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单片机at89c2051的模拟可控硅控制电机软启动

课程设计报告课题：模拟电机的缓启动

设计者：班级----

学号-------

姓名----

指导教师：----

时间：2009年11月24日星期二

中文摘要

鉴于电机启动时转速太快对电机的工作寿命不利，为了提高安全性和可靠性，采取缓慢启动设施是必要的。双向可控硅能够通过控制其导通角的大小来控制电机的交流电压大小，利用这个特性就可以实现电机的缓慢启动。其中导通角的控制由单片机AT89C2051的外部中断来实现，触发脉冲由光耦隔离器提供，并且它会与输入电压过零同步，使用定时器延时触发来增大导通角的大小。

1. 系统设计

1.1 系统设计要求

缓启动时间为2s，最低的导通时间不低于3ms,导通时间的步进数目不少于20步。

1.2 系统框图

图1 系统框图

2 . 单元电路设计

2.1 交流电源转换为直流电源

2.1.1 原理图

2.1.2 原理分析

输入7.5V 交流电压经过由4个1N4007二极管组成的桥式整流电路后由电容C7,C6进行滤波，再经过7805稳压集成块稳压输出稳定的+5V 电压。为芯片工作提供电源。

2.2 同步信号的采集电路

2.2.1 电路原理图

2.2.2电路分析

整流之后的信号由一个二极管1N4007于之后稳压电路隔离开，把这个信号接到光耦隔离器TLP521，并将4引脚输出信号接到单片机的外部中断0中即P3.2引脚。对应的波形图如图4所示。

2.2.3 参数选择

发光二极管工作电流为10mA,当输入电压平均值为5V ，所以电

图3 同步信号的采集电路图

P3.2

t\ms

VD5/V

t\ms

图4 引脚P3.2脉冲波形

阻Ω=-=-300)10*10()25(35R ,取R5=330Ω.R6是限流电阻，取R6=10K Ω.

2.3可控硅模拟控制电机电路

2.3.1 电路原理图

2.3.2 电路原理分析

采集到的同步信号经过单片机处理后控制双向可控硅MOC3021的导通。用功率电机来模拟电机的启动。按键用来使电机重新的启动过程。该电路的输出与输入的波形如图6所示。其中黑色部分为导通的时间。

3. 软件设计

3.1 流程图

3.1.1主程序流程图 3.1.2 按键扫描子程序流程图

图5 可控硅模拟控制电机电路图

ui/v

24V

-24V

010

t\ms

24V

图6 可控硅的输入和输出波形图

图8 按键扫描子程序流程图图7 主程序流程图

图10 模块3主程序

图9模块2主程序

4. 系统测试

4.1 测试结果

5. 设计总结

5.1 要了解各个芯片的工作原理，以及它典型的应用电路。

5.2对于调试的时候要注意避免接线错误等低级的错误，提高焊接工艺对输出的稳定性与正确性有一定的关系。

5.3 编写程序要有条理性，在主程序中用散转的程序比较好。

6. 附录

6.2 源程序

;**************晶振12MHz，09，11.22，电机的软启动，时间2S。;****************I/O口定义**********

K1 BIT P1.7;低电平有效

;********************自定义单元**

TCN1 EQU 30H ;按键扫描延时20ms的时间

TCN2 EQU 31H ;?个周期步进一次，80ms一次步进，2S内

;100个电源周期

MTH0 EQU 32H ;定时器0的定时时间寄存器

MTL0 EQU 33H

STA EQU 34H

FLAG EQU 20H

AK1 BIT FLAG.0 ;按下按键的标

FK1 BIT FLAG.1 ;成功按一次按键标志

;*************************************************** ;*******************源程序************************** ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0003H

LJMP EXT0

ORG 000BH

LJMP TIME0

ORG 0030H

MAIN: M OV SP, #60H

MOV STA, #00H

MOV FLAG, #00H

MOV TCN1, #04H

MOV TCN2, #10H;80mS

MOV R0, #19H;步进数目，共25次

MOV R1, #0C8H;2s时间

MOV R2, #02H;

MOV MTH0, #0E8H

MOV MTL0, #90H

MOV TMOD, #11H

MOV TL1, #78H;主程序时间，5ms MOV TH1, #0ECH

MOV P3,#0FFH

SETB IT0

SETB ET0

SETB EA

SETB EX0

SETB TR1

SETB TF1

MAIN1: NOP

NOP

JNB TF1, $

CLR TF1

MOV TL1, #78H

MOV TH1, #0ECH

LCALL ANJ

MOV A, STA

MOV DPTR, #TAB

JMP @A+DPTR

TAB: AJMP S00

AJMP S01

AJMP S02

S00: SETB EA

MOV R1, #0C8H

MOV R2, #02H

MOV MTH0, #0E8H

MOV MTL0, #90H

MOV STA, #02H

SJMP MAIN1

S01: JB FK1, S012

DJNZ R1, S010 ;判断2S,时间没有到转。

MOV R1, #0C8H

DEC R2

MOV A, R2

JZ S011

S010: DJNZ TCN2, MAIN1 ;80ms时间到了没有MOV TCN2, #10H

CLR C

MOV A, MTL0

ADD A, #0F0H ;?240ms

MOV MTL0, A

MOV A, MTH0

ADDC A, #0

MOV MTH0, A

SJMP MAIN1

S011: MOV R2, #02H

MOV STA, #04H

SJMP MAIN1

S012: CLR FK1

MOV STA, #00H

SJMP MAIN1

S02: JB FK1, S020

CLR EA

CLR P1.6

AJMP MAIN1

S020: CLR FK1

SETB P1.6

MOV STA, #00H

AJMP MAIN1

;******************外部中断0子程序********************* EXT0: MOV TL0, MTL0

MOV TH0, MTH0

SETB TR0

SETB ET0

RETI

;**************定时器0中断子程序*************************** TIME0: CLR P1.6

NOP

SETB P1.6

CLR ET0

RETI

;**************按键扫描子程序****************

ANJ: JB K1, A NJ1;判断有无按键

DJNZ TCN1, ANJ3;入口参数K1.出口参数标志位AK1和FK1 MOV TCN1, #04H

JB AK1, ANJ3

ANJ2: SETB A K1

SETB F K1

ANJ3: RET

ANJ1: CLR AK1

MOV TCN1, #04H

RET

;********************************************************* END

单片机课程设计报告--可控硅导通角的控制

单片机课程设计报告可控硅导通角的控制

可控硅导通角的控制设计要求 ■导通时间可调，按键输入设置，LED 数码直读显示 ■精度误差小于50us 摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍由单片机怎样去控制可控硅的导通角，可控硅在日常生活中的应用是非常广泛的，种类繁多，有温控可控硅和光控可控硅等多种，本设计使用的是MOC3021光敏双向可控硅，去控制交流电正负半周导通的时间。关键词：单片机，数字控制，同步信号，数码管，可控硅，三端稳压器7805，MOC3021，P521，AT89C2051 1 引言随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中可控硅导通角的控制就是一个典型的例子。本设计用光耦(P521)提取市电过零点的同步信号，由单片机控制可控硅的导通角，以实现被控对象(如灯泡)功率的数字化调节。（本设计用功率电阻代表被控对象） 2 总体设计方案总体设计框图图（1）总体设计方框图主控制器单片机通过外部中断口提取交流电过零点的信号，再依外部按键设置的数，通过一定的算法转化为内部定时器的定时常数，去控制可控硅交流电导通的时间。 LED 显示同步信号提取单片机复位时钟振荡按键设置可控硅主控制器

3 模块电路方案论证与比较 3.1主控制器方案一：选用8051,其有四组I/O口，资源丰富图（2）8051 方案二：选用AT89C2051，其有两组I/O口，资源较紧张图（3）AT89C2051 最终方案：因单片机AT89C2051具有低电压供电和体积小等特点，;两组端口就能满足本电路系统的设计需要，价格又比较便宜，所以采用它。

晶闸管触发驱动电路设计-张晋远要点

宁波广播电视大学机械设计制造及其自动化专业《机电接口技术》课程设计题目晶闸管触发驱动电路设计姓名张晋远学号1533101200119 指导教师李亚峰学校宁波广播电视大学日期2017 年 4 月20 摘要晶闸管是一种开关元件，能在高电压、大电流条件下工作，为了控制晶闸管的导通，必须在控制级至阴极之间加上适当的触发信号（电压及电流），完成此任务的就是触发电路。本课题针对晶闸管的触发电路进行设计，其电路的主要组成部分由触发电路，交流电路，同步电路等电路环节组成。有阻容移相桥触发电路、正弦波同步触发电路、单结晶体触发电路、集成

UAA4002、KJ006触发电路。包括电路的工作原理和电路工作过程以及针对相关参数的计算。关键词：晶闸管；触发电路；脉冲；KJ006； abstract Thyristor is a kind of switch components, can work under high voltage, high current conditions, in order to control thyristor conduction, must be between control level to the cathode with appropriate trigger signal (voltage and current), complete the task is to trigger circuit. This topic in view of the thyristor trigger circuit design, the main part of the circuit by the trigger circuit, communication circuit, synchronous circuit and other circuit link. There is a blocking phase bridge trigger circuit, the sine wave synchronous trigger circuit, the single crystal trigger circuit, the integrated UAA4002, the KJ006 trigger circuit. This includes the working principle of the circuit and the circuit working procedure and the calculation of the relevant parameters. Keywords: thyristor; Trigger circuit; Pulse; KJ006; 目录第一章绪论 1.1设计背景与意义…………………………………… 1.2 晶闸管的现实应用……………………………………

电动机正反转实验报告

实验一三相异步电动机的正反转控制线路一、实验目的 1、掌握三相异步电动机正反转的原理和方法。 2、掌握手动控制正反转控制、接触器联锁正反转、按钮联锁正反转控制线路的不同接法。二、实验设备三相鼠笼异步电动机、继电接触控制挂箱等三、实验方法 1、接触器联锁正反转控制线路 (1) 按下“关”按钮切断交流电源，按下图接线。经指导老师检查无误后，按下“开”按钮通电操作。 (2) 合上电源开关Q1，接通220V三相交流电源。 (3) 按下SB1，观察并记录电动机M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。 (4) 按下SB3，观察并记录M运转状态、接触器各触点的吸断情况。 (5) 再按下SB2，观察并记录M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。 Q1 23 220V

图1 接触器联锁正反转控制线路 3、按钮联锁正反转控制线路 (1)按下“关”按钮切断交流电源。按图2接线。经检查无误后，按下“开”按钮通电操作。 (2) 合上电源开关Q 1，接通220V 三相交流电源。 (3) 按下SB 1，观察并记录电动机M 的转向、各触点的吸断情况。 (4) 按下SB 3，观察并记录电动机M 的转向、各触点的吸断情况。 (5) 按下SB 2，观察并记录电动机M 的转向、各触点的吸断情况。 Q 1 220V

图2 按钮联锁正反转控制线路四、分析题 1、接触器和按钮的联锁触点在继电接触控制中起到什么作用？实验二交流电机变频调速控制系统一﹑实验目的 1．掌握交流变频调速系统的组成及基本原理； 2．掌握变频器常用控制参数的设定方法； 3. 掌握由变频器控制交流电机多段速度及正反向运转的方法。二﹑实验设备 1．变频器；2. 交流电机。三、实验方法（一）注意事项参考变频器的端子接线图，完成变频器和交流电机的接线。主要使用端子为R﹑S ﹑T；U﹑V﹑W；PLC﹑FWD﹑REV﹑BX﹑RST﹑X1﹑X2﹑X3﹑X4﹑CM。变频器电源输入端R﹑S﹑T和电源输出端U﹑V﹑W均AC380V高电压﹑大电流信号，任何操作都必须在关掉总电源以后才能进行。

单片机控制可控硅

单片机控制可控硅 This manuscript was revised on November 28, 2020

1 调光控制器设计在日常生活中，我们常常需要对灯光的亮度进行调节。本调光控制器通过控制双向可控硅的导通来实现白炽灯(纯阻负载)亮度的调整。双向可控硅的特点是导通后即使触发信号去掉，它仍将保持导通；当负载电流为零(交流电压过零点)时，它会自动关断。所以需要在交流电的每个半波期间都要送出触发信号，触发信号的送出时间就决定了灯泡的亮度。调光的实现方式就是在过零点后一段时间才触发双向可控硅开关导通，这段时间越长，可控硅导通的时间越短，灯的亮度就越低；反之，灯就越亮。这就要求要提取出交流电压的过零点，并以此为基础，确定触发信号的送出时间，达到调光的目的。 1．1 硬件部分本调光控制器的框图如下：控制部分：为了便于灵活设计，选择可多次写入的可器件，这里选用的是ATMEL的AT89C51单片机。驱动部分：由于要驱动的是交流，所以可以用继电器或光耦+可控硅(晶闸管SCR)来驱动。继电器由于是机械动作，响应速度慢，不能满足其需

要。可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，并且不象继电器那样控制时有火花产生，而且动作快、寿命长、可靠性高。所以这里选用的是可控硅。负载部分：本电路只能控制白炽灯(纯阻负载)的亮度。 1．2 部分要控制的对象是50Hz的正弦交流电，通过光耦取出其过零点的信号(同步信号)，将这个信号送至单片机的外中断，单片机每接收到这个同步信号后启动一个延时程序，延时的具体时间由按键来改变。当延时结束时，单片机产生触发信号，通过它让可控硅导通，电流经过可控硅流过白炽灯，使灯发光。延时越长，亮的时间就越短，灯的亮度越暗(并不会有闪烁的感觉，因为重复的频率为100Hz，且人的视觉有暂留效应)。由于延时的长短是由按键决定的，所以实际上就是按键控制了光的强弱。理论上讲，延时时间应该可以是0～10ms内的任意值。在程序中，将一个周期均分成N等份，每次按键只需要去改变其等份数，在这里，N越大越好，但由于受到单片机本身的限制和基于实际必要性的考虑，只需要分成大约100份左右即可，实际采用的值是95。可控硅的触发脉冲宽度要根据具体的光耦结合示波器观察而定，在本设计中取20 μs。程序中使用T1来控制这个时间。对两个调光按键的处理有两种方式：一种是每次按键，无论时间的长短，都只调整一个台阶(亮或暗)；另一种是随按键时间的不同，调整方法

可控硅-晶闸管的几种典型应用电路

可控硅-晶闸管的几种典型应用电路描述：ＳＣＲ半波整流稳压电源。如图４电路，是一种输出电压为＋１２Ｖ的稳压电源。该电路的特点是变压器Ｂ将２２０Ｖ的电压变换为低压（１６～２０Ｖ），采用单向可控硅ＳＣＲ半波整流。ＳＣＲ的门极Ｇ从Ｒ１、Ｄ１和Ｄ２的回路中的Ｃ点取出约１３．４Ｖ的电压作为ＳＣＲ门阴间的偏置电压。电容器Ｃ１起滤波和储能作用。在输出ＣＤ端可获得约＋１２Ｖ的稳压。晶闸管，又称可控硅（单向ＳＣＲ、双向ＢＣＲ）是一种４层的（ＰＮＰＮ）三端器件。在电子技术和工业控制中，被派作整流和电子开关等用场。在这里，笔者介绍它们的基本特性和几种典型应用电路。１．锁存器电路。图１是一种由继电器Ｊ、电源（＋１２Ｖ）、开关Ｋ１和微动开关Ｋ２组成的锁存器电路。当电源开关Ｋ１闭合时，因Ｊ回路中的开关Ｋ２和其触点Ｊ－１是断开的，继电器Ｊ不工作，其触点Ｊ－２也未闭合，所以电珠Ｌ不亮。一旦人工触动一下Ｋ２，Ｊ得电激活，对应的触点Ｊ－１、Ｊ－２闭合，Ｌ点亮。此时微动开关Ｋ２不再起作用（已自锁）。要使电珠Ｌ熄灭，只有断开电源开关Ｋ１使继电器释放，电珠Ｌ才会熄灭。所以该电路具有锁存器（Ｊ－１自锁）的功能。图２电路是用单向可控硅ＳＣＲ代替图１中的继电器Ｊ，仍可完成图１的锁存器功能，即开关Ｋ１闭合时，电路不工作，电珠Ｌ不亮。当触动一下微动开关Ｋ２时，ＳＣＲ因电源电压通过Ｒ１对门极加电而被触发导通且自锁，Ｌ点亮，此时Ｋ２不再起作用，要使Ｌ熄灭，只有断开Ｋ１。由此可见，图２电路也具有锁存器的功能。图２与图１虽然都具有锁存器功能，但它们的工作条件仍有区别：（１）图１的锁存功能是利用继电器触点的闭合维持其Ｊ线圈和Ｌ的电流，但图２中，是利用ＳＣＲ自身导通完成锁存功能。（２）图１的Ｊ与控制器件Ｌ完全处于隔离状态，但图２中的ＳＣＲ与Ｌ不能隔离。所以在实际应用电路中，常把图１和图２电路混合使用，完成所需的锁存器功能。２．单向可控硅ＳＣＲ振荡器。图３电路是利用ＳＣＲ的锁存性制作的低频振荡器电路。图中的扬声器ＬＳ（８Ω／０．５Ｗ）作为振荡器的负载。当电路接上电源时，由于电源通过Ｒ１对Ｃ１充电，初始时，Ｃ１电压很低，Ａ、Ｂ端的电位器Ｗ的分压不能触发ＳＣＲ，ＳＣＲ不导通。当Ｃ１充得电压达到一定值时，Ａ、Ｂ端电压升高，ＳＣＲ被触发而导通。一旦ＳＣＲ导通，电容器Ｃ１通过ＳＣＲ和ＬＳ放电，结果Ａ、Ｂ端的电压又下降，当Ａ、Ｂ端电压下降到很低时，又使ＳＣＲ截止，一旦ＳＣＲ截止，电容器Ｃ１又通过Ｒ１充电，这种充放电过程反复进行形成电路的振荡，此时ＬＳ发出响声。电路中的Ｗ可用来调节ＳＣＲ门极电压的大小，以达到控制振荡器的频率变化。按图中元件数据，Ｃ１取值为０．２２～４μＦ，电路均可正常工作。３．ＳＣＲ半波整流稳压电源。如图４电路，是一种输出电压为＋１２Ｖ的稳压电源。该电路的特点是变压器Ｂ将２２０Ｖ的电压变换为低压（１６～２０Ｖ），采用单向可控硅ＳＣＲ半波整流。ＳＣＲ的门极Ｇ从Ｒ１、Ｄ１和Ｄ２的回路中的Ｃ点取出约１３．４Ｖ的电压作为ＳＣＲ门阴间的偏置电压。电容器Ｃ１起滤波和储能作用。在输出ＣＤ端可获得约＋１２Ｖ的稳压。电路工作时，当Ａ点低压交流为正半周时，ＳＣＲ导通对Ｃ１充电。当充电电压接近Ｃ点电压或交流输入负半周时，ＳＣＲ截止，所以Ｃ１上充得电压（即输出端ＣＤ）不会高于Ｃ点的稳压值。只有储能电容Ｃ１输出端对负载放电，其电压低于Ｃ点电压时，在Ａ点的正半周电压才会给Ｃ１即时补充充电，以维持输出电压的稳定。图４电路与电池配合已成功用于某设备作后备电源。该稳压电源，按图中参数其输出电流可达２～３Ａ。

实验一电动机正反转实验

实验一电动机正反转实验一、实验目的 1、通过练习实现与、或、非逻辑功能，熟悉PLC编程方法。 2、熟悉ZY17PLC12BC实验箱的使用方法。二、实验器材 1、ZY17PLC12BC型可编程控制器实验箱 1台 2、PC机或FX-20P-E编程器 1台 3、编程电缆 1根 4、连接导线若干三、实验原理（1）LD、LDI指令用于将触点接到母线上。另外，与后述的ANB指令组合，在分支起点处也可使用。（2）OUT指令是对输出继电器、辅助继电器、状态继电器、定时器，计数器的线圈的驱动指令、对于输入继电器不能使用。（3）并行输出指令可多次使用。 2、触点串联（AND/ANI）说明：（1）用AND、ANI、指令，可进行触点的串联连接。串联触点的个数没有限制，该指令可以多次重复使用。（2）OUT指令后，通过触点对其他线圈使用OUT指令称之为纵接输出。这种纵接输出，如果顺序不错，可以多次重复，

3、触点并联（OR/ORI）（1）OR、ORI用作为1个触点的并联连接指令。如果连接2个以上的触点串联连接的电路块的并联连接时，要用后述的ORB指令。（2）OR、ORI指令是从该指令的当前步开始对前面的LD、LDI指令并联连接。并联连接的次数无限制，但由于编程器和打印机的功能对此有限制，所以并联连接的次数实际上是有限制的。（1）两个以上的触点串联连接的电路称之为串联电路块。串联电路块并联连接时，分支的开始用LD、LDI指令，分支的结束用ORB指令。（2）ORB指令与后述的ANB等均为无操作元件号的指令。（1）分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用ANB指令。分支的起点用LD、LDI指令。并联电路块结束后，使用ANB指令与前面电路串联。（2）若多个并联电路块顺次用ANB指令与前面电路串联连接，则ANB的使用次数没有限制，（3）虽然可以连续使用ANB指令，但这时与ORB指令同样要注意LD、LDI指令的使用次数限制（8次以下）。 6、程序结束（END） 7、控制要求本实验利用PLC控制电机正反转。发光二极管KM1亮模拟电机正转，发光二极管KM2

PLC控制实验--变频器控制电机正反转

实验二十八变频器控制电机正反转一、实验目的了解变频器外部控制端子的功能，掌握外部运行模式下变频器的操作方法。二、实验设备序号名称型号与规格数量备注 1 网络型可编程控制器高级实验装置THORM-D 1 2 实验挂箱CM51 1 3 电机WDJ26 1 4 实验导线3号/4号若干 5 通讯电缆USB 1 6 计算机 1 自备三、控制要求 1.正确设置变频器输出的额定频率、额定电压、额定电流。 2.通过外部端子控制电机启动/停止、正转/反转。 3.运用操作面板改变电机启动的点动运行频率和加减速时间。四、参数功能表及接线图 1.参数功能表序号变频器参数出厂值设定值功能说明 1 n1.00 50.00 50.00 最高频率 2 n1.05 1.5 0.01 最低输出频率 3 n1.09 10.0 10.0 加速时间 4 n1.10 10.0 10.0 减速时间 5 n2.00 1 1 操作器频率指令旋钮有效 6 n2.01 0 1 控制回路端子（2线式或3线式） 7 n4.04 0 1 2线式（运转/停止（S1）、正转/反转（S2））注:（1）设置参数前先将变频器参数复位为工厂的缺省设定值（2）设定n0.02=0可设定及参照全部参数 2.变频器外部接线图五、操作步骤

1.检查实验设备中器材是否齐全。 2.按照变频器外部接线图完成变频器的接线，认真检查，确保正确无误。 3.打开电源开关，按照参数功能表正确设置变频器参数。 4.打开开关“K1”，观察并记录电机的运转情况。 5.旋转操作面板频率设定旋钮，增加变频器输出频率。 6.关闭开关“K1”，变频器停止运行。 7.打开开关“K1”、“K2”，观察并记录电机的运转情况。六、实验总结 1.总结使用变频器外部端子控制电机正反转的操作方法。 2.总结变频器外部端子的不同功能及使用方法。

基于51单片机的调光控制器设计

基于51单片机的调光控制器设计 1 调光控制器设计在日常生活中，我们常常需要对灯光的亮度进行调节。本调光控制器通过单片机控制双向可控硅的导通来实现白炽灯(纯阻负载)亮度的调整。双向可控硅的特点是导通后即使触发信号去掉，它仍将保持导通；当负载电流为零(交流电压过零点)时，它会自动关断。所以需要在交流电的每个半波期间都要送出触发信号，触发信号的送出时间就决定了灯泡的亮度。调光的实现方式就是在过零点后一段时间才触发双向可控硅开关导通，这段时间越长，可控硅导通的时间越短，灯的亮度就越低；反之，灯就越亮。这就要求要提取出交流电压的过零点，并以此为基础，确定触发信号的送出时间，达到调光的目的。 1．1 硬件部分本调光控制器的框图如下：控制部分：为了便于灵活设计，选择可多次写入的可编程器件，这里选用的是ATMEL的AT89C51单片机。驱动部分：由于要驱动的是交流，所以可以用继电器或光耦+可控硅(晶闸管SCR)来驱动。继电器由于是机械动作，响应速度慢，不能满足其需要。可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，并且不象继电器那样控制时有火花产生，而且动作快、寿命长、可靠性高。所以这里选用的是可控硅。负载部分：本电路只能控制白炽灯(纯阻负载)的亮度。 1．2 软件部分要控制的对象是50Hz的正弦交流电，通过光耦取出其过零点的信号(同步信号)，将这个信号送至单片机的外中断，单片机每接收到这个同步信号后启动一个延时程序，延时的具体时间由按键来改变。当延时结束时，单片机产生触发信号，通过它让可控硅导通，电流经过可控硅流过白炽灯，使灯发光。延时越长，亮的时间就越短，灯的亮度越暗(并不会有闪烁的感觉，因为重复的频率为100Hz，且人的视觉有暂留效应)。由于延时的长短是由按键决定的，所以实际上就是按键控制了光的强弱。理论上讲，延时时间应该可以是0～10ms内的任意值。在程序中，将一个周期均分成N 等份，每次按键只需要去改变其等份数，在这里，N越大越好，但由于受到单片机本身的限制和基于实际必要性的考虑，只需要分成大约100份左右即可，实际采用的值是95。可控硅的触发脉冲宽度要根据具体的光耦结合示波器观察而定，在本设计中取20 μs。程序中使用T1来控制这个时间。对两个调光按键的处理有两种方式：一种是每次按键，无论时间的长短，都只调整一个台阶(亮或暗)；另一种是随按键时间的不同，调整方法不同：短按只调整一个台阶，长按可以连续调整。如前面所述，由于本设计中的台阶数为95(N=95)，如果使用前一种方式，操作太麻烦，所以用后者较为合理。 2 各单元电路及说明 2．1 交流电压过零点信号提取交流电压过零点信号提取电路，图中的同步信号就是我们需要的交流电压过零点信号。各部分波形。

3.4可控硅应用电路

可控硅应用电路教学目的：１、掌握可控硅整流电路的工作原理。２、了解音乐彩灯控制器的工作原理。３、了解安全感应开关电路的工作原理。教学重点：可控硅整流电路的工作原理。教学难点：安全感应开关电路的工作原理。教学方法与手段：1、教师讲授与多媒体课件相结合；实习实训相结合。 1、双向可控硅的触发特性和工作过程：双向可控硅的电路符号是VS ，有三个电极阳极A1、A2、控制极G ；如图9.13所示图 9.13 双向可控硅电路符号（2）触发条件：当A1—A2间加有电压(不论极性)，A1—G 间加足够大的触发电压和电流时（不论极性），可控硅双向导通；（3）可控硅导通后，去掉A1—G 间的触发电压，可控硅仍一直保持导通；（4）当A1—A2间的电压消失，可控硅退出导通，A1—A2间呈高阻截止状态。 2、用多用电表检测双向可控 A1 A2 G

如图9.14为双向可控硅的管脚电极。（1）检测控制极G与主电极A1、A2之间的电阻：将多用电表置“R×1Ω”挡，测G与A1之间的正、反向电阻均应为较小阻值；图 9.14 双向可控硅正面引脚图测G与A2之间的正、反向电阻，均应为无穷大。（2）检测导通特性：将多用电表黑表笔接A1，红表笔接A2，阻值应为无穷大，用螺丝刀将G与A2短接一下，表针应向右偏转并保持在十几欧姆处，否则说明可控硅已损坏。如TLC386A双向可控硅，其耐压为700V，额定导通电流为3A。 3、应用（2）用可控硅设计、安装可调光台灯试验电路如图9.15所示（1）元器件的选择与作用：双向可控硅VS选用TLC386A，双向二极管VD选用 VD 极性）高于VD （2）工作原理：交流电经灯泡、W、R对A2 VS A1

十二篇可控硅交流调压电路解析

第一篇：可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。这里介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行照明灯调光，电风扇调速、电熨斗调温等控制。这台调压器的输出功率达100W，一般家用电器都能使用。 1：电路原理：电路图如下可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下图所示。从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交流电在负半周时，电容C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。 2：元器件选择调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其佘的都用功率为1/8W的碳膜电阻。D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件，如国产3CT系例。第二篇：本例介绍的温度控制器，具有SB260取材方便、性能可靠等特点，可用于种子催芽、食用菌培养、幼畜饲养及禽蛋卵化等方面的温度控制，也可用于控制电热毯、小功率电暖器等家用电器。

电机正反转实验

电机正反转实验一．实验目的 1．了解机床电气中三相电机的正反转控制和星三角启动控制。 2．掌握电动机的常规控制电路设计。 3.了解电动机电路的实际接线。 4.掌握GE FANUC 3I系统的电动机启动程序编写。二．实验原理和电路交流电动机有正转启动和反转启动，而且正反转可以切换，启动时，要求电动机先接成星型连接，过几秒钟再变成三角形连接运行。PLC控制电动机的I/O 地址如下表所示： PLC模拟控制电动机I/O地址表输入输出器件(触摸屏M)说明器件说明I1（M21）正转Q2 正转 I2（M22）反转Q3 星形 I3（M23）停止Q4 三角形 Q5 反转电动机星三角启动电气接口图:

模块的现场接线接线前请熟悉接线图，我们在这里简单介绍下输入输出模块的接线方法，在接下来的实验中不再赘述。详细请见第一章的模块介绍。 ●输入模块现场接线 IC694MDL645,数字量输入模块,提供一组共用一个公共端的16个输入点,如图所示。该模块即可以接成共阴回路又可以接成共阳回路，这样在硬件接线时就非常灵巧方便。但在本系统中，我们统一规定本模块接成共阳回路，即1号端子由系统提供负电源，外部输入共阳。 IC694MDL645数字量输入模块现场接线 ●输出模块现场接线 IC694MDL754,数字输出模块，提供两组（每组16个）共32个输出点。每组

有一个共用的电源输出端。这种输出模块具有正逻辑特性；它向负载提供的源电流来自用户共用端或者到正电源总线。输出装置连接在负电源总线和输出点之间。这种模块的输出特性兼容很广的负载，例如：电动机、接触器、继电器，BCD 显示和指示灯。用户必须提供现场操作装置的电源。每个输出端用标有序号的发光二极管显示其工作状态（ON/OFF）。这个模块上没有熔断器。接线必须注意。即：17端接正电源，18端接负电源及外部负载的共阴端。 IC694MDL754数字量输出模块现场接线三：实验步骤： 1.编写PLC程序，可参照参考程序，并检查，保证其正确。 2.按照电器接口图接线。 3.下载程序。 4.置PLC于运行状态，按下启动键，观察电机运行。 5.实验结束后，关电源，整理实验器材。四：实验器材 1.GE FANUC 3I系统一套 2.PYS3电机正反转模块一块 3.网线一根 4.KNT连接导线若干

单片机在市电过零检测并驱动可控硅进行功率调节的应用综述

单片机在市电过零检测并驱动可控硅进行功率调节的应用综述摘要：利用可控硅可实现通过控制低电压直流电使高电压交流电开启或关闭，相比继电器的控制方法可控硅具有更经济、无高次谐波产生、不干扰通讯设备的优点，并且通过对市电是否过零进行检测，通过可编程器件触发可控硅可以实现功率调节。本文综述了一些常用的市电过零检测的方法，及如何通过单片机产生中断来触发可控硅进行功率的调节。关键词：单片机；可控硅；过零检测；功率调节由于单片机体积小功耗低数据处理速度快的优点在工业现场被广泛的使用。单片机在工业流程控制的应用，与手动控制相比，它有准确、及时、迅速等诸多方面的优点。市电通过过零检测电路检测到过零时，电路向单片机发出中断申请，单片机通过定时器延时选择导通角从而调节可控硅导通系数。通过这种方法不仅能控制交流电的通断，并且还能调节电路的输出功率。笔者通过工程试验提出以下市电过零检测的方法，和单片机控制可控硅的调节功率的方案。 1可控硅开关原理可控硅是一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件，创制于1957年，由于它特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称可控硅T。又由于可控硅最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（俗称“死硅”）更为可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态。可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损耗显著增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。由于可控硅共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic。此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性。 2过零触发电路的实现 2.1通过光电耦合器进行过零检测过零检测电路的最终目标是实现当50Hz的交流电压通过零点时取出其脉冲。电路中采用两个光电耦合器实现过零控制，其工作原理（图2.1）是：交流电源

单片机控制可控硅

单片机控制可控硅 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.

1 调光控制器设计在日常生活中，我们常常需要对灯光的亮度进行调节。本调光控制器通过单片机控制双向可控硅的导通来实现白炽灯(纯阻负载)亮度的调整。双向可控硅的特点是导通后即使触发信号去掉，它仍将保持导通；当负载电流为零(交流电压过零点)时，它会自动关断。所以需要在交流电的每个半波期间都要送出触发信号，触发信号的送出时间就决定了灯泡的亮度。调光的实现方式就是在过零点后一段时间才触发双向可控硅开关导通，这段时间越长，可控硅导通的时间越短，灯的亮度就越低；反之，灯就越亮。这就要求要提取出交流电压的过零点，并以此为基础，确定触发信号的送出时间，达到调光的目的。 1．1 硬件部分本调光控制器的框图如下：查看原图（大图）控制部分：为了便于灵活设计，选择可多次写入的可编程器件，这里选用的是ATMEL 的AT89C51单片机。驱动部分：由于要驱动的是交流，所以可以用继电器或光耦+可控硅(晶闸管SCR)来驱动。继电器由于是机械动作，响应速度慢，不能满足其需要。可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，并且不象继电器那样控制时有火花产生，而且动作快、寿命长、可靠性高。所以这里选用的是可控硅。

负载部分：本电路只能控制白炽灯(纯阻负载)的亮度。 1．2 软件部分要控制的对象是50Hz的正弦交流电，通过光耦取出其过零点的信号(同步信号)，将这个信号送至单片机的外中断，单片机每接收到这个同步信号后启动一个延时程序，延时的具体时间由按键来改变。当延时结束时，单片机产生触发信号，通过它让可控硅导通，电流经过可控硅流过白炽灯，使灯发光。延时越长，亮的时间就越短，灯的亮度越暗(并不会有闪烁的感觉，因为重复的频率为100Hz，且人的视觉有暂留效应)。由于延时的长短是由按键决定的，所以实际上就是按键控制了光的强弱。理论上讲，延时时间应该可以是0～10ms内的任意值。在程序中，将一个周期均分成N等份，每次按键只需要去改变其等份数，在这里，N越大越好，但由于受到单片机本身的限制和基于实际必要性的考虑，只需要分成大约100份左右即可，实际采用的值是95。可控硅的触发脉冲宽度要根据具体的光耦结合示波器观察而定，在本设计中取20 μs。程序中使用T1来控制这个时间。对两个调光按键的处理有两种方式：一种是每次按键，无论时间的长短，都只调整一个台阶(亮或暗)；另一种是随按键时间的不同，调整方法不同：短按只调整一个台阶，长按可以连续调整。如前面所述，由于本设计中的台阶数为95(N=95)，如果使用前一种方式，操作太麻烦，所以用后者较为合理。 2 各单元电路及说明 2．1 交流电压过零点信号提取

教案-晶闸管及其应用

课题：8.1 晶闸管 8.2 晶闸管触发电路授课时数：2 教学目标：1．掌握晶闸管的结构和工作原理。 2．了解晶闸管触发电路。教学重点：1．晶闸管的分类、结构、型号、参数和工作特性。 2．单结晶体管的特性及晶闸管触发电路的工作原理。教学难点：1．晶闸管的工作特性。 2．单结晶体管触发电路的工作原理。 A．引入晶闸管俗称可控硅。具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、使用方便等优点。它广泛应用于无触点开关电路及可控整流设备中。 B．复习三端集成稳压器的分类。 C．新授课 8.1 晶闸管 8.1.1 单向晶闸管 1．单向晶闸管的结构和符号（1）外形平面型、螺栓型和小型塑封型等几种。（2）符号及内部结构三个电极：阳极A、阴极K、控制极G 4层半导体： P—1N—2P—2N 1 P—引出线为控制极；1P—引出线为阳极；2N—引出线为阴极 2

3个PN结（ J，2J，3J） 1 文字符号：一般用SCR、KG、CT、VT表示。 2．单向晶闸管的工作原理：（1）实验演示： ①正向阻断：A－K加正向电压，G无电压－不导通。 ②反向阻断：A－K加反向电压，G无论是否加控制电压－不导通。 ③触发导通：A—K加正向电压，G，K加正向电压—导通。 ④导通后控制极失去控制作用：晶闸管一旦导通，降低或去掉控制极电压仍导通。（2）工作特点： ①单向晶闸管导通必须具备两个条件：一是晶闸管阳极与阴极间接正向电压；二是控制极与阴极之间也要接正向电压。 ②晶闸管一旦接通后，去掉控制极电压时，晶闸管仍然导通。 ③导通后的晶闸管若要关断时，必须将阳极电压降低到一定程度。 ④晶闸管具有控制强电的作用，即利用弱电信号对控制极的作用，就可使晶闸管导通去控制强电系统。 3．单向晶闸管主要参数（1）额定正向平均电流在规定环境温度和散热条件下，允许通过阳极和阴极之间的电流平均值。（2）维持电流在规定环境温度、控制极断开的条件下，保持晶闸管处于导通状态所需要的最小正向电流。（3）控制极触发电压和电流在规定环境温度及一定正向电压条件下，使晶闸管从关断到导通，控制极所需的最小电压和电流。（4）正向阻断峰值电压在控制极开路和晶闸管正向阻断的条件下，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。（5）反向阻断峰值电压在控制极断开时，可以重复加在晶闸管上的反向峰值电压。 4．晶闸管的型号及含义（1）型号 3 表示额定电压为500 V 表示额定正向平均电流为5 A 表示晶闸管元件表示N型硅材料

晶闸管及其应用

晶闸管及其应用课程目标 1 了解晶闸管结构，掌握晶闸管导通、关断条件 2 掌握可控整流电路的工作原理及分析 3 理解晶闸管的过压、过流保护 4 掌握晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量课程内容 1 晶闸管的结构及特性 2 单相半波可控整流电路 3 单相半控桥式整流电路 4 晶闸管的保护 5 晶闸管的应用实例 6 晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量学习方法从了解晶闸管的结构、特性出发，掌握晶闸管的可控整流应用，掌握晶闸管的过压和过流保护方式，结合实物和实训掌握晶闸管管脚及好坏的判断，通过应用实例，了解晶闸管的典型应用。课后思考 1晶闸管导通的条件是什么？导通时，其中电流的大小由什么决定？晶闸管阻断时，承受电压的大小由什么决定？ 2为什么接电感性负载的可控整流电路的负载上会出现负电压？而接续流二极管后负载上就不出现负电压了，又是为什么？ 3 如何用万用表判断晶闸管的好坏、管脚？ 4 如何选用晶闸管？

晶闸管的结构及特性一、晶闸管外形与符号：图5.1.1 符号图5.1.2 晶闸管导通实验电路图为了说明晶闸管的导电原理，可按图5.1.2所示的电路做一个简单的实验。（1）晶闸管阳极接直流电源的正端，阴极经灯泡接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。控制极电路中开关S断开(不加电压)，如图5.1.2(a)所示，这时灯不亮，说明晶闸管不导通。（2）晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，控制极相对于阴极也加正向电压，如图5.1.2(b)所示.这时灯亮，说明晶闸管导通。（3）晶闸管导通后，如果去掉控制极上的电压，即将图5.1.2(b)中的开关S断开，灯仍然亮，这表明晶闸管继续导通，即晶闸管一旦导通后，控制极就失去了控制作用。（4）晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图5.1.2(C)，无论控制极加不加电压，灯都不亮，晶闸管截止。（5）如果控制极加反向电压，晶闸管阳极回路无论加正向电压还是反向电压，晶闸管都不导通。从上述实验可以看出，晶闸管导通必须同时具备两个条件： (1) 晶闸管阳极电路加正向电压； (2) 控制极电路加适当的正向电压(实际工作中,控制极加正触发脉冲信号)。

双向可控硅调光电路分析

3. 双向可控硅调光电路分析左图是一个典型的双向可控硅调光器电路，电位器POT1和电阻R1、 R2 与电容C2构成移相触发网络，当 C2的端电压上升到双向触发二极管 D1的阻断电压时，D1击穿，双向可控硅TRIAC被触发导通，灯泡点亮。调节POT1可改变C2的充电时间常数，TRAIC的电压导通角随之改变，也就改变了流过灯泡的电流，结果使得白炽灯的亮度随着POT1的调节而变化。POT1上的联动开关SW1在亮度调到最暗时可以关断输入电源，实现调光器的开关控制。可控硅可控硅一旦被触发导通后，将持续导通到交流电压过零时才会截止。可控硅承担着流过白炽灯的工作电流，由于白炽灯在冷态时的电阻值非常低，再考虑到交流电压的峰值，为避免开机时的大电流冲击，选用可控硅时要留有较大的电流余量。触发电路触发脉冲应该有足够的幅度和宽度才能使可控硅完全导通，为了保证可控硅在各种条件下均能可靠触发，触发电路所送出的触发电压和电流必须大于可控硅的触发电压UGT与触发电流I GT的最小值，并且触发脉冲的最小宽度要持续到阳极电流上升到维持电流（即擎住电流I L）以上，否则可控硅会因为没有完全导通而重新关断。保护电阻 R2是保护电阻，用来防止POT1调整到零电阻时，过大的电流造成半导体器件的损坏。R2 功率调整电阻 R1决定白炽灯可调节到的最小功率，若不接入R1，则在POT1调整到最大值时，白炽灯将完全熄灭，这在家庭应用中会造成一定不便。接入R1后，当POT1调整到最大值时，由于R1的并联分流作用，仍有一定电流给C2充电，实现白炽灯的最小功率可以调节，若将R1换为可变电阻器，则可实现更精确的调节，以确保量产的一致性。同时R1还有改善电位器线性的作用，使灯光变化更适合人眼的感光特性。电位器小功率调光器一般都选择带开关的电位器，在调光至最小时可以联动切断电源，这种电位器通常分为推动式（PUSH）和旋转式（ROTARY ）两种。对于功率较大的调光器，由于开关触点通过的电流太大，一般将电位器和开关分开安装，以节省材料成本。考虑到调光特性曲线的要求，一般都选择线性电位器，这种电位器的电阻带是均匀分布的，单位长度的阻值相等，其阻值变化与滑动距离或转角成直线关系。滤波网络由于被可控硅斩波后的电压不再呈现正弦波形，由此产生大量谐波干扰，严重污染电网系统，所以要采取有效的滤波措施来降低谐波污染。图中L1和C1构成的滤波网络用来消除可控硅工作时产生的这种干扰，以便使产品符合相关的电磁兼容要求，避免对电视机、收音机等设备的影响。温度保险丝对于大功率的调光器或用于组群安装的调光器，内部温升比平时要高，在电路中安装一只温度保险，可以在异常温升时切断电路，防止灾害事故的发生。 3.1可控硅的缓冲保护可控硅在电路中工作时，它的开关状态并不是瞬间完成的。可控硅刚导通时的等效阻抗还很大，这时如果电流上升很快，就会造成很大的开通损耗；同样，在可控硅接近完全关断

实验一三相异步电动机的正反转控制实验报告

实验一三相异步电动机的正反转控制实验报告实验目的 ⑴了解三相异步电动机接触器联锁正反转控制的接线和操作方法。 ⑵理解联锁和自锁的概念。 ⑶掌握三相异步电动机接触器的正反转控制的基本原理与实物连接的要求。实验器材三相异步电动机（M 3～）、万能表、联动空气开关（QS1）、单向空气开关（QS2）、交流接触器（KM1，KM2）、组合按钮（SB1，SB2，SB3）、端子排7副、导线若干、螺丝刀等。实验原理三相异步电动机的旋转方向是取决于磁场的旋转方向，而磁场的旋转方向又取决于电源的相序，所以电源的相序决定了电动机的旋转方向。任意改变电源的相序时，电动机的旋转方向也会随之改变。实验操作步骤连接三相异步电动机原理图如图所示，其中线路中的正转用接触器KM1和反转用的接触器KM2，分别由按钮SB2和反转按钮SB2控制。控制电路有两条，一条由按钮SB1和KM1线圈等组成的正转控制电路；另一条由按钮SB2和KM2线圈等组成的反转控制电路。当按下正转启动按钮SB1后，电源相通过空气开关QS1,QS2和停止按钮SB3的动断接点、正转启动按钮SB1的动合接点、接触器KM和其他的器件形成自锁，使得电动机开始正转，当按下SB3时，电动机停止转动，在按下SB2时，接触器KM和其他的器件形成自锁反转。安装接线 1在连接控制实验线路前，应先熟悉各按钮开关、交流接触器、空气开关的结构形式、动作原理及接线方式和方法。 2 在不通电的情况下，用万用表检查各触点的分、合情况是否良好。检查接触器时，特别需要检查接触器线圈电压与电源电压是否相符。 3将电器元件摆放均匀、整齐、紧凑、合理，并用螺丝进行安装，紧固各元件时应用力均匀，紧固程度适当。

单片机at89c2051的模拟可控硅控制电机软启动

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