大容量电机的温度保护 ——硬件电路的设计

摘  要

此次设计任务旨在设计一个以单片机为核心的大容量电机温度保护控制器系统，实现对电机温度的保护控制。

该控制器系统是以AT89S51为核心控制芯片，与外围扩展的外围芯片构建而成。通过下载电缆下载相应的程序，一方面温度保护系统在电机未工作状态下可作为系统的控制核心工作在独立运行模式，在电机要启动的一定时间前开始给电机预热，即由电机内部定子传感器采集温度的变化信息和外部传感器采集的环境温度信息，经过A/D转换后，单片机可以独立进行处理，并将最后的处理数据结果送往温度保护系统的执行机构电机温度加热系统执行。另一方面在电机工作状态下实现电机温度实时显示功能。对电机进行控温，使电机在安全的温度范围内变化，当不能保证要求时，给出声音、闪光的报警信号。    

在设计过程中，考虑到可能存在的干扰对系统的影响，在系统中加入了软、硬件方面的抗干扰措施，以增强系统的抗干扰能力。

关键词：单片机；AT89S51；ADC0809；AD590；电机温度保护

目  录

摘要 I

Abstract II

1绪论 1

1.1  课题的来源和背景 1

1.2  课题的意义 1

1.3  大型电动机的温度保护的发展状况 2

2大型电机的温度保护的总体设计 3

2.1  系统的功能需求分析 3    

2.1.1  装置功能 3

2.1.2  降温变化 3

2.1.3  升温变化 3

2.1.4  开机控制 3

2.2  系统的体系结构设计 4

3大型电机的温度保护的硬件设计 5

3.1  电路设计工具简介 5   

3.1.1  Protel99组成 5

3.1.2  Protel99主要特色 6

3.1.3  Protel99主要特性 6

3.2  中央处理电路 7

3.2.1  主要特性 7

3.2.2  内部结构 8

3.2.3  外部特性 8

3.3  模数转换电路设计 10

3.3.1  ADC0809主要特性 10

3.3.2  内部结构 10

3.3.3  引脚功能 12

3.3.4  单片机与ADC0809的接口 13

3.4  环境温度检测电路设计 15

3.4.1  AD590的主要特性 16

3.4.2  内部结构 16

3.4.3  外部特性 16

3.4.4  AD590的应用电路 17

3.5  外部数据锁存电路设计 18

3.5.1  74LS373的主要特性 18

3.5.2  74LS373功能表 19

3.5.3  74LS373逻辑图 19

3.5.4  其他参数 20

3.6 看门狗电路设计 20

3.6.1  MAX692A简介 21

3.6.2  MAX692A电气参数 21

3.6.3  MAX692A的应用电路 21

3.7 声音和光信号报警电路设计 22

3.8 开关电路设计 23

3.8.1 光电耦合器驱动接口 23

3.9 接口电路设计 24

3.9.1 数码管LED简介 25

3.9.2 驱动74LS245简介 25

3.9.3 LED接口电路设计 26

3.10 按键接口电路设计 27

3.11 稳压源电路设计 28

4 软件设计 30

4.1 主程序流程图 30

4.2 报警子程序流程图 31

5 抗干扰设计 32

5.1 干扰的影响 32

5.2 干扰的来源 32

5.3抗干扰的措施 33

5.3.1 抑制电源干扰 33

5.3.2 抑制通道干扰 34

5.3.3 焊盘布线 34

5.4软件抗干扰的措施 35

5.4.1 冗余技术 35

5.4.2 程序监视器技术 36

5.3.3 软件陷阱技术 36

5.4.4 中断保护 36

5.4.5 输入多次采样及数字滤波 36

6 总结 38

致谢 39

参考文献 40

附录 41

翻译 42