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图5.4中R1和C3组成上电复位电路，其值R取为1KΩ , C取为1μF。
U1C1AT89C5130pFY16MC2U2 X1X230pF
AT89C51VCCC3+RESETR110μF1K 图5.3 时钟电路 图5.4 复位电路 5.1.5 看门狗电路设计
看门狗电路主要是对主单片机AT89C51的保护，它能使CPU从死循环和弹飞状态中进入正常的程序流程。可以用来增强系统的抗干扰能力。软件抗干扰属于单片机系统的自身防御行为。如图5.5。
图5.5 看门狗电路设计
电路中芯片MAX813有以下四种功能；1在微控制器上电、掉电或电压降低时产生复位信号；2独立的看门狗输出端，当1.6秒内看门狗输入端没有触发时，输出端将变为低电平即产生复位信号3监视电源电压和电池电压是否降到1.25伏以内；4具有低电平手动输入端。在设计中其7脚接单片机的9脚，6脚接单片机的15脚，2脚和3脚分别接电源和地。
其工作电源电压为1.0到5.5伏阙值电压为4.65伏 看门狗电路主要特点：
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1) 复位信号在电源电压低至1.2伏时仍然有效。 2) 精确的电压监测功能。 3) 200毫秒复位信号宽度。
4) 独立的看门狗电路（1.6秒延时）。 5) 提供电源掉电或电池电压过低报警功能。
综上所述，此看门狗电路对单片机的保护很可靠，并且电路线路简单，所以本设计中用此电路来保护了单片机AT89C51。 5.1.6 报警电路设计
当主电路的负载端出现过电压或过电流的情况时，单片机除了停止触发脉冲外，还应有报警电路来提示人们采取相应措施。图5.6是一种报警器的电路，它由单片机的I/O口控制蜂鸣器发出报警声音，对单片机复位以后可使其停止蜂鸣[15]。
VCCBELL接P2口.6R40Q20
图5.6 报警电路
5.2 调理电路的设计
信号调理电路的功能是将传感器采集的非电量信号经过调理后变成可以测量的数字信号。如图5.7。
U10:1U10:27R21RES216CA139GNDR14RES2524CA139GNDC4CAPR19RES2R1112
图5.7 调理电路
RES25.3 驱动电路的设计
GND3+15VR20RES2+15VR12RES2 专 科 毕 业 设 计 第 33 页 共 页
电力电子器件的驱动电路是电力电子主电路与控制电路之间的接口，是电力电子装置的重要环节，对整个装置的性能有很大的影响。采用性能良好的驱动电路，可使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要意义。另外，对电力电子器件或整个装置的一些保护措施也往往就近设在驱动电路中，或者通过驱动电路来实现，这使得驱动电路的设计更为重要。
简单地说，驱动电路的基本任务，就是将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号，对全控型器件既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号，以保证器件可靠导通或关断。
驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节。一般用光隔离或磁隔离。光隔离一般用光耦合器。光耦合器由发光二极管和光敏晶体管组成，封装在一个外壳内。按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质，可以将电力电子分为电流驱动型和电压驱动型两类。
驱动电路设计即触发电路设计，在本设计中设计了晶闸管触发电路和IGBT触发电路。
5.3.1 晶闸管触发电路
晶闸管触发电路的作用是产生符合要求的门极触发脉冲,保证晶闸管在需要的时刻有阻断转为导通。
晶闸管是一种大功率的半导体器件，具有弱电控制，强电输出的特点，只需要很小的功率，就可以控制较大的电流。触发信号通常经脉冲变压器或光电耦合器隔离后，加到晶闸管上。这对安全操作特别有利。本设计使用脉冲变压器的触发电路。
脉冲变压器用于隔离主回路与触发电路，并把触发脉冲加到晶闸管的门极上。使用脉冲变压器，可以把脉冲电压升高或降低，改变脉冲的极性及使阻抗匹配。脉冲变压器在结构上与普通变压器相似，但其工作情况却有很大的区别，普通变压器初级加的是正弦电压，而脉冲变压器初级加的是周期脉冲电压，他们的电磁过程各有特点。
脉冲触发方式可以减少晶闸管门极的功耗以及触发信号放大电路的功耗。
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它是晶闸管较常用的触发方式。触发脉冲由单片机AT89C51的INT1端控制，当其为低电平时，光电耦合器有电流输出，是晶闸管T导通，脉冲变压器BM得出既有电流流过，次级输出触发脉冲，经DI后触发晶闸管。当其为高电平时晶闸管T截至，触发脉冲结束[12]。
触发脉冲的宽度由单片机社定。为了保证晶闸管的可靠导通，要求触发的脉冲具有一定的宽度。一般晶闸管导通时间为6?s，故触发脉冲的宽度应有6?s以上，一般区20-50?s，对于电感性负载，触发脉冲宽度还应加大，否则在脉冲终止时，主回路电流还未上升到晶闸管的维持电流以上，则晶闸管又重新关断，故脉冲宽度不应小于100?s，一般用到1ms，经闸管工作在开关状态，当晶闸管导通时，脉冲变压器铁芯中的磁通量线性上升，这个变化磁通也在次级绕组感应出电压。这是流过晶体管T的电流会很大。为了避免这种情况，可以用多个窄脉冲，也可以加大铁心届面积，是铁新的磁通量增加，不发生饱和现象[18]。如图5.8。
VCCU2OPTOISO1T1TRANS1D1DIODER1RES2R2RES2U1AT_P174072Q5NPNR4RES2R5RES2C1D3DIODECAPR6RES2+15VD2DIODER3RES2 图5.8 晶闸管触发电路
5.3.2 IGBT触发电路
IGBT是电压驱动器件, 有一个容性输入阻抗, 因此对IGBT 驱动电路有较高的要求。
1)驱动源内阻小, 栅极电压UGE 有足够陡的前后沿, 使IGBT 的开关损耗尽量小。
2)增加UGE, IGBT 的通态压降和开关损耗降低,但对负载短路的保护和安全不利, 实际选取UGE=15V
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3)关断时, 应使栅极电容迅速放电, 给UGE 加一负偏压, 使UGE=- 5 V。 IGBT驱动多采用混合集成驱动器.驱动电路中的M57962L内部具有退饱和和检测和饱和环节,当发生过电流时能快速响应但慢速关断IGBT,并向外部电路给出故障信号。M57962L输出的正驱动电压均为+15v左右，负驱动电压为-10v。如图5.9。
D?R24+15VLED4N25R29D11L1R28D12M57962LVCCR25+5VL2L3D13L4D14+15VC17C18-10V 图5.9 IGBT触发电路
5.4 键盘及显示电路
为了能够方便调整中频淬火的工作状态，以及了解中频淬火的工作情况，键盘显示电路是必不可少的一部分。对键盘/显示器接口的设计应满足两个要求：
1）功能技术要求； 2）可靠性高。
但系统不同，要求就不同，接口设计也就不同。对键盘/显示器接口设计应从整个系统出发，综合考虑软、硬件的特点，合理分配软、硬件的比重。在应用系统设计中，一般都是把键盘/显示器放在一起考虑，该系统也是一样。 5.4.1 键盘
键盘是一组按键的集合，它是最常用的单片机输入设备，操作人员可以通过键盘输入数据或命令，实现简单的人机通讯。按键是一种常开型按钮开关，平时（常态）按键的两个触点处于断开状态，按下按键时它们才闭合（短路）。键盘分编码键盘和非编码键盘。键盘上闭合键的识别由专用的硬件译码器实现并产生按键编号或键值的称编码键盘，如BCD码键盘、ASII码键盘等；靠软件识别的称非编码键盘[19]。在单片机组成的测控系统及智能化仪器中，用