單片機控制的電動機Y—Δ啟動電路設計

周家煌

摘 要

文文介紹了單片機控制的電動機Y-△啟動電路設計，該設計是一個以弱電控制強電的設計，有多方面的功能，為智能控制和精確控制電動機的啟動提供了合理有效的解決方案。本文對系統的各個環節進行了詳細的闡述，并論述了各環節中的硬件電路設計，針對軟件設計與硬件的綜合調試進行了全面的分析，以實現弱點控制強電為目的，并通過獨立式鍵盤對電動機的啟動進行調控，該設計經過調試和檢測，實現了設計任務的各種指標。

【關鍵詞】單片機 電動機啟動 電路設計

在我們生活中的各個領域隨處可見單機片的蹤跡：計算機網絡通信與數據傳輸、各種智能IC卡、轎車的安全系統、攝影機、飛機上的各種控制儀表，甚至電子寵物和程控玩具，都離不開單片機的應用。在工業中，電動機的星三角啟動的應用十分廣泛，隨著技術自動化的普及，工業中也出現了很多自動機器，人們將原本需要人來控制的電動機啟動的工作交給了單片機，不僅防止了很多意外的發生，同時也提高了電動機的生產效率。

1 單片機控制的電動機Y-Δ啟動電路的總體設計任務和選擇

首先要設計一個單片機控制的電動機Y-Δ啟動，設置3秒鐘的啟動時間，并通過按鍵設置電動機Y-Δ進行操作運行和終止。該設計的基本要求和主要內容有：控制器要采用STC89C52RC單機片；電動機的選擇要用三相異步電動機；正5V電源需要選用LM7805三端不可調節的穩壓集成器來實現；在弱電控制強電模塊中選用DC5V繼電器；在電動機運行模塊中要采用220V的交流接觸器；顯示模塊要用兩位級聯共陰數碼管；設置模塊需要通過獨立式鍵盤來進行設置和調控；指示模塊需選用不同顏色的發光二極管進行指示操控。

根據上述任務設計的要求，經分析探討，基于單片機定時器系統的設計中包括的內容有：電源模塊、定時模塊、控制器模塊、顯示模塊、設置模塊以及指示模塊。

2 單片機控制的電動機Y-Δ啟動電路中系統各環節的硬件電路設計

2.1 電源模塊電路

該設計通過+5V直流電壓來供電，一般來說，直流穩壓電源的組成部分有電源變壓器、整流濾波電路和穩壓電路。電源變壓器是把交流電網中220V的電壓轉換成為比所需要的值，交流電壓經過整流電路變為脈動的直流電壓，因為脈動的直流電壓中含有大幅度的紋波，當電網電壓波動、溫度和負載發生變化時穩壓電路能夠繼續保持直流電壓的穩定，選用輸出電壓為+5V的三端集成穩壓器LM7805，變壓器會將電網220V的電壓轉為+9V，通過發光二極管橋式整流之后，送入LM7805的輸入端。

2.2 復位和晶振電路

單片機在平時復位端電平是0，單片機復位主要通過按鍵高電平復位，該設計中的復位電路既能用于操作復位，也能實現上電復位。通電時，電極兩端可看做短路，RESET端電壓逐漸下降，也就是低電平，此時單片機開始工作。LED發光二極管在復位電路中主要用來指示電路電源是否安全接通，晶振電路采用的是外部無源晶振，晶振值選用12MHz，兩個諧振電容取值為30PF。

2.3 弱電控制強電電路

電氣觸頭可通過電流，可以把強電接觸器的線圈直接接在弱電繼電器觸頭上，如果弱電繼電器觸頭可通過電流，可在其上加一個中間繼電器以控制強電。

2.4 電動機運行模塊電路

電動機的電源通斷可以通過單片機控制的接觸器主觸頭加以控制，同時電機的星型啟動三角運行的效果可由單片機的定時來轉換。

2.5 電路設置

設置電路的過程中，電路可通過獨立式鍵盤的設置和調控加以控制，采用P2口作為獨立式鍵盤的行線，在這里不必加上拉電阻。

2.6 電路指示

此設計主要采用發光二極管作為指示燈，將發光二極管接在接口處，當兩端的電壓差超出自身導通壓降時就會開始工作，此時的電流要滿足電流和電壓的要求，并與發光二極管的電流相適應，二極管才可以正常發光。在發光二極管的連接處接入一個電阻，此電阻能夠通過對二極管圖電流的限制以減小耗損。該設計在+5V的電壓作用下采用510歐對電阻進行限流，二極管會在不超出單片機的最大限流的前提下正常工作。

3 單片機控制的電動機Y-Δ啟動電路中的軟件設計

3.1 系統主程序流程

系統設計的整個過程在系統主程序流程中的具體表現如下：

首先，可以對系統進行初始化，包括地址的常量定義、初始化單片機各端口、資源分配、初始化電動機的啟動時間和定時器、設置推棧指針等。其次，能夠調用啟動時間處理程序，電動機的啟動時間為十六進制數，存儲在數據緩沖區中，如果要顯示出數碼管，就要進行十進制進行區分，并且每一位都存在不同的單元。最后，可以調用啟動時間以顯示程序，在顯示程序當中，要對顯示的數值進行滅0處理，當啟動的時間十位是0的話，將不顯示該位，以降低閱讀差錯。先控制數碼管的位碼，選中要點亮的數碼管，此時將顯示出段碼。

3.2 程序設計和軟件調試

程序流程圖設計好之后就可以根據流程圖編寫程序了，該設計采用匯編語言編寫，經調試，能夠實現設計任務的要求。軟件的調試通過應用KEIL軟件和ISIS軟件仿真電路進行操作和控制，應用KEIL軟件調試后會生成HEX文件，先對設計中的各個環節進行調試，再對主程序進行調試，最后將各部分程序連接起來進行整體調試。

4 結論

綜上所述，本設計開發了一種適用于人們的生產生活的，在單片機的基礎上控制電動機星三角啟動的定時裝置。同時，對系統的各個環節進行了詳細的闡述和分析，論述了各環節中的硬件電路設計，針對軟件設計與硬件的綜合調試進行了全面的分析，以實現弱點控制強電為目的，并通過獨立式鍵盤對電動機的啟動進行調控，該設計經過調試和檢測，實現了設計任務的各種指標。

參考文獻

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作者單位

杭州電子科技大學 浙江省杭州市 310018endprint