专业综合设计说明书-基于单片机和CPLD的单相交流相控调压系统设计汇.doc

专业综合设计说明书 基于单片机和CPLD的单相交流相控调压系统设计 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职 称： 起止日期：2011.08.29～2011.09.18 专业综合设计任务书 一、设计题目：基于单片机和CPLD的单相交流相控调压系统设计设计单相交流相控调压设计调压设计调压单相交流相控调压 四、设计时间及进度安排 设计时间共三周,具体安排如下表： 周次 设 计 内 容 设计时间 第一周 学习复杂可编程器件CPLD和MSP430单片机使用方法，查找相关资料。设计基于单片机和CPLD的单相交流相控调压单相交流相控调压单相交流相控调压专业综合设计任务书 I 第1章 结论及总体框图设计 1 1.1 选题背景 1 1.2 课题的设计目的 1 1.3 相控调压基本原理及功能框图设计 1 1.3.1 基本原理 1 1.3.2 开关元件的选用 3 1.3.3 相控式单相交流调压系统框图 4 第2章 硬件电路设计 5 2.1 系统结构概述 5 2.2 MSP430系列单片机简介 6 2.2.1 MSP430系列单片机的特点 6 2.2.2 MSP430F169引脚功能 6 2.3 LCM12864液晶显示器 7 2.3.1 LCM12864液晶显示模块简介 7 3.3.2 LCM12864驱动电路 8 2.3.3 单片机与LCM12864接口时序 9 2.4 运算放大器UA741 10 2.4.1 UA741优点 10 2.4.2 放大器的功能 11 2.4.3 UA741的使用 11 2.5 触发控制脉冲发生电路 12 2.5.1 触发控制脉冲发生电路电路图 12 2.5.2 复杂可编程逻辑器件程序设计 13 第3章 软件流程设计 15 3.1 主程序框图 15 3.2 定时器A中断子程序 15 第4章 系统使用说明及实验设计 16 4.1 测量操作过程 16 4.2 测试数据及结果分析 16 4.2.1 测试数据 16 4.2.2 结果分析 16 结 论 17 参考文献 18 附 录 19 第1章 结论及总体框图设计 1.1 选题背景 随着单片机技术的不断发展和技术的不断成熟使得成为可能，不论是在控制精度还是在可操作性上都有传统无法比拟的优势源作为的分支，在工程技术和测量领域中有着重要的实用价值，其涉及的应用由稳定电磁场、校正电流表等扩展至激光、超导、现代通信和传感技术等领域。基于模拟电路的虽然可以实现高精度、宽电流范围输出，但其结构复杂, 调整困难，指示不直观。随着单片机技术的发展，数字控制开始出现，其以控制灵活、调节方便等特点展示了良好的应用前景。功能框图设计1 基本原理 电阻负载单相交流调压电路及波形图如图所示。输出电压与 α 的关系：移相范围为0≤ a ≤π。 a =0时，输出电压为最大。Uo=U1, 随 a 的增大，Uo降低，a =π时，Uo =0。 图 电阻负载单相交流调压电路及其波形仿真电路如图所示，a =30°、a =60°、a =90°、a =120°时电路各点波形图如图所示。 图电阻负载交流调压仿真电路图 图 a =30°时交流调压电路各点波形 图 a =60°时交流调压电路各点波形 图a =90°时交流调压电路各点波形 图 a =120°时交流调压电路各点波形2 开关元件的选用 开关元件选用SSR_380D03P内部结构图如图所示。“380”指输出控制端可控硅耐压为电压有效值380V，“3”指最大电流有效值3A，“P”指控制模式为随机型。 图SSR_380D03P内部结构图SSR_380D03P属随机型控制元件，其对交流电压控制波形图如图所示。 图SSR_380D03P交流电压控制波形3 相控式单相交流调压系统框图相控式单相交流调压系统框图如图所示。单片机系统是控制核心，包括电压设定值输入电路、电压设定值和测量值显示电路、单片机系统电路。完成的主要功能是将输出电压值快、准、稳地调整到设定值。 图相控式单相交流调压系统框 图2-1 基于单片机和CPLD的单相交流相控调压系统电路 以MSP430F169单片机作为系统控制单元，外配4MHz主晶振和32768Hz的辅助晶振、复位电路、按键电路、1602显示器构成单片机小系统，如图2-1所示；单片机通过按键读取用户的设置输出电流值，再通过A/D转换发出给定值，电流检测电路通过D/A转换把输出值传回单片机，单片机通过比较微调输出值。 2.2 MSP430系列单片机简介 2.2.1 MSP430系列单片机的特点 MSP430系列单片机是美国德州仪器公司于上世纪九十