音樂噴泉畢業(yè)論文

1、. . . . 1 / 47摘 要 隨著社會(huì)生活的發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ畹乃街饾u提高，人們的審美需求也漸漸高漲起來，城市生活中的音樂噴泉已經(jīng)漸漸趨于平?；?、大眾化以滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的審美需求，這就要求我們應(yīng)該對(duì)音樂噴泉這一藝術(shù)形式進(jìn)行較為深入的分析和研究。 本文針對(duì)音樂噴泉這一系統(tǒng)，首先，介紹了音樂噴泉的發(fā)展現(xiàn)況，工作原理和形成過程，緊接著介紹了我所設(shè)計(jì)的音樂噴泉在 proteus 仿真開發(fā)環(huán)境下的電路圖；其次，為使讀者能理解其在本設(shè)計(jì)中的工作原理，介紹單片機(jī)的各項(xiàng)知識(shí)，包括單片機(jī)的部結(jié)構(gòu)和引腳等；接著，介紹了設(shè)計(jì)中使用的繼電器和電磁閥的各方面知識(shí)，包括各自的分類、工作原理和參數(shù)以與各自的選用時(shí)

2、的注意事項(xiàng)和故障排除等。最后，還介紹了在 keil 開發(fā)環(huán)境下單片機(jī)的 C 語(yǔ)言原程序。關(guān)鍵詞： 音樂噴泉 proteus 單片機(jī) 繼電器 電磁閥 keil . . . . ABSTRACTABSTRACTAlong with the development of social activities, daily life of the peo-ple level gradually improve, peoples aesthetic demand also gradually rise, city life in the music fountain has gradually becom

3、e popular, popularin order to meet the growing needs of peoples aesthetic needs, this re-quires that we should to the music fountain this art form to carry on amore thorough analysis and research.The music fountain this system, firstly, introduces the current situation of the development of music fo

4、untain, working rinciple and process of forming, followed by introduction of I design the music fountain simulation development environment in the circuit diagram; secondly, to enable readers to understand the design principle of work, the introduction of SCM knowledge, including the internal struct

5、ure of single and pin; then, the design introduced the use of the relay and the electromagneticvalve in all aspects of knowledge, including their classification, workingprinciple and parameters as well as their choice of cautions and troubleshooting. Finally, it also introduced the development envir

6、onment in keilsinglechip C language program.Keyawords:Keyawords: musicmusic fountainfountain ProteusProteus singlesingle chipchip micro-computerrelaymicro-computerrelay electromagneticelectromagnetic valvevalve KeilKeil. . . . 1 / 47目錄目錄第一章緒論第一章緒論 1 11.1 音樂噴泉概述 1第二章總體設(shè)計(jì)第二章總體設(shè)計(jì) 3 32.1 產(chǎn)生音樂 32.2 產(chǎn)生水柱

7、32.3 驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié) 32.4 電路圖與其分析說明 4第三章單片機(jī)部分結(jié)構(gòu)功能簡(jiǎn)介第三章單片機(jī)部分結(jié)構(gòu)功能簡(jiǎn)介 7 73.1 單片機(jī)的概念 73.2 單片機(jī)芯片部結(jié)構(gòu) 83.3 主要常用引腳 113.4 STC89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 13第四章繼電器介紹第四章繼電器介紹 15154.1 繼電器概述 154.2 繼電器工作原理 154.3 繼電器元件符號(hào) 154.4 器件作用 154.5 繼電器的分類 164.6 繼電器的選用條件 164.7 繼電器的選用注意事項(xiàng) 174.8 繼電器的動(dòng)作時(shí)間問題 184.9 繼電器與接觸器的區(qū)別 20第五章電磁閥簡(jiǎn)介第五章電磁閥簡(jiǎn)介 23235.1 電磁閥概述

8、235.2 電磁閥工作原理 235.3 電磁閥的分類 245.4 電磁閥選用時(shí)的注意事項(xiàng) 255.5 故障與排除 27. . . . 5.6 進(jìn)口電磁閥的用途 285.7 電磁閥與電動(dòng)閥的區(qū)別 29第六章本設(shè)計(jì)的第六章本設(shè)計(jì)的 C C 語(yǔ)言程序語(yǔ)言程序 3333第七章總結(jié)第七章總結(jié) 3939致致 4141參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 4343. . . . 1 / 47第一章 緒論1.1 音樂噴泉概述音樂噴泉是通過噴泉造型，結(jié)合五顏六色的彩光照明，來反映音樂的涵與音樂的主題，一座好的音樂噴泉，水形的變化應(yīng)該能夠充分地表現(xiàn)樂曲。音樂噴泉一般是程序控制噴泉的基礎(chǔ)上的音樂表演噴泉加入音樂控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)通過鑒定

9、的音頻和 MIDI 信號(hào)，經(jīng)過解碼和編碼，得出最后的信號(hào)輸出到控制系統(tǒng)，使噴泉的造型，照明的變化隨音樂保持同步，從而達(dá)到水型噴泉，光，色的變化與音樂情緒的完美結(jié)合，通過噴泉進(jìn)行表演，表現(xiàn)出生動(dòng)、豐富的容。用戶可以編輯界面編寫自己喜愛的音樂節(jié)目。播放系統(tǒng)可以達(dá)成音樂，水，燈光氣氛統(tǒng)一，播放同步。由于音樂噴泉的發(fā)展起源得比較早,這方面的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟,現(xiàn)在在許多城市中都可以看到音樂噴泉,其燈光和音樂以與噴泉之間的相互配合也十分巧妙而具有美感，甚至還已經(jīng)做出有音樂噴泉的小游戲，將音樂噴泉的實(shí)體變成了虛擬的電腦程序。. . . . . . . . 3 / 47第二章 總體設(shè)計(jì)2.1 產(chǎn)生音樂音

10、樂是由各種音調(diào)和其對(duì)應(yīng)的不同節(jié)拍的發(fā)聲而產(chǎn)生的，而音調(diào)則是一系列的特定頻率的振動(dòng)，所以可以通過用揚(yáng)聲器發(fā)出特定頻率的振動(dòng)，即通以特定頻率的脈沖方波來使之發(fā)聲，從而發(fā)出不同的音調(diào)，而音調(diào)對(duì)應(yīng)的節(jié)拍，則可以用這些脈沖的長(zhǎng)短來控制。而這些特定方波，可以用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在前期的軟件仿真時(shí)，我用的一直是 5V 的蜂鳴器，電腦上的仿真效果不錯(cuò)，但真正硬件制作的過程中我發(fā)現(xiàn)用蜂鳴器的聲音來播放音樂雜音比較多，音質(zhì)不如揚(yáng)聲器，故我在硬件制作時(shí)用的是一個(gè) 5V 的揚(yáng)聲器，而不是蜂鳴器。2.2 產(chǎn)生水柱音樂噴泉的水柱的高低必須能由音樂的某種信號(hào)來控制（在此我選擇的是音符音調(diào)的高低和音符發(fā)聲的長(zhǎng)短，兩者的加權(quán)平均）

11、 ，所以可以用一個(gè)開關(guān)來控制水柱的高低，開關(guān)開的時(shí)間長(zhǎng)則水柱高，否則反之。要達(dá)到這樣的效果，電磁閥（在下一章中有詳細(xì)介紹）無疑是一個(gè)很好的選擇。2.3 驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，執(zhí)行單元無疑應(yīng)該是能夠充當(dāng)噴水閥門的電磁閥，但由于電磁閥的驅(qū)動(dòng)電壓比較大，較低的電壓都為 24V，而這不可能由一個(gè)單片機(jī) 5V的輸出信號(hào)來直接帶動(dòng)，所以我需要達(dá)到一個(gè)由弱電來控制強(qiáng)電的效果，而這，能夠與單片機(jī)的 5V 電壓相匹配的繼電器無疑是一個(gè)絕佳的選擇。總的說來，我的思路是，通過單片機(jī)的部程序產(chǎn)生出一系列特定頻率的脈沖方波，從而驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器產(chǎn)生音樂，單片機(jī)的部信號(hào)同時(shí)帶動(dòng)繼電器開關(guān)動(dòng)作，繼電器再控制電磁閥的開關(guān)來調(diào)節(jié)

12、水柱的高低。. . . . 2.4 電路圖與其分析說明下面是我設(shè)計(jì)的電路圖：圖 2.1 硬件電路圖（由于電磁閥在 proteus 仿真軟件我沒有找到，故我在右下角用了一個(gè)圓形燈泡來代表）電路圖分析說明:上圖的連接包含著單片機(jī)的一個(gè)產(chǎn)用系統(tǒng)最小系統(tǒng)：12MHz 的晶振與兩個(gè)接地電容產(chǎn)生工作周期的脈沖，分別接在對(duì)應(yīng)的 XTAL1 和XTAL2 管腳上（管腳部分的容在下一章將詳細(xì)說明） 。同時(shí) 9 號(hào)復(fù)位管腳通過一個(gè)電阻接地亦保持低電平。31 號(hào)管腳接 5VVCC 以保持高電平，5VVCC 電源通過兩個(gè)電容接地以濾掉電源中的高頻分量，從而保證了電源電壓的穩(wěn)定電壓輸出。. . . . 5 / 47因?yàn)?/p>

13、仿真軟件的單片機(jī)管腳沒給出 VCC 和 GND 管腳,所以沒這兩個(gè)管腳的連接沒有畫出,實(shí)際連接時(shí)需要注意連接上. . . . . . . . 7 / 47第三章 單片機(jī)部分結(jié)構(gòu)功能簡(jiǎn)介3.1 單片機(jī)的概念單片機(jī)的全稱是單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer),它是微型計(jì)算機(jī)層次與通用型微機(jī)不同，單片機(jī)的生存之道在于面向過程控制。由于它集成度高、體積小，因此稱被稱為微控制器（Microcontroller）.單片機(jī)在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)是將中央處理單元（CPU） 、程序存儲(chǔ)器（ROM、EPROM、EEPROM 與 Flash-ROM） 、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） 、輸入輸出接

14、口、可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器等功能單元集成在一塊芯片上，有的甚至包含 A/D 轉(zhuǎn)換器和 LCD顯示接口等，因而可以構(gòu)成一個(gè)相對(duì)完備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)自己的實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，所以其應(yīng)用十分方便靈活，成本也低。由于過去常用的一種單片機(jī)型號(hào)為 AT89C51 單片機(jī)，其資料易于查找，故以下用其為例子來介紹單片機(jī)的各個(gè)方面。AT89C51 外形如下圖： 圖 3.1 AT89C51 的外形與其引腳. . . . 3.2 單片機(jī)芯片部結(jié)構(gòu) 單片機(jī)是一個(gè)種類繁多的大家族，在技術(shù)上也存在著一定的差異，因此在介紹是很難全面涉與，這里以最具代表性的 51 系列單片機(jī)為主體來展開相關(guān)知識(shí)的介紹。因?yàn)樵S多廠商

15、生產(chǎn)的單片機(jī)在技術(shù)上，甚至是在芯片的引腳上都與它是兼容的。通過對(duì) 51 系列單片機(jī)的學(xué)習(xí)，可以達(dá)到舉一反三、觸類旁通的作用。（1）中央處理器：中央處理器又稱 CPU，它由運(yùn)算器、控制器等組成。程序中所執(zhí)行的算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、位運(yùn)算與移位運(yùn)算都在運(yùn)算器實(shí)現(xiàn)，它是一個(gè)負(fù)責(zé)運(yùn)算處理的器件?？刂破鲃t是單片機(jī)的調(diào)度指揮核心，控制著程序的有效運(yùn)行。運(yùn)算器中有算術(shù)邏輯單元 ALU、狀態(tài)寄存器 PSW 等，在控制器中則有程序計(jì)數(shù)器 PC、指令寄存器等。（2）通用寄存器通用寄存器共有 32 個(gè)，被分為 4 組，每組有 8 個(gè)被命名為 R0R7.在一個(gè)具體的時(shí)刻，CPU 只能使用其中的一組，具體的選擇方法是使用

16、程序狀態(tài)寄存器的 PS0 和 RS1，通過寄存器的地址映射關(guān)系見下表：表 3.1 通用寄存器地址映射關(guān)系表RS1RS0組別R0R7 所占單元地址000 組00H07H011 組08H0FH102 組10H17H113 組18H1FH（3）特殊功能寄存器特殊功能寄存器用于作為與片外圍器件的接口，如并行接口、串行接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器與中斷系統(tǒng)等。通過特殊功能寄存器可以向片的外圍器件寫入數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，也可以從片的外圍器件讀取相應(yīng)的處理結(jié)果。（4）部存儲(chǔ)器在單片機(jī)的部，程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間是獨(dú)立設(shè)置的，而這些存儲(chǔ). . . . 9 / 47空間又被映射到四個(gè)區(qū)域，即片程序存儲(chǔ)器、片外程序存儲(chǔ)器、片

17、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 1.程序存儲(chǔ)空間 程序存儲(chǔ)空間可以映射為程序存儲(chǔ)器和片外程序存儲(chǔ)器,具體被映射到哪一存儲(chǔ)器,由單片機(jī)的 EA 引腳決定.當(dāng) EA 引腳為低電平時(shí),被映射到外程序存儲(chǔ)器.具體的部程序存儲(chǔ)空間大小受單片機(jī)型號(hào)的影響,如 AT89C51 的部 （5）并行輸入輸出（/）口：并行 I/O 口是單片機(jī)的一個(gè)重要部分，它承擔(dān)著與外部交換信息的作用。該I/O 口集輸入緩沖、輸出所存與驅(qū)動(dòng)于一體。對(duì)于 51 系列的單片機(jī)共有 4 個(gè) 8 位的并行 I/O 口，分別是 P0、P1、P2、P3 口。這些 I/O 口不但有輸入輸出的作用，有些還具有第二功能，以便于系統(tǒng)的擴(kuò)展。P0 口的輸

18、入輸出為漏極開路式驅(qū)動(dòng),需要外接上拉電阻,阻值在 510K 之間,而 P1P3 口則有部的上拉電阻,無需再外接.當(dāng)用 P0 口做地址或數(shù)據(jù)線時(shí),由于其可以直接驅(qū)動(dòng)起 CMOS 輸入,故也無需再外加提升電阻。P1 口被稱為準(zhǔn)雙向接口,它在執(zhí)行輸入操作時(shí),若鎖存器的數(shù)據(jù)為 0,則引腳電位始終被鉗制為低電平,不能被輸入高電平.為此必須在輸入之前,使輸入指令將其置一.所以在 P1 口進(jìn)行輸入前,必須使用指令對(duì)端口的電位進(jìn)行上拉。P2 口和 P0 口可以聯(lián)合進(jìn)行存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，此時(shí) P0 口復(fù)用地址的低 8 為和數(shù)據(jù)線，地址信號(hào)利用 ALE 引腳信號(hào)加以鎖存，P2 口則作為地址的高 8 位。P3 口除了用

19、作準(zhǔn)雙向 I/O 口之外，其還具有第二功能。（6）定時(shí)/計(jì)數(shù)器在單片機(jī)部集成有兩個(gè) 16 為的定時(shí)/計(jì)數(shù)器 T0 和 T1，可以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)或計(jì)時(shí)處理。對(duì)于高檔的單片機(jī)，則有 3 個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器。定時(shí)計(jì)數(shù)器通常由 4 種工作方式：方式 0： 定時(shí)計(jì)數(shù)器 TO 和 T1 均可工作于方式 0，此時(shí)的定時(shí)計(jì)數(shù)器只有 13位，其中，TH 為高 8 為，TL 則只使用低 5 位。當(dāng) C/T 為 1 時(shí)，輸入的脈沖信號(hào)用于技術(shù)，而 C/T 為 0 時(shí)，輸入的脈沖信號(hào)用于計(jì)時(shí)，TR 為控制信號(hào)，控制技術(shù)揩干的通與斷，TR=1 時(shí)，允許進(jìn)行計(jì)數(shù)。而在 GATE=1 時(shí)，技術(shù)開關(guān)的動(dòng)作還要受 INT1 的

20、控制，若要免除該控制，可以再. . . . 初始化時(shí)，把 GATE 置 0.方式 1：定時(shí)計(jì)數(shù)器 T0 和 T1 皆可以工作于方式 1，此時(shí)其與方式 0 的區(qū)別在于兩者的計(jì)數(shù)器位數(shù)不同，方式 1 的計(jì)數(shù)器是 16 位的。方式 2：定時(shí)計(jì)數(shù)器 T0 和 T1 也皆可以工作于方式 2， ，此時(shí)的計(jì)數(shù)器只有 8位，此時(shí) TH 用于作為時(shí)間常數(shù)的后備寄存器。在方式 0 和方式 1 中，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出時(shí) TH 和 TL 江北全部復(fù)位清零，若繼續(xù)使用，則需要有程序重新裝入時(shí)間常數(shù)。對(duì)于方式 2，則無需重新裝入時(shí)間常數(shù)，一旦發(fā)生溢出，會(huì)由后備寄存器自動(dòng)裝入時(shí)間常數(shù)，從而免去了指令的干預(yù)。方式 3：只有 T0

21、 才能選擇方式 3，此時(shí) TH0 和 TL0 被分開使用，形成 2 個(gè)獨(dú)立的 8 為計(jì)數(shù)器。TR1 用作脈沖信號(hào)的通斷控制，TF1 作為溢出標(biāo)志，此時(shí)的 TH0只能用作定時(shí)處理。對(duì)于 TL0，由于受 C/T 的控制，既可以作為定時(shí)器也可以作為計(jì)數(shù)器，同樣，TR0 用作脈沖信號(hào)的通斷控制，TF0 作為溢出標(biāo)志。當(dāng) T0 工作在方式 3 時(shí)，T1 可以工作在方式 0，方式 1 或者 2 下，但此時(shí)的TR1 和 TF1 已經(jīng)被占用，所以不再有控制脈沖通斷和溢出中斷的功能。（7）中斷系統(tǒng)：中斷系統(tǒng)的作用主要是對(duì)外部或部的終端請(qǐng)求進(jìn)行管理與處理。AT89S51 共有 5 個(gè)中斷源，其中有 2 個(gè)外部中斷

22、源和 3 個(gè)部中斷源。每個(gè) 51 單片機(jī)處理周期包括 12 個(gè)時(shí)鐘周期，每 12 個(gè)時(shí)鐘周期用來完成一個(gè)操作，如取指令等。指令執(zhí)行時(shí)間為時(shí)鐘頻率除以 12 后取倒數(shù)。如果時(shí)鐘頻率是 11.059MHZ，則除以 12 后得到了每秒執(zhí)行的指令為 921583 條，再取倒數(shù)將得到每條指令所需的時(shí)間為 1.085us。. . . . 11 / 47圖 3.2 51 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3.3 主要常用引腳VCC（40 腳）：接+5V 電源正極。VSS（20 腳）：接地端。電源電壓圍是 4 5.5V，最高電源電壓為 6.6V。任何引腳對(duì)地的電壓圍是-17V。外接晶體引腳：XTAL1（19 腳）：接外部石英晶

23、體的一端。在單片機(jī)部，它是相反放大的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片振蕩器。當(dāng)采用外部的時(shí)鐘時(shí)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。XTAL2（18 引腳）：接外部石英晶體的另一端。在單片機(jī)部，它是反向放大器的輸出端。輸入/輸出引腳：（1）P0 口（P0.0P0.7） （引腳 3932）P0 口具有漏極開路結(jié)構(gòu)，還具有雙重功能。作為輸出使用時(shí)，需要外接上拉電阻（在作為/口使用時(shí)，T1 管夾斷） 。若作為輸入端使用，需要先將“1”寫入端口（使 T2 管夾斷） 。P0 口可作為地址總線（AB0AB7） ，也可作為數(shù)據(jù)總線（DB0DB7） 。. . . . P0 口可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL（低功耗肖特基 T

24、TL） ，其他端口可以驅(qū)動(dòng)個(gè) LSTTL。1個(gè) LSTTL 負(fù)載為 0.4mA。（2）P1 口（P1.0P1.7） （引腳 18）P1 口部具有上拉電阻，因此可以作為準(zhǔn)雙向/使用。作為輸入端使用時(shí)，需要先將“1”寫入端口（使 T2 管夾斷） 。（3）P2 口（P2.0P2.7） （引腳 2128）P2 口部具有上拉電阻，因此可以作為準(zhǔn)雙向/口使用。作為輸入端使用時(shí)，需要先將“1”寫入端口（使 T2 管夾斷） 。在將有片外存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口作為 8 位地址總線（AB8AB15） 。（4）P3 口（P3.0P3.7） （引腳 10 17）P3 口具有上拉電阻，可作為準(zhǔn)雙向/口使用。作為輸入端使用時(shí)

25、，需要先將“1”寫入端口（使 T2 管夾斷） 。P3 口的每個(gè)引腳還有第 2 個(gè)功能：P3.0:為串行輸入端口（RXD） ；P3.1：為串行口輸出端口（TXD） ；P3.2：為外部中斷 0（INT0） ；P3.3：為外部中斷 1（INT1） ；P3.4：為定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 的外部輸入口（T0） ；P3.5：為定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 的外部輸入口（T1） ；P3.6：為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通（WR） ；P3.7：為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通（RD） ；RST（引腳 9）該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位引腳，高電平有效。當(dāng)單片機(jī)電源電壓達(dá)到單片機(jī)工作電壓、同時(shí)單片機(jī)振蕩器正常工作后，該引腳上必須持續(xù)兩個(gè)機(jī)器的周期的高電

26、平，才能實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)恢復(fù)到初始狀態(tài)。復(fù)位引腳具有雙向功能：當(dāng)上電時(shí)，外加電容與單片機(jī)部下拉電阻形成復(fù)位電路使單片機(jī)復(fù)位；當(dāng)單片機(jī)部的看門狗（WDT）溢出時(shí)，該引腳輸出高電平，不僅復(fù)位單片機(jī)，也復(fù)位單片機(jī)外部需要復(fù)位的芯片，以保持各芯片之間復(fù)位動(dòng)作的一致性。若需要 RST 引腳輸出復(fù)位信號(hào)，則需要 110K 的外部復(fù)位電阻。1. . . . 13 / 47 在只需要上電復(fù)位的系統(tǒng)中，由于單片機(jī)部具有下拉復(fù)位電阻（阻值為50300K） ，所以可以不要外部下拉電阻，電容值可以減小到 1uF。一般來說電源達(dá)到工作電壓值的時(shí)間一般在 10ms 以，時(shí)鐘為 12MHZ 時(shí)，起振時(shí)間小于 1ms。

27、上面我介紹完了 AT89C51 的各項(xiàng)參數(shù)與常用引腳分布，但由于 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C51 單片機(jī)在下載 HEX 文件時(shí)需要用到專用下載器，而 STC89C52RC 單片機(jī)則十分通用，并且其管腳與 AT89C51 一致，故畢設(shè)中我采用的單片機(jī)型號(hào)為STC89C51RC，在下面對(duì)它做一些比較和介紹。3.4 STC89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介STC89C521 低功耗，高性能 CMOS8 位微控制器具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 8 個(gè) CPU 在一個(gè)芯片上，智能和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得許多嵌入式控制應(yīng)用的 STC89C52 提供了一個(gè)靈活，超有效的解決方案。具有以

28、下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K 字節(jié)Flash，512 字節(jié) RAM，32 位 I / O 線，看門狗定時(shí)器，置 4KB 的EEPROM，MAX810 復(fù)位電路，三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量?jī)蓚€(gè)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工的串行端口。 STC89X52 除了可以被減少到 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，還支持兩種軟件可選的節(jié)電模式。在空閑模式下，CPU 停止工作，允許 RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。空閑模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM 容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35M

29、hz，6T/12T 可選。表 3.2 STC89C52RC 和 atmel 的對(duì)比STC89C52RC 單片機(jī)AT89S52 單片機(jī)8K 字節(jié)程序存儲(chǔ)空間8K 字節(jié)程序存儲(chǔ)空間512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間帶 4K 字節(jié) EEPROM 存儲(chǔ)空間沒有帶 EEPROM 存儲(chǔ)空間可直接使用串口下載不能直接使用串口下載. . . . 第四章 繼電器介紹. . . . 15 / 474.1 繼電器概述繼電器是一種電控制器件,又被成為電磁繼電器，是構(gòu)成繼電器順序控制電路的主要電器。繼電器通過用電磁感應(yīng)的原理，通過弱電流吸合線圈的開關(guān)，從而控制強(qiáng)電流或強(qiáng)電壓的開關(guān)，達(dá)到弱電控制強(qiáng)電的效果，

30、并且很好地保護(hù)了弱電電路，是電氣控制電路中的常用器件。4.2 繼電器工作原理樞軸式繼電器的工作原理 :樞軸式繼電器在貼心有線圈。當(dāng)線圈中流有電流時(shí)，貼心就變成電磁鐵吸引鐵片。在此鐵片上裝有電氣觸電，從而能夠起到電路開關(guān)作用。這就是繼電器。 繼電器通常由線圈部分，觸電部分以與機(jī)械可動(dòng)部分構(gòu)成。一旦有電流通過，鐵心中就產(chǎn)生磁力（勵(lì)磁），吸引可動(dòng)部分的鐵片，觸電動(dòng)作。如果沒有電流通過，則鐵心的磁力就會(huì)消失，彈簧力起作用，使可動(dòng)部分復(fù)位，觸電復(fù)原。這就是繼電器的工作原理。4.3 繼電器元件符號(hào)因?yàn)槔^電器是由線圈和觸點(diǎn)組兩部分組成的，所以繼電器在電路圖中的圖形符號(hào)也包括兩部分：一個(gè)長(zhǎng)方框表示線圈；一組觸

31、點(diǎn)符號(hào)表示觸點(diǎn)組合。當(dāng)觸點(diǎn)不多電路比較簡(jiǎn)單時(shí)，往往把觸點(diǎn)組直接畫在線圈框的一側(cè)，這種畫法叫集中表示法。4.4 器件作用繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)元件，廣泛應(yīng)用于遙控、遙測(cè)、通訊、自動(dòng)控制、機(jī)電一體化與電力電子設(shè)備中，是最重要的控制元件之一。 繼電器一般都有能反映一定輸入變量（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等）的感應(yīng)機(jī)構(gòu)（輸入部分）；有能對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn). . . . “通” 、 “斷”控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（輸出部分）；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對(duì)輸入量進(jìn)行耦合隔離，功能處理和對(duì)輸出部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的中間機(jī)構(gòu)（驅(qū)動(dòng)部分） 。 作為控制元件，概括起來，繼電器有如下幾種作用

32、： 1） 擴(kuò)大控制圍：例如，多觸點(diǎn)繼電器控制信號(hào)達(dá)到某一定值時(shí)，可以按觸點(diǎn)組的不同形式，同時(shí)換接、開斷、接通多路電路。 2） 放大：例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個(gè)很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。 3）綜合信號(hào)：例如，當(dāng)多個(gè)控制信號(hào)按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時(shí)，經(jīng)過比較綜合，達(dá)到預(yù)定的控制效果。 4）自動(dòng)、遙控、監(jiān)測(cè) ：例如，自動(dòng)裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制線路，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。4.5 繼電器的分類表 4.1 繼電器的分類外形尺寸負(fù)載防護(hù)特征動(dòng)作原理微型繼電器微功率型密封式電磁型超小型微型弱功率型封閉式感應(yīng)型小型微型中功率型敞開式整流型大功率型電子型4.

33、6 繼電器的選用條件1先了解必要的條件 控制電路的電源電壓，能提供的最大電流； 被控制電路中的電壓和電流； 被控電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)。選用繼電器時(shí)，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據(jù)?？刂齐娐窇?yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼. . . . 17 / 47電器吸合是不穩(wěn)定的。 2查閱有關(guān)資料確定使用條件后，可查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器的型號(hào)和規(guī)格號(hào)。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對(duì)是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。 3注意器具的容積。若是用于一般用電器，除考慮機(jī)箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。對(duì)于小型電器，如玩具、遙控裝置則應(yīng)選用超小型繼電器產(chǎn)品。 4.7 繼

34、電器的選用注意事項(xiàng)1繼電器的選擇、繼電器額定工作電壓的選擇 繼電器額定工作電壓是繼電器最主要的一項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。在使用繼電器時(shí)，應(yīng)該首先考慮所在電路（即繼電器線圈所在的電路）的工作電壓，繼電器的額定工作電壓應(yīng)等于所在電路的工作電壓。一般所在電路的工作電壓是繼電器額定工作電壓的 0.86。注意所在電路的工件電壓千萬不能超過繼電器額定工作電壓，否則繼電器線圈燒毀。另外，有些集成電路，例如NE555 電路是可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器工作的，而有些集成電路，例如 COMS 電路輸出電流小，需要加一級(jí)晶體管放大電路方可驅(qū)動(dòng)繼電器，這就應(yīng)考慮晶體管輸出電流應(yīng)大于繼電器的額定工作電流。 2繼電器的選擇、觸點(diǎn)負(fù)載的選擇

35、觸點(diǎn)負(fù)載是指觸點(diǎn)的承受能力。繼電器的觸點(diǎn)在轉(zhuǎn)換時(shí)可承受一定的電壓和電流。所以在使用繼電器時(shí)，應(yīng)考慮加在觸點(diǎn)上的電壓和通過觸點(diǎn)的電流不能超過該繼電器的觸點(diǎn)負(fù)載能力。例如，有一繼電器的觸點(diǎn)負(fù)載為28V（DC）10A，表明該繼電器觸點(diǎn)只能工作在直流電壓為 28V 的電路上，觸點(diǎn)電流為10A，超過 28V 或 10A，會(huì)影響繼電器正常使用，甚至燒毀觸點(diǎn)。 3繼電器的選擇、繼電器線圈電源的選擇 這是指一是選擇繼電器線圈使用的 電壓,是直流電（DC）還是交流電（ AC）,二是選擇繼電器接觸端所能通過的電流 .通常，初學(xué)者在進(jìn)行電子制作活動(dòng)中，都是采用電子線路，而電子線路往往采用直流電源供電，所以必須是采用

36、線圈. . . . 是直流電壓的繼電器。 4.8 繼電器的動(dòng)作時(shí)間問題1低壓電器關(guān)于繼電器、斷路器、接觸器的動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間，先進(jìn)水平20ms,或過慢，在多個(gè)繼電器順序切換中就會(huì)出現(xiàn)邏輯順序紊亂的情況； 3特別是公用同一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)的常閉、常開分別斷開一個(gè)電路、接通另一個(gè)電路的時(shí)候，常常出現(xiàn)一個(gè)電路還沒來得與完全斷開另一個(gè)電路已經(jīng)閉合； 4如果上述兩個(gè)電路同時(shí)閉合時(shí)，電路會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重短路事故，那就會(huì)惹下大麻煩！ 5碰到這種情況時(shí)，一定要注意各繼電器、接觸器、斷路器間的順序連鎖； 6各繼電器、接觸器、斷路器間的順序連鎖，可用有效的排出由于繼電器時(shí)間響應(yīng)慢而造成地事故。 按使用環(huán)境選型使用環(huán)境條件主要指溫度

37、（最大與最?。?、濕度（一般指 40下的最大相對(duì)濕度） 、低氣壓（使用高度 1000 米以下可不考慮） 、振動(dòng)和沖擊。此外，尚有封裝方式、安裝方法、外形尺寸與絕緣性等要求。由于材料和結(jié)構(gòu)不同，繼電器承受的環(huán)境力學(xué)條件各異，超過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境力學(xué)條件下使用，有可能損壞繼電器，可按整機(jī)的環(huán)境力學(xué)條件或高一級(jí)的條件選用。 對(duì)電磁干擾或射頻干擾比較敏感的裝置周圍，最好不要選用交流電激勵(lì)的繼電器。選用直流繼電器要選用帶線圈瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。那些用固態(tài)器件或電路提供激勵(lì)與對(duì)尖峰信號(hào)比較敏感地地方，也要選擇有瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。 按輸入信號(hào)不同確定繼電器種類按輸入信號(hào)是電、溫度、時(shí)間、光信號(hào)確定選用電磁

38、、溫度、時(shí)間、光電繼電器，這是沒有問題的。這里特別說明電壓、電流繼電器的選用。若整機(jī)供. . . . 19 / 47給繼電器線圈是恒定的電流應(yīng)選用電流繼電器，是恒定電壓值則選用電壓繼電器。 輸入?yún)⒘康倪x定與用戶密切相關(guān)的輸入量是線圈工作電壓（或電流），而吸合電壓（或電流）則是繼電器制造廠控制繼電器靈敏度并對(duì)其進(jìn)行判斷、考核的參數(shù)。對(duì)用戶來講，它只是一個(gè)工作下極限參數(shù)值?？刂瓢踩禂?shù)是工作電壓（電流）/吸合電壓（電流） ，如果在吸合值下使用繼電器，是不可靠的、不安全的，環(huán)境溫度升高或處于振動(dòng)、沖擊條件下，將使繼電器工作不可靠。整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，不能以空載電壓作為繼電器工作電壓依據(jù)，而應(yīng)將線圈接入作為負(fù)

39、載來計(jì)算實(shí)際電壓，特別是電源阻大時(shí)更是如此。當(dāng)用三極管作為開關(guān)元件控制線圈通斷時(shí)，三極管必須處于開關(guān)狀態(tài)，對(duì) 6VDC 以下工作電壓的繼電器來講，還應(yīng)扣除三極管飽和壓降。當(dāng)然，并非工作值加得愈高愈好，超過額定工作值太高會(huì)增加銜鐵的沖擊磨損，增加觸點(diǎn)回跳次數(shù)，縮短電氣壽命，一般，工作值為吸合值的 1.5 倍，工作值的誤差一般為 10%。 根據(jù)負(fù)載情況選擇繼電器觸點(diǎn)的種類和容量國(guó)外長(zhǎng)期實(shí)踐證明，約 70%的故障發(fā)生在觸點(diǎn)上，這足見正確選擇和使用繼電器觸點(diǎn)非常重要。 觸點(diǎn)組合形式和觸點(diǎn)組數(shù)應(yīng)根據(jù)被控回路實(shí)際情況確定。動(dòng)合觸點(diǎn)組和轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組中的動(dòng)合觸點(diǎn)對(duì)，由于接通時(shí)觸點(diǎn)回跳次數(shù)少和觸點(diǎn)燒蝕后補(bǔ)償量大，

40、其負(fù)載能力和接觸可靠性較動(dòng)斷觸點(diǎn)組和轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組中的動(dòng)斷觸點(diǎn)對(duì)要高，整機(jī)線路可通過對(duì)觸點(diǎn)位置適當(dāng)調(diào)整，盡量多用動(dòng)合觸點(diǎn)。 根據(jù)負(fù)載容量大小和負(fù)載性質(zhì)（阻性、感性、容性、燈載與馬達(dá)負(fù)載）確定參數(shù)十分重要。認(rèn)為觸點(diǎn)切換負(fù)荷小一定比切換負(fù)荷大可靠是不正確的，一般說，繼電器切換負(fù)荷在額定電壓下，電流大于100mA、小于額定電流的 75%最好。電流小于 100mA 會(huì)使觸點(diǎn)積碳增加，可靠性下降，故 100mA 稱作試驗(yàn)電流，是國(guó)外專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)繼電器生產(chǎn)廠工藝條件和水平的考核容。由于一般繼電器不具備低電平切換能力，用于切換 50mV、50A 以下負(fù)荷的繼電器訂貨，用戶需注明，必要時(shí)應(yīng)請(qǐng)繼電器生產(chǎn)廠協(xié)助選型。

41、繼電器的觸點(diǎn)額定負(fù)載與壽命是指在額定電壓、電流下，負(fù)載為阻性的動(dòng)作次數(shù)，當(dāng)超出額定電壓時(shí)，可參照觸點(diǎn)負(fù)載曲線選用。當(dāng)負(fù)載性質(zhì)改變時(shí)，其觸. . . . 點(diǎn)負(fù)載能力將發(fā)生變用，用戶可參照表 8 變換觸點(diǎn)負(fù)載電流。 4.9 繼電器與接觸器的區(qū)別繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于接觸器的主觸頭可通過大電流，而繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，繼電器一般不用來直接控制主電路（而是通過控制接觸器和其他開關(guān)設(shè)備對(duì)主電路進(jìn)行間接控制）。本設(shè)計(jì)是用單片機(jī)控制繼電器達(dá)到以弱控強(qiáng)的電路，我綜合了各項(xiàng)因素之后選擇的是單片機(jī)和強(qiáng)電之間的橋梁-電磁繼電器。電磁繼電器是有觸點(diǎn)電繼電器是有觸點(diǎn)電繼電器的一種。它是利

42、用電磁效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電路開、關(guān)控制作用的原件，廣泛應(yīng)用在電子設(shè)備、儀器儀表與自動(dòng)化設(shè)備中。在各種自動(dòng)設(shè)備中，都要求用一個(gè)低電壓電路提控制一個(gè)高電壓的電器電路。這樣不僅可以為電子線路和電器電路提供良好的電隔離，還可以保護(hù)電子電路和人員安全。首先看看單片機(jī)帶繼電器的驅(qū)動(dòng). . . . 21 / 47圖 4.1 單片機(jī)連接繼電器驅(qū)動(dòng)圖這是典型的繼電器驅(qū)動(dòng)電路圖，這樣的電路圖在網(wǎng)絡(luò)上隨處可以搜到，并且標(biāo)準(zhǔn)教科書上一般也是這樣的電路圖。單片機(jī)是一個(gè)弱電器件，一般情況下他們大都工作在 5V 甚至更低。驅(qū)動(dòng)電流在A 級(jí)以下。而要把它用于一些大功率場(chǎng)合，比如控制電動(dòng)機(jī)，顯然是不行的。所以，就要有一個(gè)環(huán)節(jié)來銜接，這個(gè)

43、環(huán)節(jié)就是所謂的“功率驅(qū)動(dòng)” 。繼電器驅(qū)動(dòng)就是一個(gè)典型的功率驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)。在這里，繼電器驅(qū)動(dòng)含有兩個(gè)意思：一是對(duì)繼電器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因?yàn)槔^電器本身對(duì)于單片機(jī)來說就是一個(gè)功率器件：還有就是繼電器去驅(qū)動(dòng)其他負(fù)載，比如繼電器可以驅(qū)動(dòng)中間繼電器，可以直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，所以，繼電器驅(qū)動(dòng)就是單片機(jī)與其他大功率負(fù)載接口。這個(gè)很重要，因?yàn)?，一直讓我們的電氣工程師（我指的是那些沒有學(xué)習(xí)過相應(yīng)的電子技術(shù)的）感到迷惑不解的是：一個(gè)小小的芯片，怎么會(huì)有如此強(qiáng)大的威力來控制像電動(dòng)機(jī)這樣強(qiáng)大的東西？怎么樣理解這個(gè)電路圖？要理解這個(gè)電路圖，其實(shí)也比較容易。那么請(qǐng)您按照我的我的思路來，應(yīng)該沒有問題： 首先的，里面的三極管很重要。三極管是

44、電子電路里很重要的一個(gè)元件。怎么樣理解三極管呢？簡(jiǎn)單的來說三極管有兩個(gè)作用一個(gè)是放大的作用，一個(gè)是開關(guān)作用。 （嚴(yán)格來講開關(guān)作用是是放大作用的極限情況，不過沒關(guān)系，把兩者分開，更便于理解它的工作原理） 。在這里，我們只了解它跟本電路有關(guān)的開關(guān)作用 首先把三極管想成一個(gè)水龍頭 上面的 VCC 就是水池，繼電器是一個(gè)水輪機(jī)，下面的 GND 是比水池低的任何一點(diǎn)。剛才說過，三極管就是水龍頭，他的把手就是那個(gè)帶有電阻的引腳。 現(xiàn)在，單片機(jī)的某一個(gè)需要控制這個(gè)繼電器電路的輸出引腳就是一只“手” ，當(dāng)單片機(jī)的這個(gè)引腳輸出低電平的時(shí)候，就像“手”在打開三極管“水龍頭” ，水就從上往下流，繼電器“水輪機(jī)”就開

45、始轉(zhuǎn)起來了。反之，如果是輸出高電平，“手”就開始關(guān)“水龍頭” ，繼電器“水輪機(jī)”因?yàn)闆]有水流下來，就會(huì)停止。 這就是三極管的開關(guān)作用簡(jiǎn)單的理解記憶就是：三極管是一個(gè)開關(guān)器件，其. . . . 實(shí)你真的可以將它看成是一個(gè)開關(guān)，只不過它不是用手來控制，而是用電壓（電流）來控制的，因此，三極管有些時(shí)候也被稱做電子開關(guān)（與機(jī)械開關(guān)相區(qū)別） 。由于在繼電器部有線圈，在開關(guān)繼電器的瞬間，繼電器部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，容易對(duì)三極管造成損害，所以我們?cè)趫D上繼電器兩端加了一個(gè)保護(hù)二極管，起到保護(hù)外電路的作用。 說完了繼電器接著當(dāng)然是看一下電磁閥了。下面讓我來簡(jiǎn)單介紹一下電磁閥吧。. . . . 23 /

46、47第五章 電磁閥簡(jiǎn)介5.1 電磁閥概述電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。5.2 電磁閥工作原理電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個(gè)孔都通向不同 圖 5.1 電磁閥樣圖的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動(dòng)來?yè)踝』蚵┏霾煌呐庞偷目?，而進(jìn)油孔是常開的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過油的壓力

47、來推動(dòng)油缸的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。. . . . 5.3 電磁閥的分類1.電磁閥從原理上分為三大類： 圖 5.2 電磁閥樣圖(1)直動(dòng)式電磁閥：原理：通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但通徑一般不超過 25mm。(2)分步直動(dòng)式電磁閥：原理：它是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口沒有壓差時(shí)，通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門打開。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí)，通電后，電磁力先導(dǎo)小閥

48、，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開；斷電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：在零壓差或真空、高壓時(shí)亦能可*動(dòng)作，但功率較大，要求必須水平安裝。(3)先導(dǎo)式電磁閥：原理：通電時(shí)，電磁力把先導(dǎo)孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關(guān) 圖 5.3 電磁閥樣圖閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門打開；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低. . . . 25 / 47上高的壓差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)，關(guān)閉閥門。特點(diǎn)：流體壓力圍上限較高，可任意安裝（需定制）但必須滿足流體壓差條件。2.電

49、磁閥從閥結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別，分為六個(gè)分支小類：直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜片結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)。5.4 電磁閥選用時(shí)的注意事項(xiàng)一：適用性管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號(hào)中標(biāo)定的介質(zhì)一致。流體的溫度必須小于選用電磁閥的標(biāo)定溫度。電磁閥允許液體粘度一般在 20CST 以下，大于 20CST 應(yīng)注明。工作壓差，管路最高壓差在小于 0.04MPa 時(shí)應(yīng)選用如 ZS,2W,ZQDF,ZCM 系列等直動(dòng)式和分步直動(dòng)式；最低工作壓差大于 0.04MPa 時(shí)可選用先導(dǎo)式（壓差式）電磁閥；最高工作壓差應(yīng)小于電磁閥的最大標(biāo)定壓力；一般電磁閥都是單向工作

50、，因此要注意是否有反壓差，如有安裝止回閥。流體清潔度不高時(shí)應(yīng)在電磁閥前安裝過濾器，一般電磁閥對(duì)介質(zhì)要求清潔度要好。注意流量孔徑和接管口徑；電磁閥一般只有開關(guān)兩位控制；條件允許請(qǐng)安裝旁路管，便于維修；有水錘現(xiàn)象時(shí)要定制電磁閥的開閉時(shí)間調(diào)節(jié)。注意環(huán)境溫度對(duì)電磁閥的影響電源電流和消耗功率應(yīng)根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許10%左右，必須注意交流起動(dòng)時(shí) VA 值較高。二、可靠性 圖 5.4 電磁閥圖例電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關(guān)閉；但在開啟時(shí)間很長(zhǎng)關(guān)閉時(shí)很短時(shí)要選用常開型了。壽命試驗(yàn)，工廠一般屬于型式試驗(yàn)項(xiàng)目，確切地說中國(guó)還沒有電磁閥的專業(yè). . . . 標(biāo)準(zhǔn)，因此選用

51、電磁閥廠家時(shí)慎重。動(dòng)作時(shí)間很短頻率較高時(shí)一般選取直動(dòng)式，大口徑選用快速系列。三、安全性一般電磁閥不防水，在條件不允許時(shí)請(qǐng)選用防水型，工廠可以定做。電磁閥的最高標(biāo)定公稱壓力一定要超過管路的最高壓力，否則使用壽命會(huì)縮短或產(chǎn)生其它意外情況。有腐蝕性液體的應(yīng)選用全不銹鋼型，強(qiáng)腐蝕性流體宜選用塑料王（SLF）電磁閥。爆炸性環(huán)境必須選用相應(yīng)的防爆產(chǎn)品。 圖 5.5 電磁閥圖例四、經(jīng)濟(jì)性有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點(diǎn)的基礎(chǔ)上應(yīng)選用最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。電磁閥安裝注意事項(xiàng)如下：1、安裝時(shí)應(yīng)注意閥體上箭頭應(yīng)與介質(zhì)流向一致。不可裝在有直接滴水或?yàn)R水的地方。電磁閥應(yīng)垂直向上安裝。2、電磁閥應(yīng)保證在電源電壓為額定電

52、壓的 15%-10%波動(dòng)圍正常工作。3、電磁閥安裝后，管道中不得有反向壓差。并需通電數(shù)次，使之適溫后方可正式投入使用。4、電磁閥安裝前應(yīng)徹底清洗管道。通入的介質(zhì)應(yīng)無雜質(zhì)。閥前裝過濾器。. . . . 27 / 475、當(dāng)電磁閥發(fā)生故障或清洗時(shí)，為保證系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)安裝旁路裝置。5.5 故障與排除一、電磁閥通電后不工作檢查電源接線是否不良重新接線和接插件的連接檢查電源電壓是否在工作圍-調(diào)致正常位置圍線圈是否脫焊重新焊接線圈短路更換線圈工作壓差是否不合適調(diào)整壓差或更換相稱的電磁閥流體溫度過高更換相稱的電磁閥有雜質(zhì)使電磁閥的主閥芯和動(dòng)鐵芯卡死進(jìn)行清洗，如有密封損壞應(yīng)更換密封并安裝過濾器液體粘度太大

53、，頻率太高和壽命已到更換產(chǎn)品二、電磁閥不能關(guān)閉主閥芯或鐵動(dòng)芯的密封件已損壞更換密封件流體溫度、粘度是否過高更換對(duì)口的電磁閥有雜質(zhì)進(jìn)入電磁閥產(chǎn)閥芯或動(dòng)鐵芯進(jìn)行清洗彈簧壽命已到或變形更換節(jié)流孔平衡孔堵塞與時(shí)清洗工作頻率太高或壽命已到改選產(chǎn)品或更新產(chǎn)品三、其它情況泄漏檢查密封件是否損壞，彈簧是否裝配不良外泄漏連接處松動(dòng)或密封件已壞緊螺絲或更換密封件通電時(shí)有噪聲頭子上堅(jiān)固件松動(dòng)，擰緊。電壓波動(dòng)不在允許圍，調(diào)整好電壓。鐵芯吸合面雜質(zhì)或不平，與時(shí)清洗或更換。5.6 進(jìn)口電磁閥的用途電磁閥：用于液體和氣體管路的開關(guān)控制，是兩位 DO 控制。一般用于小型. . . . 管道的控制。電磁閥：只能用作開關(guān)量，是

54、DO 控制，只能用于小管道控制，常見于 DN50與以下管道，往上就很少了。1.開關(guān)形式：電磁閥通過線圈驅(qū)動(dòng)，只能開或關(guān) ，開關(guān)時(shí)動(dòng)作時(shí)間短。2.工作性質(zhì)：電磁閥一般流通系數(shù)很小，而且工作壓力差很小。比如一般 25 口徑的電磁閥流通系數(shù)比 15 口徑的電動(dòng)球閥小很多。電磁閥的驅(qū)動(dòng)是通過電磁線圈，比較容易被電壓沖擊損壞。相當(dāng)于開關(guān)的作用，就是開和關(guān) 2 個(gè)作用。電磁閥一般斷電可以復(fù)位，電動(dòng)閥要這樣的功能需要加復(fù)位裝置。3.適用工藝：電磁閥適合一些特殊地工藝要求，比如泄漏、流體介質(zhì)特殊等，價(jià)格較貴。5.7 電磁閥與電動(dòng)閥的區(qū)別1.開關(guān)形式：電磁閥通過線圈驅(qū)動(dòng)，只能開或關(guān) ，開關(guān)時(shí)動(dòng)作時(shí)間短。電動(dòng)閥的

55、驅(qū)動(dòng)一般是用電機(jī)，開或關(guān)動(dòng)作完成需要一定的時(shí)間模擬量的，可以做調(diào)節(jié)。2.工作性質(zhì)：電磁閥一般流通系數(shù)很小，而且工作壓力差很小。比如一般 25 口徑的電磁閥流通系數(shù)比 15 口徑的電動(dòng)球閥小很多。電磁閥的驅(qū)動(dòng)是通過電磁線圈，比較容易被電壓沖擊損壞。相當(dāng)于開關(guān)的作用，就是開和關(guān) 2 個(gè)作用。電動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)一般是用電機(jī)，比較耐電壓沖擊。電磁閥是快開和快關(guān)的，一般用在小流量和小壓力，要求開關(guān)頻率大的地方電動(dòng)閥反之。電動(dòng)閥閥的開度可以控制，狀態(tài)有開、關(guān)、半開半關(guān)，可以控制管道中介質(zhì)的流量而電磁閥達(dá)不到這個(gè)要求。電磁閥一般斷電可以復(fù)位，電動(dòng)閥要這樣的功能需要加復(fù)位裝置。3.適用工藝：. . . . 29 /

56、 47電磁閥適合一些特殊地工藝要求，比如泄漏、流體介質(zhì)特殊等，價(jià)格較貴。電動(dòng)閥一般用于調(diào)節(jié)，也有開關(guān)量的，比如：風(fēng)機(jī)盤管末端。電磁閥作為自動(dòng)化儀表的一種執(zhí)行器，近年來用量急劇上升。本文分析了電磁閥的主要特點(diǎn)，并側(cè)重應(yīng)用的角度對(duì)國(guó)成熟技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)作簡(jiǎn)要綜述分別在精簡(jiǎn)化、智能化、通用化、專用化方向作了考察并略對(duì)影響電磁閥技術(shù)發(fā)展的社會(huì)因素作點(diǎn)探討。電磁閥的主要特點(diǎn)（1）外漏堵絕，漏易控，使用安全。外泄漏是危與安全的要素。其它自控閥通常將閥桿伸出，由電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)。這都要解決長(zhǎng)期動(dòng)作閥桿動(dòng)密封的外泄漏難題；唯有電磁閥是用電磁力作用于密封在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥隔磁套管的鐵芯完成，

57、不存在動(dòng)密封，所以外漏易堵絕。電動(dòng)閥力矩控制不易，容易產(chǎn)生漏，甚至拉斷閥桿頭部；電磁閥的結(jié)構(gòu)型式容易控制泄漏，直至降為零。所以，電磁閥使用特別安全，尤其適用于腐蝕性、有毒或高低溫的介質(zhì)。（2）系統(tǒng)簡(jiǎn)單，便接電腦，價(jià)格低謙。電磁閥本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格也低，比起調(diào)節(jié)閥等其它種類執(zhí)行器易于安裝維護(hù)。更顯著的是所組成的自控系統(tǒng)簡(jiǎn)單得多，價(jià)格要低得多。由于電磁閥是開關(guān)信號(hào)控制，與工控計(jì)算機(jī)連接十分方便。在當(dāng)今電腦普與，價(jià)格大幅下降的時(shí)代，電磁閥的優(yōu)勢(shì)就更加明顯。（3）動(dòng)作快遞，功率微小，外形輕巧。電磁閥響應(yīng)時(shí)間可以短至幾個(gè)毫秒，即使是先導(dǎo)式電磁閥也可以控制在幾十毫秒。由于自成回路，比之其它自控閥反應(yīng)更靈敏

58、。設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)碾姶砰y線圈功率消耗很低，屬節(jié)能產(chǎn)品；還可做到只需觸發(fā)動(dòng)作，自動(dòng)保持閥位，平時(shí)一點(diǎn)也不耗電。電磁閥外形尺寸小，既節(jié)省空間，又輕巧美觀。（4）調(diào)節(jié)精度受限，適用介質(zhì)受限。電磁閥通常只有開關(guān)兩種狀態(tài)，閥芯只能處于兩個(gè)極限位置，不能連續(xù)調(diào)節(jié)， （力圖突破的新構(gòu)思不少，但還都處于試驗(yàn)試用階段）所以調(diào)節(jié)精度還受到一定限制。電磁閥對(duì)介質(zhì)潔凈度有較高要求，含顆粒狀的介質(zhì)不能適用，如屬雜質(zhì)須先濾去。另外，粘稠狀介質(zhì)不能適用，而且，特定的產(chǎn)品適用的介質(zhì)粘度圍相對(duì)較窄。. . . . （5）型號(hào)多樣，用途廣泛。電磁閥雖有先天不足，優(yōu)點(diǎn)仍十分突出，所以就設(shè)計(jì)成多種多樣的產(chǎn)品，滿足各種不同的需求，用途極為廣

59、泛。電磁閥技術(shù)的進(jìn)步也都是圍繞著如何克服先天不足，如何更好地發(fā)揮固有優(yōu)勢(shì)而展開。一一、產(chǎn)品選用要點(diǎn)1. 電磁閥選用主要控制參數(shù)為通徑、設(shè)計(jì)公稱壓力、介質(zhì)允許溫度圍、接口尺寸等。2. 電磁閥是用電磁鐵推動(dòng)閥門的開啟與關(guān)閉，通常用于口徑在 40mm 以下的兩位式控制中，尤其多用于接通、切斷或轉(zhuǎn)換氣路、液路等。3. 閥門的密封性能是考核閥門質(zhì)量?jī)?yōu)劣的主要指標(biāo)之一。閥門的密封性能主要包括兩個(gè)方面，即漏和外漏。漏是指閥座與關(guān)閉件之間對(duì)介質(zhì)達(dá)到的密封程度。外漏是指閥桿填料部位的泄露，中口墊片部位的泄露以與閥體因鑄造缺陷造成的泄露。外漏是不允許發(fā)生的。4. 電磁閥主要優(yōu)點(diǎn)是體積小，動(dòng)作可靠，維修方便，價(jià)格便

60、宜。選擇時(shí)需要注意根據(jù)工藝要求選擇常開或常閉型。二、安裝要點(diǎn)1. 閥門的安裝位置、高度必須符合符合口方向 設(shè)計(jì)要求，連接應(yīng)牢固緊密。2. 閥門安裝前必須進(jìn)行外觀檢查，閥門的銘牌應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB12220通用閥門標(biāo)志的規(guī)定。. . . . 31 / 47. . . . 33 / 47第六章 本設(shè)計(jì)的 C 語(yǔ)言程序#include #include #include#pragma ot(0)#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define OSFREQ 12000000l /所使用的晶振頻率/*音符頻率表*/uint code n