yīng)用以來，脈沖電鍍技術(shù)即得到了飛速發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)已有能實(shí)現(xiàn)單一波形，正反向周期換向的雙脈沖電源。我所曾于90年代中期配置了這種雙脈沖電源。 </p><p>　　由于在電鍍過程中，在不同的階段需要不同的電鍍

27、參數(shù)，例如在電鍍的初始階段是不允許有反向脈沖的，因?yàn)榇藭r(shí)的反向脈沖會(huì)使鍍件上的金屬離子進(jìn)入到鍍液而污染了電鍍液，所以只有等工件表面鍍了一層以后，方可引入反向脈沖。對(duì)于雙脈沖電源來說，只能等鍍了一段時(shí)間后，再重新手動(dòng)修改電鍍參數(shù)，這樣勢(shì)必造成操作上的煩瑣和失誤，同時(shí)因?yàn)檫^多的人為因素的介入，使得重復(fù)性變得很差。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外脈沖電鍍電源研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2

28、.1 脈沖電鍍電源國(guó)內(nèi)發(fā)展概況</p><p>　　由于脈沖電鍍對(duì)改善鍍層性能有特殊的功能，其經(jīng)濟(jì)效益尤其在節(jié)約貴余屬方面非常顯著。70年代后期，我國(guó)部分高等院校、研究所、生產(chǎn)廠已研制并投產(chǎn)幾種類型的脈沖電鍍電源，其情況大致可分為以下三個(gè)階段:</p><p>　　第一階段:提供試驗(yàn)室進(jìn)行脈沖電鍍工藝研究和脈沖電鍍機(jī)理探討用的小型脈沖電鍍電源。如峰值電流為10A多波形脈沖電鍍電源及峰值電流

29、為20A,50A, 100A方波脈沖電源。通過工藝研究和機(jī)理初步探討，脈沖電鍍?cè)陔婂冃袠I(yè)尤其在貴金屬電鍍、合金電鍍方面有著很強(qiáng)的生命力，提出了金、銀、鍺等貴金屬脈沖電鍍的較成熟的工藝。</p><p>　　第二階段:在金、銀等貴金屬電鍍行業(yè)中推廣應(yīng)用脈沖電鍍技術(shù)。為了滿足生產(chǎn)需要，脈沖電源已形成峰值電流為30A, 50A, 100A, 200A, 300A, 500A的系列產(chǎn)品。生產(chǎn)上不僅提高了電子產(chǎn)品的質(zhì)量，節(jié)

30、約了電鍍時(shí)間，而且在節(jié)約貴金屬方面有著明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 隨著脈沖電源容量的增加及頻率范圍的擴(kuò)大又促進(jìn)了電鍍工藝的研究。充分發(fā)揮脈沖電鍍的優(yōu)點(diǎn)，解決傳統(tǒng)直流電鍍中存在的一些弊病。如不加添加劑光亮鍍鎳新工藝的研究，表面電鍍晶粒細(xì)，光澤度又好印刷板薄銅皮鍍銅工藝研究，合金電鍍工藝的研究等。</p><p>　　第三階段:隨著上述新工藝的研究對(duì)脈沖電源又提出了新的要求其要求歸納起來大致可分以下三個(gè)方面:</p&g

31、t;<p>　　一、變極性脈沖電鍍電源的研制根據(jù)工藝要求有正反脈寬與峰值電流皆能改變極性脈沖電源。</p><p>　　二、在可調(diào)直流的基礎(chǔ)上疊加可變的方波脈沖電源。</p><p>　　三、研制容量大，輸出電壓高的脈沖電源。</p><p>　　隨著器件質(zhì)量進(jìn)一步提高及新的大功率器件的研制成功，在脈沖電鍍電源中采用1000V左右高壓品體管，大容量可關(guān)

32、斷晶閘管及調(diào)頻晶閘管作為功率器件，上述三方面要求的電源，為期不會(huì)太遠(yuǎn)。</p><p>　　1.2.2 國(guó)產(chǎn)脈沖電鍍電源介紹</p><p>　　近年來，國(guó)產(chǎn)脈沖電鍍電源發(fā)展也很迅速，高頻電鍍電源具有如下特點(diǎn):</p><p>　　一、國(guó)產(chǎn)雙脈沖電鍍電源多采用性能相同的兩組脈沖電源反向隔離并聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)輸出正、負(fù)脈沖周期換向電流的日的。</p><

33、p>　　二、雙脈沖電源有十個(gè)參數(shù)可以調(diào)節(jié)，即正、負(fù)脈沖電流幅值Im；正、負(fù)脈沖電流導(dǎo)通時(shí)間即脈寬Ton；正、負(fù)脈沖電流斷開時(shí)間Toff；正、負(fù)脈沖電流的頻率；正、負(fù)一組脈沖電流的工作時(shí)間Tf、Tr。由于是采用兩臺(tái)獨(dú)立電源，因此上述參數(shù)均可單獨(dú)調(diào)節(jié)。 </p><p>　　三、雙脈沖電源可通過參數(shù)調(diào)節(jié)、變換，控制鍍層的結(jié)晶取向，在鍍層光亮、抗腐蝕、耐磨、硬度等方面比直流電鍍有較大提高。</p>

34、;<p>　　四、雙脈沖電源也存在它的局限性，由于這種電源采用手動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)，因此在設(shè)定好上述十個(gè)參數(shù)之后，即成為單一參數(shù)的脈沖波形參數(shù)，進(jìn)入電鍍過程。</p><p>　　第二章 電鍍用脈沖電源概述</p><p>　　2.1對(duì)方波脈沖電鍍電源的基木要求</p><p>　　脈沖電鍍電源通常采用恒流或恒壓兩種不同的供電模式，當(dāng)然也有采用非恒流方式的。脈

35、沖電流 (或電壓)的波形通常有方波、正弦波、鋸齒波等以及這些波形與直流的疊加。從電鍍實(shí)際結(jié)果來看，方波脈沖以及與其他波形適當(dāng)組合對(duì)貴金屬電鍍可獲得較好的效果。就方波脈沖而言，前沿和后沿的陡度越大可獲得更好的實(shí)鍍效果，但對(duì)前后沿的要求不可太苛刻，否則會(huì)為脈沖電源的設(shè)計(jì)、制造和脈沖的傳輸帶來困難。一般說來，前后沿的上升時(shí)間和下降時(shí)間應(yīng)控制在數(shù)微秒到數(shù)十微秒之內(nèi)。</p><p>　　對(duì)不同鍍種在不同槽液中等效電阻的變

36、化，我們作了測(cè)試，積累了一定數(shù)據(jù)，綜合其他相關(guān)資料，有關(guān)方波脈沖電鍍電源的技術(shù)指標(biāo)特提出如下基本要求:</p><p>　　一、輸出電壓波形為方波平頂?shù)募y波系數(shù)<5%，電壓波形不允許有過沖及振蕩現(xiàn)象。</p><p>　　二、有峰值和平均值電流保護(hù)，其動(dòng)作整定值可根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　三、方波脈沖電源測(cè)量與顯示系統(tǒng)可采用電流表顯示平均值電

37、流Ic ,脈沖電流的通電時(shí)間Ton脈沖電流的斷電時(shí)間Torn和脈沖電流之頻率f可使用示波器觀察分析。</p><p>　　2.2脈沖電源的分類</p><p>　　脈沖電源從波形分析看，一般有以下幾種:單脈沖電源、雙脈沖電源以及多波形脈沖電源。</p><p>　　在實(shí)際使用中，方波脈沖電源使用較為普通，多用于無特殊要求的鍍金、銀、鎳場(chǎng)合，多波形脈沖電源多應(yīng)用于合金

38、類表面硬質(zhì)氧化場(chǎng)合，例如鋁的硬質(zhì)氧化，而雙脈沖電源為新近發(fā)展的新穎脈沖電源，是對(duì)于表面要求高的場(chǎng)合較為理想的電源，如精密儀器、電子元件陶瓷基片表面處理場(chǎng)合。</p><p>　　2.3脈沖電源工作原理</p><p>　　脈沖電鍍是一項(xiàng)新的電鍍技術(shù)。它的特點(diǎn)是由脈沖電流對(duì)電極過程動(dòng)力學(xué)的特效影響所決定的，其中最主要的是對(duì)傳質(zhì)過程的影響。</p><p>　　脈沖電源

39、其電流呈脈沖方式流動(dòng)，并可在瞬時(shí)產(chǎn)生高密度電流；因此，在電鍍時(shí)能將底層均勻地涂覆到鍍件上，并使之加速，提高了效率；鍍件表面均勻、細(xì)致，使金、銀等貴重大為節(jié)約。由此，可以調(diào)節(jié)占空比及頻率的脈沖電源。</p><p>　　脈沖電源的工作原理可以通過其波形直接反映。一般直流電源的輸出電流波形如圖，而特殊電源的脈沖電源，有著與直流電源完全不同的波形如圖。</p><p>　　圖 2-1一般電鍍電源

40、輸出波形</p><p>　　圖 2-2脈沖電源輸出波形</p><p>　　2.4脈沖電源的特點(diǎn)</p><p>　　與系統(tǒng)直流電源相比，脈沖電源就是其輸出直流波形、頻率、占空比和平均電流密度等參數(shù)均可根據(jù)電鍍需要設(shè)定的直流電源，其特點(diǎn)可概括為:(1)頻率占空比可調(diào);(2)波形特殊 (例如方波等)。脈沖電源的這些特點(diǎn)在生產(chǎn)中的實(shí)際意義就是，在電鍍過程中，脈沖電源

41、可通過改變其輸出波形的頻率、占空比和平均電流密度，來改變電鍍槽中金屬離子電沉積過程，使電沉積過程在較寬范圍內(nèi)變化，從而可獲得均勻致密較為理想的鍍層。例如在印刷線路板行業(yè) (PCB)中，使用脈沖電源電鍍，可提高其深鍍能力，使鍍層均勻、致密、不脫落。</p><p>　　2.4.1脈沖電源的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　脈沖電鍍與直流電鍍相比，概括起來有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：</p><

42、;p>　　一、鍍層孔隙率低，致密性好，抗蝕性高，以方波輸出脈沖電源電鍍?yōu)槔?，由于脈沖電源輸出為間歇性矩形方波，在脈沖導(dǎo)通期間，金屬離子在工件表面沉積的晶粒在鍍液中溶解，使得工件表面沉積的晶粒細(xì)化，鍍層致密，大大降低了鍍層的孔隙率。實(shí)踐表明，裝飾業(yè)和電子業(yè)，用脈沖電源電鍍貴金屬，可以用較薄的鍍層獲得較為理想的鍍層表面。 </p><p>　　二、鍍層應(yīng)力低，成分穩(wěn)定，深鍍能

43、力強(qiáng)。結(jié)品細(xì)化，改善與提高鍍層的均鍍能力:脈沖電鍍時(shí)，山于脈沖瞬間陰極表而上具有很高的電流密度。如鍍金時(shí)瞬間電流密度可比平均電流密度左(1012)倍。這就使品核形成的速度大于晶核成長(zhǎng)的速度。脈沖鍍層的品粒般為0.5微米左右，而直流鍍層的晶粒大于1微米，另外脈沖電鍍電流分布的均勻性好，這就改善了鍍層的均鍍能力。</p><p>　　三、改善鍍層的化學(xué)性能，降低孔隙率提高鍍層的抗腐蝕能力。對(duì)十鍍層表面具有無孔特性一般

44、說其鍍屬厚度，脈沖鍍比直流鍍可減少。</p><p>　　四、改善鍍層的物理性能降低表面電阻和體電阻，提高導(dǎo)電性，增大耐磨性，減少應(yīng)力。氰化鍍銀脈沖鍍層的耐磨能力要比直流鍍層增加一倍。由于脈沖時(shí)的峰值電壓遠(yuǎn)大于直流鍍時(shí)的電壓所以陰極表面鈍化膜易被擊穿而有利于鍍層與基體間的結(jié)合，因此脈沖鍍提高了結(jié)合力。</p><p>　　五、節(jié)約金屬尤其是貴金屬。我國(guó)電子工業(yè)每年用金量約20噸其中大部分用

45、于電子元件的電鍍涂層，白銀的每年用量超過百噸它主要用于電鍍涂層，由于鍍層超厚其金、銀等貴重金屬白白耗費(fèi)緊集成電路框架鍍金為例，直流鍍層厚度需要2微米以上才能保證使用，而采用脈沖電鍍后可使鍍金層厚減到1.2微米便可滿足要求，這就可使鍍金層厚度降低40%,鍍件受鍍時(shí)間減少1/3左右。脈沖鍍?cè)诠?jié)約材料尤其貴金屬方面具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　2.4.2脈沖電源使用的局限性</p><

46、;p>　　上面簡(jiǎn)要說明了脈沖電源作為電鍍電源使用的特點(diǎn)和使用方法，但并非脈沖電源在任何場(chǎng)合使用都能獲得較為理想的表面，脈沖電源也存在一定的局限性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:</p><p>　　一、脈沖電源雖然在表面能形成致密均勻的鍍層表面，但它在要求工件表面鍍層較厚的場(chǎng)合效果并不理想，效率低。一般情況下，20-30μm以上鍍層用其它直流電源電鍍比脈沖電源理想。</p><p>　　二

47、、脈沖電源在較多復(fù)雜的表面 (例如首飾、插件)能形成較為均勻的鍍層，保持工件原有機(jī)械形狀，但在深鍍能力上不理想，電流效率較低，例如深孔電鍍。PCB行業(yè)中孔經(jīng)比較大的印刷板電鍍，雖然表面質(zhì)量較為理想。但會(huì)出現(xiàn)鍍層厚度不一致的現(xiàn)象。</p><p>　　三、脈沖電源在工作中，在電鍍槽中產(chǎn)生變流低頻振蕩會(huì)引起部分有機(jī)類添加劑分解，造成鍍液污染；故在脈沖電源使用場(chǎng)合，最好不使用有機(jī)添加劑。</p><

48、p>　　四、電流效率低，在對(duì)工件表面要求要求、鍍層較厚、單產(chǎn)產(chǎn)量大的貴金屬電鍍中，使用脈沖電源效果比用低紋波高頻開關(guān)電源要遜色。</p><p>　　綜上所述，隨著科技進(jìn)步，電子、通信、信息等尖端高科技工業(yè)的發(fā)展，電鍍脈沖電源的應(yīng)用將越來越廣泛，合理使用脈沖電源必將對(duì)我國(guó)金屬表面處理行業(yè)的發(fā)展起到很大的促進(jìn)作用。</p><p>　　第三章 數(shù)字單脈沖電源的性能指標(biāo)及其概述</

49、p><p>　　3.1數(shù)字脈沖電源的應(yīng)用意義和概述</p><p>　　3.1.1數(shù)字脈沖電源的應(yīng)用意義</p><p>　　隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展,數(shù)控電源技術(shù)已經(jīng)用到了各種領(lǐng)域，首先我們先了解一下數(shù)控技術(shù)的發(fā)展情況，人們對(duì)電鍍質(zhì)量的要求越來越高。但目前電鍍技術(shù)仍存在某些缺陷，諸如加工時(shí)間長(zhǎng)、鍍層厚度均勻性差、鍍層容易出現(xiàn)缺陷以及存在較大內(nèi)應(yīng)力等。這些缺陷大大限制了電鍍技

50、術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，不能適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)，尤其是精密制造的需要。數(shù)控電源技術(shù)是對(duì)電解電源實(shí)現(xiàn)大電流、高頻率、大工作比脈沖輸出、環(huán)保、節(jié)電節(jié)時(shí)高效的技術(shù)。</p><p>　　3.1.2數(shù)字脈沖電源的概述</p><p>　　所謂數(shù)字脈沖電源，就是采用微處理器等數(shù)字電路對(duì)脈沖電源中的直流斬波進(jìn)行控制，并實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示與數(shù)字調(diào)節(jié)的一種脈沖電源。它是當(dāng)今最為現(xiàn)在金的電鍍電源，也是電鍍電源發(fā)展的方向。他與

51、傳統(tǒng)的模擬脈沖電源相比，具有這樣一些優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　驅(qū)動(dòng)波形規(guī)整，極大地改善了載波后的輸出波形，對(duì)提高電鍍質(zhì)量十分有利；</p><p>　　采用數(shù)字調(diào)控，直觀簡(jiǎn)單；</p><p>　　波形調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)節(jié)步進(jìn)可以至0.1ms；</p><p>　　溫度漂移系數(shù)小，能長(zhǎng)期穩(wěn)定地連續(xù)運(yùn)行。</p><p>

52、　　圖 3-1數(shù)字脈沖電源原理示意圖</p><p>　　在目前的應(yīng)用中，大多利用大功率的開關(guān)管IGBT對(duì)直流電源進(jìn)行斬波，達(dá)到脈沖輸出的目的。改變IGBT開關(guān)的方波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)脈沖寬及頻率的可調(diào)。</p><p>　　3.2 數(shù)字單脈沖電源的性能指標(biāo)</p><p>　　脈沖電鍍實(shí)質(zhì)上是一種通、斷直流電鍍。所不同的是脈沖電鍍有三個(gè)獨(dú)立的參數(shù)（脈沖電流密度J、導(dǎo)

53、通時(shí)間tom及關(guān)斷時(shí)間toff可調(diào)；而一般直流電鍍只有1個(gè)參數(shù)（電流或電壓）可調(diào)。因此，采用脈沖電鍍就成為槽外控制鍍層提供了有力的手段。國(guó)內(nèi)外電鍍工作者大量的實(shí)踐證明，脈沖電鍍是一項(xiàng)既能提高鍍層質(zhì)量，又能提高沉積速率的經(jīng)濟(jì)效率很高的電鍍新技術(shù)。圖3-2為脈沖電源的電流波形，圖中：</p><p>　　Ton:脈沖電流導(dǎo)通時(shí)間；</p><p>　　Toff：脈沖電流斷電時(shí)間；</p&

54、gt;<p>　　T=ton+toff：脈沖周期；</p><p><b>　　J:電流密度；</b></p><p><b>　　Ip:電流峰值。</b></p><p>　　圖 3-2脈沖電源參數(shù)圖</p><p>　　本數(shù)字單脈沖電源的性能與設(shè)計(jì)要求主要體現(xiàn)在以下一些指標(biāo)：<

55、;/p><p>　　供電電源：3相，50HZ，380V</p><p>　　輸出峰值電壓：3-30V，連續(xù)可調(diào)</p><p>　　脈沖頻率：1-10KHZ，可調(diào)</p><p>　　脈沖占空比：40-70%，可調(diào)</p><p>　　脈沖電流導(dǎo)通時(shí)間ton:1-100ms</p><p>　　電流

56、電壓波形:脈沖,鍵盤設(shè)定</p><p>　　工作方式:恒流/壓任選。</p><p>　　電鍍時(shí)間可鍵盤設(shè)定，為0-9999s。</p><p>　　第四章 主電路的設(shè)計(jì)及器件選擇</p><p>　　主電路由三部分構(gòu)成，分別為電源部分、斬波部分、調(diào)壓部分。電源部分采用三相全控橋式整流電路，斬波部分采用MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管的通斷來控制，調(diào)壓

57、部分采用脈沖式變壓器完成。</p><p>　　4.1三相全控橋的工作原理</p><p>　　如圖4-1所示，為三相橋式全控帶阻感負(fù)載，根據(jù)要求要考慮電動(dòng)機(jī)的電樞電感與電樞電阻，故為阻感負(fù)載。習(xí)慣將其中陰極連接在一起的3個(gè)晶閘管稱為共陰極組；陽極連接在一起的3個(gè)晶閘管稱為共陽極組。共陰極組中與a、b、c三相電源相接的3個(gè)晶閘管分別為VT1、VT3、VT5， 共陽極組中與a、b、c三相電源

58、相接的3個(gè)晶閘管分別為VT4、VT6、VT2。晶閘管的導(dǎo)通順序?yàn)?VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。變壓器為型接法。變壓器二次側(cè)接成星形得到零線，而一次側(cè)接成三角形避免3次諧波流入電網(wǎng)。</p><p>　　圖4-1 三相橋式全控整流電路帶電動(dòng)機(jī)（阻感）負(fù)載原理圖</p><p>　　4.1.1 三相全控橋的工作特點(diǎn)</p><p>　　⑴ 2個(gè)晶閘管

59、同時(shí)通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組各1個(gè)，且不能為同1相器件。</p><p>　?、?對(duì)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°</p><p>　　共陽極組VT4、VT6

60、、VT2也依次差120°</p><p>　　同一相的上下兩個(gè)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(dòng)6次，每次脈動(dòng)的波形都一樣, 故該電路為6脈波整流電路。</p><p>　?、?晶閘管承受的電壓波形與三相半波時(shí)相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。</p

61、><p>　　4.1.2 阻感負(fù)載時(shí)的波形分析</p><p>　　三相橋式全控整流電路大多用于向阻感負(fù)載和反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載供電（即用于直流電機(jī)傳動(dòng)），下面主要分析阻感負(fù)載時(shí)的情況，因?yàn)閹Х措妱?dòng)勢(shì)阻感負(fù)載的情況，與帶阻感負(fù)載的情況基本相同。 </p><p>　　當(dāng)α≤60度時(shí)，ud波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓ud波形

62、、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。區(qū)別在于負(fù)載不同時(shí)，同樣的整流輸出電壓加到負(fù)載上，得到的負(fù)載電流 id 波形不同，電阻負(fù)載時(shí) ud 波形與 id 的波形形狀一樣。而阻感負(fù)載時(shí)，由于電感的作用，使得負(fù)載電流波形變得平直，當(dāng)電感足夠大的時(shí)候，負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線。圖4-2和圖4-3分別給出了三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載α=0度和α=30度的波形。 </p><p>　　圖4-2中除給出ud波形和id波形

63、外，還給出了晶閘管VT1電流 iVT1 的波形，可與帶電阻負(fù)載時(shí)的情況進(jìn)行比較。由波形圖可見，在晶閘管VT1導(dǎo)通段，iVT1波形由負(fù)載電流 id 波形決定，和ud波形不同。 圖4-3中除給出ud波形和 id 波形外，還給出了變壓器二次側(cè)a相電流 ia 的波形，在此不做具體分析。 </p><p>　　圖4-2 觸發(fā)角為0度時(shí)的波形圖 圖4-3 觸發(fā)角為30時(shí)的波形圖</p><p&

64、gt;　　當(dāng)α＞60度時(shí)，阻感負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同，電阻負(fù)載時(shí)ud波形不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分，而阻感負(fù)載時(shí)，由于電感L的作用，ud波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。圖4-4給出了α=90度時(shí)的波形。若電感L值足夠大，ud中正負(fù)面積將基本相等，ud平均值近似為零。這說明，帶阻感負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的α角移相范圍為90度。</p><p>　　圖4-4 觸發(fā)角為90時(shí)的波形圖</p><p>

65、<b>　　4.2參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　4.2.1 整流變壓器的選擇</p><p>　　由系統(tǒng)要求可知，整流變壓器一、二次線電壓分別為380V和220V，由變壓器為接法可知變壓器二次側(cè)相電壓為：</p><p>　?。ü?） </p>

66、<p><b>　　變比為：</b></p><p><b>　　（公式2﹚</b></p><p>　　變壓器一次和二次側(cè)的相電流計(jì)算公式為：</p><p><b>　　﹙公式3﹚</b></p><p><b>　　﹙公式4﹚</b>&l

67、t;/p><p><b>　　而在三相橋式全控中</b></p><p><b>　　﹙公式5﹚</b></p><p><b>　　﹙公式6﹚</b></p><p>　　所以變壓器的容量分別如下：</p><p><b>　　變壓器次級(jí)容量為：

68、</b></p><p><b>　　﹙公式7﹚</b></p><p><b>　　變壓器初級(jí)容量為：</b></p><p><b>　　﹙公式8﹚</b></p><p><b>　　變壓器容量為：</b></p><

69、p><b>　　﹙公式9﹚</b></p><p><b>　　即：</b></p><p>　　變壓器參數(shù)歸納如下：初級(jí)繞組三角形接法，；次級(jí)繞組星形接法，，；容量選擇為9.46989kW。</p><p>　　4.2.2 晶閘管的選擇</p><p>　　⑴ 晶閘管的額定電壓</p&

70、gt;<p>　　由三相全控橋式整流電路的波形（圖4-1）分析知，晶閘管最大正、反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值</p><p><b>　　﹙公式10﹚</b></p><p>　　故橋臂的工作電壓幅值為：</p><p>　　﹙公式11﹚ </p><p>　　考慮裕量，則額定電壓為：&

71、lt;/p><p><b>　　﹙公式12﹚</b></p><p>　?、?晶閘管的額定電流</p><p>　　晶閘管電流的有效值為：</p><p><b>　　﹙公式13﹚</b></p><p>　　考慮裕量，故晶閘管的額定電流為：</p><p&g

72、t;<b>　　﹙公式14﹚</b></p><p>　　2.3 平波電抗器的選擇</p><p>　　為了限制輸出電流脈動(dòng)和保證最小負(fù)載電流時(shí)電流連續(xù)，整流器電路中常要串聯(lián)平波電抗器。對(duì)于三相橋式全控整流電路帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載系統(tǒng)，有：</p><p><b>　　﹙公式15﹚</b></p><p>

73、　　其中， （單位為mH）中包括整流變壓器的漏電感、電樞電感和平波電抗器的電感。由題目要求：當(dāng)負(fù)載電流降至20A時(shí)電流仍連續(xù)。所以取20A。所以有：</p><p><b>　　﹙公式16﹚</b></p><p>　　第五章 控制電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　采用pic單片機(jī)16f877對(duì)全控整流晶閘管和直流斬波IGBT進(jìn)行控制。</

74、p><p>　　5.1全控整流晶閘管驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　5.1.1.1晶閘管驅(qū)動(dòng)信號(hào)要求</p><p>　　晶閘管導(dǎo)通的條件是在晶閘管陽極加正向電壓期間，給門極施加正的控制信號(hào)。當(dāng)晶閘管導(dǎo)通后，將不再受門極信號(hào)的控制，直到陽極電流小于維持電流，晶閘管自行關(guān)斷。晶閘管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的基本要求是:</p><p>　　l．觸發(fā)信號(hào)只能在門極為正

75、，陰極為負(fù)時(shí)起作用。為了減小門極的損耗，觸發(fā)信號(hào)常采用脈沖形式。</p><p>　　2．觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的功率。觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流應(yīng)大于晶閘管門極觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流。因?yàn)榫чl管的特性有很大的分散性，且隨溫度而變化，因此，在設(shè)訓(xùn)觸發(fā)電路時(shí)，觸發(fā)電流通常應(yīng)大于晶閘管門極觸發(fā)電流的2~3倍，觸發(fā)電流的前沿應(yīng)達(dá)到門極電流的5倍以上。保證晶閘管可靠觸發(fā)。</p><p>　　3．觸發(fā)脈沖的移相范圍

76、能滿足整流要求，在本設(shè)計(jì)中要求移相范圍為120º.</p><p>　　4．觸發(fā)脈沖的寬度和陡度：觸發(fā)脈沖的寬度一般應(yīng)保證晶閘管陽極電流在脈沖消失前能達(dá)到擎住電流，使晶閘管能保持導(dǎo)通狀態(tài)，這是最小的允許寬度一般要求觸發(fā)脈沖前沿陡度大于10V/µS.</p><p>　　5．根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，本設(shè)計(jì)中驅(qū)動(dòng)信號(hào)還必須經(jīng)過隔離，以保證主回路與控制模塊電位隔離。</p&g

77、t;<p>　　5.1.1.2晶閘管驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　晶閘管觸發(fā)電路由光電隔離電路與集成驅(qū)動(dòng)芯片ir2113組成,如下圖所示：</p><p>　　圖5-1 光電隔離電路</p><p>　　圖5-2 Ir2113及其外圍電路</p><p>　　5.2pic單片機(jī)斬波電路控制原理</p><p&

78、gt;　　pic單片機(jī)斬波控制電路主要由：?jiǎn)纹瑱C(jī)16f877、鍵盤掃描電路、顯示電路、晶閘管驅(qū)動(dòng)電路四部分構(gòu)成。</p><p>　　原理方框圖如下所示：</p><p>　　圖5-3單片機(jī)斬波電路原理圖</p><p><b>　　工作原理與功能：</b></p><p>　　簡(jiǎn)單的流程為：主程序掃描鍵盤，將設(shè)置信息輸

79、入，處理后，輸出到LED顯示器顯示與晶閘管驅(qū)動(dòng)電路。</p><p>　　單片機(jī)的晶振為11.0592MHz，用到了三個(gè)定時(shí)器，分別進(jìn)行頻率、占空比與電鍍時(shí)間的定時(shí)，三個(gè)定時(shí)器都是工作在方式1。根據(jù)計(jì)算定時(shí)器初值的公式：</p><p>　　計(jì)算出定時(shí)器所要裝入的初值。</p><p>　　頻率及占空比的顯示電路由74LS373構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路和LED數(shù)碼顯示管組成，

80、利用八個(gè)數(shù)碼管來顯示，有兩位是用來顯示頻率的，有兩位是顯示占空比的，還有四位是顯示定時(shí)時(shí)間的。為了區(qū)分不同功能，顯示占空比的兩位用綠色發(fā)光led顯示器。</p><p>　　此電路的鍵盤是由一個(gè)狀態(tài)鍵，四個(gè)功能鍵（調(diào)節(jié)頻率、占空比與時(shí)間的增減）組成，其特殊之處在于利用外部中斷實(shí)現(xiàn)鍵盤掃描。狀態(tài)鍵有三種狀態(tài)，當(dāng)其處于狀態(tài)0時(shí)，則其它的鍵會(huì)處于無用狀態(tài)，當(dāng)其處于狀態(tài)1時(shí)，可通過按兩個(gè)調(diào)節(jié)鍵來調(diào)節(jié)頻率，處于第三種狀態(tài)時(shí)

81、，按四個(gè)調(diào)節(jié)鍵中的前兩個(gè)便可對(duì)占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)了，處于第四種狀態(tài)時(shí)，按四個(gè)調(diào)節(jié)按鍵可以對(duì)電鍍定時(shí)進(jìn)行設(shè)定。</p><p>　　5.2.1單片機(jī)16f877</p><p>　　5.2.1.1原理簡(jiǎn)介</p><p>　?。?）PIC16F877特性：PIC16F877是由Microchip公司所生產(chǎn)開發(fā)的新產(chǎn)品，屬于PICmicro系列單片微機(jī)，具有Flash pr

82、ogram程序內(nèi)存功能，可以重復(fù)燒錄程序，適合教學(xué)、開發(fā)新產(chǎn)品等用途；而其內(nèi)建ICD(In Circuit Debug)功能，可以讓使用者直接在單片機(jī)電路或產(chǎn)品上，進(jìn)行如暫停微處理器執(zhí)行、觀看緩存器內(nèi)容等，讓使用者能快速地進(jìn)行程序除錯(cuò)與開發(fā)。 如圖5-4為PIC16F877的40根接腳圖，PDIP是指一般最常見的DIP(Dual In Line Package)包裝，而PIC單片機(jī)也有PLCC(Plastic Leaded Chip C

83、arrier)與QFP(Quad Flat Package)兩種形式的包裝，依照不同的需求，尋找不同的包裝形式。如圖所示，每根接腳都有其特定功能，例如Pin11與Pin32(VDD)為正電源接腳，Pin12與Pin31(VSS)為地線接腳；而有些接腳有兩種甚至三種以上功能，例如Pin2(RA0/AN0)代表PORTA的第一支接腳，在系統(tǒng)重置(Reset)后，可自動(dòng)成為模擬輸入接腳，接收模擬訊號(hào)，也可經(jīng)由程序規(guī)</p>&l

84、t;p>　?。?）特殊內(nèi)嵌功能 PIC16F877屬于內(nèi)嵌功能較多的單片機(jī)，除了CPU、POM、RAM、I/O等基本構(gòu)造外，還包括以下各種功能，簡(jiǎn)介如下：A/D converter：模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，最多可以讀取8組模擬輸入訊號(hào)。 </p><p>　　CCP：Capture、Compare、PWM，用于控制直流馬達(dá)。 Timer，內(nèi)部定時(shí)器，有Timer0、Timer1、Timer2等。 <

85、/p><p>　　USART：Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter，同步/異步串行傳輸，如RS232、RS485等。 </p><p>　　MSSP；Master Synchronous Serial Port，兩線式(I2C)與三線式(SPI)標(biāo)準(zhǔn)同步串行傳輸協(xié)定，常用于EEPROM內(nèi)存資料的燒錄與讀取，或是與其它集成

86、電路溝通與聯(lián)系，形成多芯片網(wǎng)絡(luò)。 </p><p>　　圖5-4PIC16F877接腳說明</p><p>　　5.2.1.2PIC16F877基本電路 </p><p>　?。?）PIC振蕩頻率電路 單片機(jī)振蕩電路與整體系統(tǒng)工作速度有直接的關(guān)系，例如同步∕異步串行傳輸、定時(shí)器等，都與振蕩頻率有關(guān)，不同系列單片機(jī)有不同振蕩頻率，根據(jù)產(chǎn)品資料手冊(cè)，PIC16F877振

87、蕩頻率最高可到20MHz；在圖5-4中，振蕩電路接于Pin13(OSC1/CLKIN)與Pin14(OSC2/CLKOUT)，而振蕩電路有以下四種形式： LP：使用低功率振蕩晶體(Low Power Crystal) </p><p>　　XT：使用振蕩器∕諧振器(Crystal/Resonator) </p><p>　　HS：使用高速振蕩器(High Speed Crystal/Res

88、onator) </p><p>　　RC：使用電阻∕電容(Resister/Capacitor) 一般常用振蕩晶體或是諧振器作為單片機(jī)振蕩源，外接電路及PIC內(nèi)部電路說明如圖5-5所示。圖中電容C1與C2規(guī)格大小是根據(jù)Crystal或Resonator而有所不同，表5-1列出電容建議值，使用其它振蕩源的電路說明請(qǐng)參考產(chǎn)品資料手冊(cè)。 </p><p>　　圖5-5振蕩源電路圖（圖片來源：M

89、icrochip PIC16F87X Data Sheet） </p><p>　　表5-1建議電容值（圖片來源：Microchip PIC16F87X Data Sheet） </p><p>　?。?） 外加電源與重置電路 </p><p>　　PIC16F877的工作電壓為5V，連接Pin11與Pin32，Pin12與Pin31為地線接腳；重置電路連

90、接Pin1，按下Reset后，內(nèi)部指令重頭開始執(zhí)行，系統(tǒng)重新運(yùn)作。 </p><p>　　圖5-5 外加電路及上電復(fù)位電路</p><p>　　5.2.1.3 輸入輸出接口 </p><p>　　PIC16F877除了上述基本電路所占用的7支接腳外，其余的33支接腳都可當(dāng)成輸出、輸入接腳，輸入輸出端口是單片機(jī)基本界面，可以與周邊電路進(jìn)行電路控制和信號(hào)傳輸與檢測(cè)。PI

91、C是8位的單片機(jī)，以接腳特性分組，每組盡量湊滿8支接腳，并將I/O命名為PORTA(RA0~RA5)、PORTB(RB0~RB7)、PORTC(RC0~RC7)、PORTD(RD0~RD7)和PORTE(RE0~RE2)等，各分組接口特性說明如下：</p><p>　　PORTA ：PIC16F877的PORTA總共有6個(gè)位(RA0~RA5)，PORTA的接腳可作為數(shù)字輸出輸入端口，而系統(tǒng)重置后，PORTA自動(dòng)成

92、為模擬輸入狀態(tài)，可讀取模擬輸入訊號(hào)。 </p><p>　　PORTB ：PORTB總共有8個(gè)位(RB0~RB7)，可以撰寫程序規(guī)劃輸入輸出方向、狀態(tài)，其中，要進(jìn)行燒錄時(shí)，使用到三支接腳，分別是Pin36(RB3/PGM)、Pin39(RB6/PGC)與Pin40(RB7/PGD)。 </p><p>　　PORTC ：PORTC總共有8個(gè)位(RC0~RC7)，除了可作為數(shù)位I/O外，還和

93、一些特殊功能的周邊電路共享接腳，例如CCP（直流馬達(dá)控制）、I2C、SPI（同步串行通訊電路）、UART（異步串行傳輸電路）等等。 </p><p>　　PORTD ：PORTD總共有8個(gè)位(RD0~RD7)，可作一般數(shù)字I/O，并與PSP(Parallel Slave Port)并列傳輸接口共享。當(dāng)整體系統(tǒng)需要多單片機(jī)時(shí)，彼此可以經(jīng)由并列傳輸接口來快速傳輸資料。</p><p>　　PO

94、RTE ：PORTE總共有3個(gè)位(RE0~RE2)，PORTE的Pin8、9、10有三種功能，除了基本I/O功能，也有模擬輸入功能，而上述PORTD的并列傳輸接口設(shè)定所需的控制接腳，如/RD、/WR、/CS等，也是屬于PORTE接腳。 </p><p>　　5.2.2鍵盤掃描電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用74ls245作為鍵盤接口，B口各位連接一上拉電阻，與按鍵開關(guān)k1——k8相連，

95、構(gòu)成按鍵掃描電路，掃描到的電路通過c口輸出到cpu的總線上。</p><p>　　74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動(dòng)led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。</p><p>　　74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。</p><p>　　當(dāng)單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS

96、245等總線驅(qū)動(dòng)器。</p><p>　　當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí)，DIR=“0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸；（接收）</p><p>　　DIR=“1”，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。</p><p>　　由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時(shí)74LS245的三態(tài)控制端1G和2G接地，P2口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連。P0口與

97、74LS245輸入端相連,E端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得RD且PSEN有效時(shí)，74LS245輸入（P0.1←D1），其它時(shí)間處于輸出（P0.1→D1）。</p><p>　　5-6 74ls245引腳功能</p><p>　　5-7 按鍵掃描部分硬件原理圖</p><p><b>　　5.2.3顯示電路</

98、b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用74ls373八段透明鎖存器Q口接電阻后驅(qū)動(dòng)七段發(fā)光二極管來進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。</p><p><b>　　簡(jiǎn)要說明：</b></p><p>　　373為三態(tài)輸出的八段透明鎖存器，共有 54S373 和 74LS373 兩種線路373 的輸出端 Q0～Q7 可直接與總線相連。</p>&l

99、t;p>　　當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時(shí)，Q0～Q7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時(shí)，Q0～Q7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。</p><p>　　當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時(shí)，Q 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時(shí)，D 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400m

100、V。</p><p><b>　　引出端符號(hào)：</b></p><p>　　D0～D7 數(shù)據(jù)輸入端</p><p>　　OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效）</p><p><b>　　LE 鎖存允許端</b></p><p><b>　　Q0～Q7 輸出端</

101、b></p><p>　　5-8輸出部分顯示原理圖</p><p>　　圖中只畫出了一位led數(shù)碼管的顯示電路，而實(shí)際線路是8位led數(shù)碼顯示電路，共使用了8片74ls373 8位數(shù)據(jù)鎖存芯片，cpu送來的數(shù)據(jù)通過74ls373鎖存器進(jìn)行鎖存輸出顯示。</p><p><b>　　第六章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p

102、>　　軟件設(shè)計(jì)包括主程序、延時(shí)子程序、系統(tǒng)初始化程序、顯示子程序、鍵盤掃描程序、定時(shí)器中斷子程序。其中主程序用來控制整個(gè)程序的執(zhí)行，它與各子程序緊密相聯(lián)，共同實(shí)現(xiàn)斬波種功能的執(zhí)行。</p><p><b>　　6.1主程序</b></p><p>　　主程序包括系統(tǒng)初始化及顯示程序，是一個(gè)死循環(huán)系統(tǒng)。其流程圖如圖6-1所示：</p><p&g

103、t;　　6.2系統(tǒng)初始化子程序</p><p>　　在此程序中，給所有變量賦初值，有鍵盤掃描口、選擇串行口工作方式SCON、狀態(tài)標(biāo)志位flag、初始頻率與占空比及其定時(shí)、定時(shí)器0與定時(shí)器1的工作方式等。初始化時(shí)啟動(dòng)了定時(shí)器0與定時(shí)器1。</p><p>　　/*****************************************</p><p><

104、b>　　系統(tǒng)初始化</b></p><p>　　*****************************************/</p><p>　　void system_init(void ) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　KEY_PORT=0x0f;</

105、p><p>　　SCON=0x00;</p><p><b>　　flag=0;</b></p><p><b>　　PL=1000;</b></p><p><b>　　ZKB=50; </b></p><p>　　TL0=0x66; //初始

106、頻率1KHz定時(shí)1ms</p><p><b>　　TH0=0xfc;</b></p><p>　　TL1=0x33; //初始占空比50定時(shí)0.5ms</p><p><b>　　TH1=0xfe;</b></p><p>　　TMOD=0x11; //定時(shí)

107、器1和定時(shí)器0工作在方式1，的定時(shí)模式</p><p>　　IT0=0; //選擇INT0為低電平觸發(fā)方式</p><p>　　EX0=1; //外部中斷0允許</p><p>　　ET0=1; //定時(shí)器1和定時(shí)器0中斷允許</p><p

108、><b>　　ET1=1;</b></p><p>　　EA=1; //系統(tǒng)中斷允許</p><p>　　TR0=1; //定時(shí)器1和定時(shí)器0開始定時(shí)</p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p>&

109、lt;b>　　}</b></p><p><b>　　6.3顯示子程序</b></p><p>　　利用分離頻率的各位數(shù)值，將各位數(shù)值分別顯示出來。在程序中利用了頻率顯示的高位滅零的方法以致最高位為0時(shí)就不顯示，以致顯示效果美觀化。一共有五位是顯示頻率的，若頻率小于10000時(shí)，則萬位不顯示；若頻率小于1000時(shí)，則萬位與千位都不顯示，依次類推。&l

110、t;/p><p>　　占空比的顯示規(guī)律與頻率的一樣。</p><p>　　顯示子程序流程圖如圖6-2所示：</p><p>　　/*****************************************</p><p><b>　　顯示子程序</b></p><p>　　**********

111、*******************************/</p><p>　　void display(uint PL,uchar ZKB)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar a,b,c,d,e,m,n;</p><p>　　a=PL/10000; //分離頻率的各位數(shù)

112、值</p><p>　　b=PL/1000;</p><p><b>　　b=b%10;</b></p><p><b>　　c=PL/100;</b></p><p><b>　　c=c%10;</b></p><p><b>　　d=PL%

113、100;</b></p><p><b>　　d=d/10;</b></p><p><b>　　e=PL%10;</b></p><p>　　if(a==0) //頻率顯示的高位滅零</p><p><b>　　{</b></p><

114、p><b>　　a=10;</b></p><p><b>　　if(b==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　b=10;</b></p><p><b>　　if(c==0)</b>

115、;</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　c=10;</b></p><p><b>　　if(d==0)</b></p><p><b>　　{d=10;</b></p><p>　　if(e==0)

116、e=10;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　m=ZKB/10; //分離占空

117、比各位數(shù)值</p><p><b>　　n=ZKB%10;</b></p><p><b>　　if(m==0) </b></p><p>　　{m=10; //占空比顯示的高位滅零</p><p>　　if(n==0)n=10;</p><p><