PAGEI摘要在傳統(tǒng)的可調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)中，直流電動機調(diào)速系統(tǒng)占絕對優(yōu)勢。但是直流電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格高，又有換向器和電刷，在運行中常出故障。與此相反，鼠籠式異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，價格便宜等優(yōu)點。但是交流電動機調(diào)速困難。自從上世紀(jì)80年代初交流變頻技術(shù)出現(xiàn)以來，使用變頻調(diào)速器和調(diào)節(jié)器來進行交流電動機無級調(diào)速成為可能。它具有調(diào)速范圍寬，穩(wěn)速精度高，動態(tài)響應(yīng)快，運行可靠等技術(shù)性能，已逐步取代直流電動機調(diào)速系統(tǒng)。然而目前的變頻器大部分都是線路復(fù)雜，價格昂貴，常用于大、中功率的電動機。對于國內(nèi)占有率極大的中、小型電動機采用這類變頻器無疑是難以普及的。鑒于這種情況，我們設(shè)計了此種由89C51單片機為主控制器的，具有高度靈活性和可靠性的低價格交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)。在本設(shè)計中以Inter公司的89C51單片機作主控制器，并且采用了功率晶體管作輸出，具有完善的電流、電壓、轉(zhuǎn)速的檢測和顯示，以及過壓，過流保護。另又增加了串行通訊口，采用兩線制RS-485通訊結(jié)構(gòu)?？煽客ㄓ嵕嚯x為1.2km，并且可加上中繼來加長距離。該系統(tǒng)可方便的組網(wǎng)控制或組成分布式集散控制系統(tǒng)，也可單獨作為直接控制器來使用。電路中還采用了美國達(dá)拉斯公司最新生產(chǎn)的時鐘芯片ds-12887，內(nèi)含128字節(jié)的不揮發(fā)ram，可以記錄下電動機過流過壓保護時的時間和電流電壓數(shù)據(jù)，供查詢使用。關(guān)鍵詞：交流電動機；變頻器；89C51單片機；RS485通訊。目錄第一章緒論系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)一、系統(tǒng)控制器單片機的選擇自單片機誕生以來的40年中，單片機已有70多個系列，500多個機種，如今單片機廠商眾多，生產(chǎn)的單片機產(chǎn)品性能各異，種類繁多。以Inter(美國英特爾)公司的MCS-51系列產(chǎn)品為例，其一般可以分為普通型和增強型。他們的結(jié)構(gòu)基本相同，其主要的差別在于存儲器的不同，如89C51是以FlashROM為存儲器。為了符合系統(tǒng)的要求，本課程設(shè)計選用89C51作為微機控制核心。其特點如下：面向控制的8位CPU；一個片內(nèi)震蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，振蕩頻率為0~24MHz；片內(nèi)4kbFlashROM程序存儲器；128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器；可尋址64KB的片外程序存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器控制電路；2個16位定時/計數(shù)器；4個并行I/O口，共32條可單獨編程的I/O線；5個中斷源和2個中斷優(yōu)先級；一個全雙工的異步串行口等。二、RS485串行通信方式在各種應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通信有兩種基本方式，即并行通信與串行通信。并行通信方式簡單、速度快。串行通信速度雖然慢，但使用的數(shù)據(jù)線較少，工程實現(xiàn)造價低，因此已被廣泛使用。RS485串行通信為異步通信方式。異步通信時，數(shù)據(jù)是以字符為單位進行傳送的。一個字幅又稱為一幀信息，每個字符由4部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶效驗位和停止位。起始位D0D1……DN奇偶效驗位停止位三、變頻器的選擇1.限制最低轉(zhuǎn)速2.潛水泵的變頻調(diào)速3.電磁干擾和漏電流變頻器對風(fēng)機和水泵等普通負(fù)載的選擇要求很簡單，只要變頻器的容量等于電動機容量即可。本系統(tǒng)的水泵額定功率為30KW，所以選擇的變頻器容量只要等于或稍大于30KW即可。考慮工程成本和設(shè)備價格本設(shè)計選用臺達(dá)VFD370B23A變頻器調(diào)速器，該變頻器能夠通過通訊進行參數(shù)的讀寫和控制，隨著單片機功能的越來越強大，在嵌入式中的應(yīng)用更加的廣泛。四、變頻器外圍電氣電路設(shè)外圍電氣電路包括主電路和控制電路兩部分。其中主電路包括熔斷器、開關(guān)、熱繼電器和水泵；控制電路包括變頻器、微機控制器及壓力感應(yīng)裝置等。五、單片機控制系統(tǒng)設(shè)計本系統(tǒng)由8098，eprom2764，ram6264和74ls373構(gòu)成主體部分。外圍擴展有鍵盤和數(shù)碼顯示接口芯片8279、并行輸入輸出芯片8255、時鐘芯片ds12887、定時器計數(shù)器接口芯片8254、雙四選一模擬開關(guān)4052、鎖存器74ls373和串行rs-485標(biāo)準(zhǔn)通訊驅(qū)動接口芯片75176構(gòu)成一個完整的變頻調(diào)速中心控制系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)由8279構(gòu)成了32位數(shù)碼管顯示和四乘五鍵盤矩陣。32位數(shù)碼顯示分別顯示6位時間、4位給定轉(zhuǎn)速、4位實際轉(zhuǎn)速、4位運行頻率、2位運行指示和1個3位的運行電壓、3個3位的運行電流。鍵盤矩陣分別有0至9共10個數(shù)字鍵和8個功能鍵與2個備用鍵。并行輸入輸出接口8255的ｐc7與ｐc6兩個口作為雙四選一開關(guān)4052的控制信號。ｐa口作為輸入口，用光電耦合器隔離，輸入8路狀態(tài)量。ｐb口作為輸出口，經(jīng)mc1413隔離驅(qū)動后，經(jīng)過繼電器輸出7路開關(guān)量。這一部分主要是作為擴展系統(tǒng)時使用。ds12877是一片內(nèi)帶鋰電池、晶振的時鐘芯片。它可以為系統(tǒng)提供一個時間基準(zhǔn)。在電動機電流過大保護時可以記錄下時間。并且此芯片內(nèi)有128字節(jié)的不掉電ram，可以在停電后保持?jǐn)?shù)據(jù)不丟失。所以把系統(tǒng)運行中的一些參數(shù)儲存在這里，如鍵盤輸入的給定轉(zhuǎn)速、最大電流等。8254是1個內(nèi)含3路16位可編程計數(shù)器定時器。8098單片機定時對頻率給定信號進行采樣，根據(jù)a/d轉(zhuǎn)換的結(jié)果或鍵盤的設(shè)定，或從上位機通過串行通訊口設(shè)定的轉(zhuǎn)速，經(jīng)軟件處理為適合8254可編程計數(shù)器的計數(shù)常數(shù)。8254裝入由單片機送出的計數(shù)常數(shù)后便產(chǎn)生相應(yīng)頻率的方波信號。單片機一旦改變送出的計數(shù)常數(shù)，就可以改變8254輸出的方波信號的頻率。這個方波信號作為pwm芯片hef4752的時鐘輸入fct。因此，調(diào)節(jié)頻率給定信號，也就是改變了8254的計數(shù)常數(shù)，也即改變了hef4752的時鐘輸入fct的頻率，從而改變逆變器輸出的頻率，實現(xiàn)電動機的變頻調(diào)速。雙四選一模擬開關(guān)4052是作為8098模擬輸入的擴展來使用的。因為8098有4路10位的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入，其中的ach4與ach5通過外接可調(diào)模擬電壓作為頻率給定和v/f調(diào)節(jié)。ach6與ach7通過4052擴展為8路模數(shù)轉(zhuǎn)換。其中4路接一個電壓與3個電流信號，另4路可根據(jù)不同需要作不同的用途。8098單片機通過74ls373鎖存與74ls274驅(qū)動后控制整流晶閘管與hef4752的５腳、24腳來實現(xiàn)電動機的啟?？刂婆c正反轉(zhuǎn)控制。

75176是rs-485標(biāo)準(zhǔn)的通訊驅(qū)動芯片。在2400波特時有效距離為1200m，用于系統(tǒng)中有上位機時，8098單片機與上位機之間的通訊。上位機可通過串行口向單片機下達(dá)開關(guān)機等命令與各種運行參數(shù)，也可隨時得到現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)與電動機運行參數(shù)，實現(xiàn)兩級控制。六、單片機和變頻器串行接口電路設(shè)計臺達(dá)VFD370B23A變頻器調(diào)速器支持Modbus通信協(xié)議，該協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。變頻器具有RS－485通信接口接線端子為“SG＋”和“SG－”，定義如下：

SG＋：信號正端，連接轉(zhuǎn)換接口的RS－485口引腳“3”

SG－：信號負(fù)端，連接轉(zhuǎn)換接口的RS－485口引腳“8”

對變頻器進行串口通信時，必須預(yù)先設(shè)置好變頻器的功能參數(shù)。設(shè)置如下所示：

F2－00d4由RS－485通信界面輸入

F2－01d3由RS－485通信界面操作，鍵盤STOP鍵有效

F9－00dn通信地址為n，根據(jù)變頻器的站號設(shè)置n為1，2，3……要與上位機一致

F9－01d1波特率為9600位/秒

F9－04d1ASCIImode7，E，1

Modbus協(xié)議有兩種傳輸模式：ASCII模式和RTU模式，用戶根據(jù)需要選擇模式，包括串口通信參數(shù)，在配置每個控制器時，一個Modbus網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都必須選擇相同的傳輸模式和串口參數(shù)。本設(shè)計采用ASCII模式，在消息中的每個8Bit字節(jié)都作為兩個ASCII字符發(fā)送，這種方式的主要優(yōu)點是字符發(fā)送的時間間隔可達(dá)到1秒而不產(chǎn)生錯誤。消息幀格式如下表所示例如發(fā)送的字符串為：

：010620210012B7

：為起始位

01為變頻器站地址

06為功能碼，表示寫入字符至變頻器

2021為寫入地址

0012為命令碼，在此表示正轉(zhuǎn)啟動

B7為校驗位

結(jié)束符為回車換行:一般常用的PC機都有RS－232串行通信接口，但很少有RS－485串口（工控機除外）。為了與變頻器通信，可以添加RS－485串口模塊，但成本相對較高。為此，我們采用RS－232/RS－485接口轉(zhuǎn)換器。

本設(shè)計中采用西門子公司的RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器。一端可以直接插在計算機COM口上，另一端提供一個半雙工的RS－485接口，直接連接變頻器的接線端子。但是這種轉(zhuǎn)換器多為有源轉(zhuǎn)換電路，而變頻器的RS－485接口不提供電源，所以需要外接24V直流電源。如下圖：這種RS－485控制對用戶是完全透明的，為RS－232串口編寫的程序可以直接用在這里，不必修改，使用非常方便。七、單片機和變頻器的通訊臺達(dá)VFD370B23A變頻器和C51單片機采用串行異步原理進行通訊。通訊速度用波特率表示。波特率即數(shù)據(jù)傳送的速率。其定義是每秒鐘傳送的二進制數(shù)的位數(shù)。例如，數(shù)據(jù)傳送的速率是120字符/s，而每個字符如上述規(guī)定包含10數(shù)位。則傳送波特率為1200波特。通訊方向：在串行通訊中，把通訊接口中能發(fā)送或接受的單行傳送方法建甌彈弓傳送；而把數(shù)據(jù)在甲乙兩機之間的雙向傳遞稱之為雙工傳送。在雙工傳送方式中又分為版雙工傳送和全雙工傳送。半雙工傳送是兩機之間不能同時進行發(fā)送和接收，任意時刻，只能發(fā)或者只能收信息。單片機串行異步通訊的方式用一個起始位表示字符的開始，用停止位表示字符的結(jié)束。其每幀的格式如下：在一幀格式中，顯示一個起始位0，然后是8個數(shù)據(jù)位，規(guī)定低位在前，高位在后，接下來是奇偶效驗位，最后是停止位1。用這種格式表示字符，則字符可以一個接一個地傳送。在異步通訊中，CPU與外設(shè)之間必須有兩項規(guī)定，即字符格式和波特率。字符格式的規(guī)定是雙方能夠在對同一種0和1的串理解成同一種意義。原則上字符格式可以由通訊的雙方自由制定，但從通用、方便的角度出發(fā)，一般還是使用一些標(biāo)準(zhǔn)為好，如采用ASCII標(biāo)準(zhǔn)。軟件編程通訊地址(Address)00H：所有驅(qū)動器廣播(Broadcast)0IH：對第01地址驅(qū)動器OFH：對第15地址驅(qū)動器10H：對第16地址驅(qū)動器，以此類推??，最大可到達(dá)254(FEH)。功能碼(Function)與資料內(nèi)容(DataCharacters)03H：瀆出寄存器內(nèi)容06H：寫入一筆資料至寄存器功能碼03H：讀出寄存器內(nèi)容八、串口通信部分流程圖初始化串行口初始化串行口輸入設(shè)定數(shù)據(jù)輸入設(shè)定數(shù)據(jù)格式化數(shù)據(jù)格式化數(shù)據(jù)想串行口發(fā)送數(shù)據(jù)想串行口發(fā)送數(shù)據(jù)如此3次如此3次有數(shù)據(jù)返回嗎否有數(shù)據(jù)返回嗎是觸發(fā)事件，處理數(shù)據(jù)觸發(fā)事件，處理數(shù)據(jù)返回數(shù)據(jù)正確嗎返回數(shù)據(jù)正確嗎否是結(jié)束結(jié)束8051串行接口是一個可編程的全雙工串行通訊接口。它可用作異步通訊方式（UART），與串行傳送信息的外部設(shè)備相連接，或用于通過標(biāo)準(zhǔn)異步通訊協(xié)議進行全雙工的8051多機系統(tǒng)也可以通過同步方式，使用TTL或CMOS移位寄存器來擴充I/O口。8051單片機通過引腳RXD（P3.0，串行數(shù)據(jù)接收端）和引腳TXD（P3.1，串行數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界通訊。SBUF是串行口緩沖寄存器，包括發(fā)送寄存器和接收寄存器。它們有相同名字和地址空間，但不會出現(xiàn)沖突，因為它們兩個一個只能被CPU讀出數(shù)據(jù)，一個只能被CPU寫入數(shù)據(jù)。臺達(dá)變頻器接受的RS485信號，單片機輸出的是TTL電平。因此要變頻器和單片機通訊要有通訊轉(zhuǎn)換芯片，目前常用的RS485芯片有MAX485、MAX483,S75176等。在本例子中采用了MAX485和S75176芯片，同時電路圖中預(yù)留了RS232電路的接口，方便單片機以RS232通訊方式和其他外設(shè)進行通訊。主單片機采用ATMEL公司的AT89C52單片機。3.2軟件調(diào)試界面單片機程序通過在KEIL環(huán)境下開發(fā)編譯的，調(diào)試界面如下：#include<reg51.h>charsend[17]={0};charsend1[8]={0x01,0x06,0x01,0x00,0x17,0x70,0x86,0x22};charcount;inttemp;bitmotor_flag=0;/*********ASCII格式變量定義**********/charnumber;//設(shè)備站號charfunction;//功能charaddress_h;//地址高charaddress_l;//地址低chardata_h;//數(shù)據(jù)chardata_l;//數(shù)據(jù)charCRC_H;//校驗charCRC_L;//校驗charsend_temp;intsum_temp;/*函數(shù)ASCII()實現(xiàn)了臺達(dá)變頻器通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換為ASCII協(xié)議格式的功能。*/voidASCII(void);/*init_serial()函數(shù)串行通訊初始化函數(shù)實現(xiàn)了：波特率的設(shè)定，定時器的選擇，發(fā)送模式的選擇*/voidinit_serial(void);//函數(shù)ASCII7N2()以數(shù)據(jù)格式7，N2方式發(fā)送數(shù)據(jù)voidASCII7N2(void);//函數(shù)ASCII7O1()以數(shù)據(jù)格式7，O1方式發(fā)送數(shù)據(jù)voidASCII7O1(void);//函數(shù)ASCII7E1()以數(shù)據(jù)格式7，E1方式發(fā)送數(shù)據(jù)voidASCII7E1(void);main(){init_serial();/***********VFD系列變頻器通訊資料初始化*****/number=0x01;function=0x06;address_h=0x20;address_l=0x00;data_h=0X00;data_l=0x12;/******************************************/while(1){if(P1!=0XFF){for(temp=0;temp<3000;temp++)//延時一段時間{;}if(P1!=0XFF){P2=0;TI=0;ASCII();//發(fā)送數(shù)據(jù)的處理ASCII7N2();//以通訊協(xié)議為ASCII9600,7,N,2發(fā)送數(shù)據(jù)ASCII7O1();//以通訊協(xié)議為ASCII9600,7,O,1發(fā)送數(shù)據(jù)ASCII7E1();//以通訊協(xié)議為ASCII9600,7,E,1發(fā)送數(shù)據(jù)for(temp=0;temp<10000;temp++)//發(fā)送完數(shù)據(jù)之后延時一段時間{;}for(temp=0;temp<10000;temp++){;}motor_flag=~motor_flag;//完成了變頻器啟動和停止之間的切換if(motor_flag==1){data_l=0x11;}else{data_l=0x12;}P1=0XFF;P2=0XFF;}}}}五、總體功能框圖單片機單片機變頻器M流量監(jiān)測

論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對自己所積累的信息進行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸?zé)o點墨，怎么也不會寫出作文來的。寫作能力是每個大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實用的文章，而且非寫得既通順又扎實不可?！睂τ诖髮W(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對于大學(xué)生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對于學(xué)生個人還是對于院系和學(xué)校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問題必須得到社會的廣泛關(guān)注，并且提出對策去實施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來看，除了中文專業(yè)會系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的《大學(xué)語文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語文教師，可大學(xué)語文教師既要在有限課時時間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實難完成。（二）對實用寫作的普遍性不重視。“大學(xué)語文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對中國語文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語的大好勢頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對我們的母語中國語文，在大學(xué)反而被漠視，沒有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實踐訓(xùn)練。這其實是國人的一種偏見。應(yīng)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個人學(xué)問很大，會寫小說、詩歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫作的特點和方法，他就寫不好應(yīng)用文。（三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。很多非中文專業(yè)的大學(xué)生對寫作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在《大學(xué)語文》這一門課上，大部分學(xué)生只愿意被動地接受大學(xué)語文老師所講授的文學(xué)經(jīng)典故事，而對于需要學(xué)生動手動腦去寫的作文，卻是盡可能應(yīng)付差事，這樣勢必不能讓大學(xué)生的寫作水平有所提高。（四）教師的實踐性教學(xué)不強。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，但在教學(xué)中有不少教師過多注重理論知識，實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)卻往往被忽視。理論講了一大堆，但是實踐卻幾乎沒有，訓(xùn)練也少得可憐。閱讀與寫作都需要很強的實踐操作，學(xué)習(xí)理論固然必不可少，但是閱讀方法和寫作技巧的掌握才是最重要的。由于以上的原因，我們的大學(xué)生的寫作水平著實令人堪憂，那么如何走出這一困境，筆者提出一些建議，希望能對大學(xué)生寫作水平的提高有所幫助。三、提高大學(xué)生應(yīng)用寫作能力的對策（一）把《應(yīng)用寫作》課設(shè)置為大學(xué)生的必修課。在中國的每一所大學(xué)，《應(yīng)用寫作》應(yīng)該成為大學(xué)生的必修課。因為在這個被某些人形容為實用主義、功利主義甚囂塵上的時代，也是個人生存競爭最激烈的時代，人們比任何時代都更需要學(xué)會寫作實用性的文章，比如職場競爭中的求職信，生活中的財經(jīng)文書、法律文書等，以提高個人的生存競爭能力。（二）端正大學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。首先，要讓大學(xué)生充分認(rèn)識到實用寫作課的重要性，這門課關(guān)乎到他人生的每一個方面，諸如就職，求