導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇節(jié)點設計論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

1引言

CAN總線是控制器局域網(wǎng)（ControllerAreaNet-work）總線的簡稱，它屬于現(xiàn)場總線范疇，是一種能有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡，它可將掛接在現(xiàn)場總線上作為網(wǎng)絡節(jié)點的智能設備連接成網(wǎng)絡系統(tǒng)，并進一步構成自動化系統(tǒng)，從而實現(xiàn)基本的控制、補償、計算、參數(shù)修改、報警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動化功能。

CAN總線智能節(jié)點在分布式控制系統(tǒng)中起著承上啟下的作用。它位于傳感器和執(zhí)行機構所在的現(xiàn)場，一方面和上位機（PC或者工控機）進行通信，以完成數(shù)據(jù)交換；另一方面又可根據(jù)系統(tǒng)的需要對現(xiàn)場的執(zhí)行機構或者傳感器進行控制和數(shù)據(jù)采集。它常常將一些簡單的過程控制程序放在底層模塊中，從而減少了通信量，提高了系統(tǒng)控制的實時性。因此，智能化模塊設計在CAN系統(tǒng)中有著十分重要的作用。

本文將給出一種用MSP430單片機和MCP2510CAN控制器組成的總線智能節(jié)點的設計方案（見圖1），該方案中的單片機和CAN控制器通過標準的SPI接口進行通信，因此，該節(jié)點能夠完成對被控器件的數(shù)據(jù)采集上報，并接受上位機的命令，進而進行解析以完成對執(zhí)行機構的控制。為了調(diào)試簡單，本方案作了一些改動：一是使MCP2510工作在環(huán)回模式，也就是數(shù)據(jù)由發(fā)送緩存直接發(fā)送到接收緩存，由于不經(jīng)過CAN收發(fā)器和CAN總線，而只是使用了它的一個發(fā)送緩存和一個接收緩存，因而方便了調(diào)試；二是把被控器件的數(shù)據(jù)采集和對執(zhí)行機構的控制部分略去，而這些功能在以后可以方便地添加，這樣，在實際使用時，只要對程序稍作修改就可應用。

2硬件設計

本設計的整個接口模塊主要由兩部分組成：CAN控制器MCP2510和微控制器MSP430。圖2所示是該智能節(jié)點的部分電路硬件原理圖。下面對主要部分功能作一介紹。

2．1MSP430F1232簡介

MSP430系列微控制器是TI公司推出的功能強大的超低功耗16位微處理器。它集成了豐富的片上資源，因而開發(fā)方式十分簡便，可以用C語言編寫出效率很高的程序。所選MSP430F1232的工作電壓為1．8～3．6V，內(nèi)含8kBFLASH存儲空間。片內(nèi)集成了看門狗定時器（WTD）、基本時鐘模塊、US-ART、10位ADC、和帶有3個捕獲／比較器的16位定時器，因而片上資源十分豐富，完全可以滿足一般的需要，同時減少了設計的復雜度。與其它單片機相比，MSP430的I／O端口功能更強，可實現(xiàn)雙向的輸入、輸出，并可完成一些特殊的功能，如A／D轉(zhuǎn)換、捕獲比較等；另外，它還可以實現(xiàn)I／O的各種中斷。

本設計中，MSP430的作用有兩個：一是對執(zhí)行機構的控制以及對輸入模擬量或者開關量的信號采集；二是利用UART模塊通過SPI模式與MCP2510通信并控制MCP2510以實現(xiàn)CAN規(guī)范。

2．2MCP2510簡介

MCP25101是Microchip公司推出的功能很強的CAN控制器芯片，它支持CAN1．2、2．0A及2．0B規(guī)范；其內(nèi)部結構見圖3所示。該芯片內(nèi)含3個發(fā)送緩存和2個接收緩存，可以對發(fā)送優(yōu)先級進行管理，可濾除無用信息，MCP2510有6個可編程濾波器，而且中斷資源十分豐富。最可貴的是，它可以通過標準的SPI接口與微控制器進行通信，從而放寬了MCU的選擇范圍使得所有單片機都有接入的可能。

MCP2510的主要功能是在MCU的控制下實現(xiàn)CAN規(guī)范，它內(nèi)部的所有寄存器和控制寄存器都映射到一個地址表上，MCU可以使用相應的命令格式通過標準的SPI接口來完成對MCP2510的初始化、工作狀態(tài)的控制以及數(shù)據(jù)的讀寫。此外，MCP2510產(chǎn)生的中斷還可以反饋給MCU來處理。

2．3系統(tǒng)時鐘

由于MSP430的時鐘頻率決定著指令周期，因而該時鐘直接影響SPI接口的速率。MSP430F1232有兩個可選的時鐘：一是外部低速32．768kHz的時鐘晶體；二是采用內(nèi)部數(shù)控DCO的可調(diào)頻率。本設計直接采用它內(nèi)部的數(shù)控DCO作為它的主時鐘MCLK和SMCLK，由于直接工作在800kHz，因而免去了使用晶體。MCP2510采用標準的4MHz晶體。MSP430中USART模塊的CLK可由系統(tǒng)時鐘分頻得到，速率設定也十分方便。實際上，MCP2510輸出到總線的速率也可通過設置內(nèi)部寄存器的控制分頻系數(shù)來調(diào)節(jié)。

此外，由于MCP2510的輸出信號驅(qū)動能力不夠，而且與CAN總線物理接口的要求存在很大的差異，所以，在實際應用中必須使用CAN收發(fā)器（如MCP2551等），它可支持的CAN速率最高可達1Mbps，而且容錯能力很強。此外，它內(nèi)部還有很強的保護電路，可以防止總線的其它節(jié)點對它的影響。

3軟件設計

在進行本系統(tǒng)節(jié)點的軟件設計前，首先簡要說明一下MCP2510的指令格式，MCP2510的5條指令如表1所列。

表1MCP2510指令格式

指令指令格式說明

復位11000000使內(nèi)部寄存器復位,進入配置模式

讀取00000011從寄存器讀取數(shù)據(jù),指令在前,地址隨后

寫入00000010寫數(shù)據(jù)到寄存器,指令在前,地址和數(shù)據(jù)隨后

發(fā)送請求10000nnn對發(fā)送緩存發(fā)送信息進行初始化

狀態(tài)讀取10100000讀取常用狀態(tài)寄存器的某些位數(shù)據(jù)

位修改00000101對豁口的某幾件位修改

在使用時，可以把這些指令直接編寫成函數(shù)形式，這樣可使程序簡練易讀。同時，發(fā)送請求的硬件觸發(fā)只需把TXnRTS置低即可。實際上，接收緩存收到信息后也能產(chǎn)生硬件觸發(fā)，并在TXnRTS引腳產(chǎn)生低電平輸出。

本設計的主程序流程圖如圖4所示。

上電復位后，MSP430首先完成自身模塊的初始化，其任務主要是選擇時鐘模塊中的時鐘、使USART模塊工作于SPI模式、以及對看門狗定時器的配置等；然后對MCP2510進行初始化，以對寄存器進行設置。需要注意的是，MCP2510只有在配置模式下才可以對控制參數(shù)進行配置，但它在復位以后就是配置模式。

當配置MCP2510到環(huán)回模式后，MSP430將寫數(shù)據(jù)到MCP2510的發(fā)送緩存并控制其發(fā)送，此后，在接收緩存收到數(shù)據(jù)后，INT引腳將產(chǎn)生低電平中斷以通知MSP430，MSP430響應中斷后將讀取數(shù)據(jù)，并和發(fā)送的數(shù)據(jù)進行比較，以驗證程序的可行性。需要注意的是，無論是對MCP2510的讀還是寫，都必須使它的CS引腳處于低電平。

篇2

雙向端口操作 接口部分采用地址和數(shù)據(jù)總線復用的方式以減少所需要的端口引腳數(shù)。當傳輸數(shù)據(jù)時低位地址保持在一個鎖存器中，“Data1”用作數(shù)據(jù)輸入總線輸出總線和部分地址總線，對總線的復用需要對端口的配置進行動態(tài)改變使端口按需要設置為輸入或輸出。為了將一個端口引腳配置為輸入，必須將其相應的端口配置寄存器位（PRTnCF.x）設置為“0”使其輸出方式為“漏極開路”，寄存器鎖存位（Pn.x）必須設置為“1”，使其輸出狀態(tài)為高阻態(tài)。例如下面的代碼將端口0的所有引腳配置為輸入：movPRT0CF，#00h；漏極開路輸出方式movP0，#0ffh；高阻抗下面的代碼將端口0的所有引腳配置為推挽輸出方式：movPRT0CF，#0ffh；推挽輸出方式SRAM_Read子程序（見程序代碼部分）給出改變端口方向的一個例子，在程序執(zhí)行的前一階段“DATA1”口被配置為輸出，將低字節(jié)地址輸出到端口鎖存器，在程序執(zhí)行的第二階段“DATA1”口被配置為輸入，從外部SRAM讀取數(shù)據(jù)。

二、接口電路程序控制實現(xiàn)

該程序控制系統(tǒng)由初始化SRAM接口邏輯程序、讀外部SRAM程序、寫外部SRAM程序等組成，功能是通過該接口電路程序?qū)崿F(xiàn)硬件間的有效連接，實現(xiàn)穩(wěn)定的通信，從而實現(xiàn)對記錄盤的各種配置以及對記錄數(shù)據(jù)進行精確管理。程序代碼中的主程序概述了如何對該外部128KBSRAM的每一個字節(jié)進行讀寫，該程序向外部SRAM寫入一個字節(jié)，再從寫入的地址讀回，然后比較回讀的值與寫入的值是否一致，程序接著處理下一個地址，直到整個64K的存儲塊寫完，一旦低存儲塊寫完，程序?qū)ⅰ癆16位”置1（見示例代碼中“常數(shù)和聲明”一節(jié)），切換到高存儲塊。程序?qū)⒔又鴮Ω叽鎯K的每個字節(jié)進行同樣的讀、寫和校驗操作。

篇3

隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加，流經(jīng)地網(wǎng)的入地短路電流也愈來愈大，因此要確保人身和設備的安全，維護系統(tǒng)的可靠運行，不僅要強調(diào)降低接地電阻，還要考慮地網(wǎng)上表面的電位分布。在以往接地設計中，接地網(wǎng)的均壓導體都按3m，5m，7m，10m等間距布置，由于端部和鄰近效應，地網(wǎng)的邊角處泄漏電流遠大于中心處，使地電位分布很不均勻，邊角網(wǎng)孔電勢大大高于中心網(wǎng)孔電勢，而且這種差值隨地網(wǎng)面積和網(wǎng)孔數(shù)的增加而加大。本文結合在建工程220kV新塘變電站的接地網(wǎng)設計，闡釋了接地網(wǎng)不等間距布置的方法及其合理性。

1接地網(wǎng)優(yōu)化設計的合理性

1.1改善導體的泄漏電流密度分布

面積為190m×170m的新塘變電站接地網(wǎng)，在導體根數(shù)相同的情況下，分別按10m等間距布置和平均10m不等間距布置。沿平行導體①、②、③、④、⑤的泄漏電流密度分布曲線。從此可見，不等間距布置的接地網(wǎng)，邊上導體①的泄漏電流密度較等間距布置的接地網(wǎng)平均低15%左右；對于導體②的泄漏電流密度，這兩種布置的接地網(wǎng)幾乎相等(僅相差0.3%)；對于中部導體③、④、⑤，不等間距布置的接地網(wǎng)的泄漏電流較等間距布置的接地網(wǎng)分別提高了9%，14%和15%。由此可見，不等間距布置能增大中部導體的泄漏電流密度分布，相應降低了邊緣導體的泄漏電流密度，使得中部導體能得到更充分的利用。

1.2均勻土壤表面的電位分布

由表1的計算結果可知，不等間距布置的接地網(wǎng)能較大地改善表面電位分布，其最大與最小網(wǎng)孔電位的相對差值不超過0.7%，使各網(wǎng)孔電位大致相等，而等間距地網(wǎng)，其最大與最小網(wǎng)孔電位的相對差值在12.2%以上。同時不等間距地網(wǎng)的最大接觸電勢較等間距地網(wǎng)的最大接觸電勢降低了60.1%，極大地提高了接地網(wǎng)的安全水平。

表1計算結果比較

布置

最大網(wǎng)孔電位Vmax／kV

最小網(wǎng)孔電位Vmin／kV

最大接觸電勢Vjmax／kV

接地電阻

R／Ωδ／%

等間距

5.709

5.081

0.799

0.523

12.2

不等間距

5.544

5.506

0.315

0.519

0.7

注：1)δ=(Vmax-Vmin)／Vmin；

2)地網(wǎng)面積為190m×170m；

3)長方向?qū)w根數(shù)n1=18，寬方向?qū)w根數(shù)n2=20。

1.3節(jié)省大量鋼材和施工費用

如果按10m等間距布置的新塘變電站接地網(wǎng)，最大接觸電勢在邊角網(wǎng)孔，其值為0.799kV，但采用不等間距布置時，保持最大接觸電勢與該值接近，這時可節(jié)省鋼材31.2%，見表2。

2接地網(wǎng)優(yōu)化設計的方法

在設計時采用嘗試的方法來確定均壓導體的總根數(shù)和總長度，即先對地網(wǎng)長和寬方向的導體根數(shù)n1和n2進行試算，對于大地網(wǎng)一般可采用均壓導體間距為10m左右試算，若接觸電勢滿足要求，進行技術經(jīng)濟比較后再考慮增減導體的根數(shù)。當確定了n1和n2后，則地網(wǎng)長寬方向的分段數(shù)就確定了：長方向上導體分段為k1=n2-1，寬方向上的導體分段為k2=n1-1，然后按下式得出各分段導體的長度。

表2使用鋼材量的比較

表2使用鋼材量的比較

布置

n1

n2

Vjmax／kV

鋼材長度L／m

等間距

18

20

0.799

6860

不等間距

12

14

0.756

4700

Lik=L.Sik，

式中L——地網(wǎng)邊長(長方向L=L1，寬方向L=L2)，m；

Lik——第i段導體長度，m；

Sik——Lik占邊長L的百分數(shù)。

Sik與i的關系似一負指數(shù)曲線，即Sik=b1×e-b2i+b3，

式中，b1，b2，b3均為常數(shù)，其確定方法如下：

當7≤k≤14時，當k＞14時，

對于任意矩形地網(wǎng)，只要長、寬方向?qū)w的布置根數(shù)一經(jīng)確定，就可根據(jù)長、寬方向?qū)w的不同分段k，分別按上述推得的公式布置導體的間距。

3結論

a)采用不等間距布置優(yōu)化設計接地網(wǎng)，能夠使地網(wǎng)各網(wǎng)孔電位趨于一致，從而提高了變電站的安全水平。

b)在同樣安全水平下，優(yōu)化設計的接地網(wǎng)較常規(guī)布置的接地網(wǎng)，一般能節(jié)省鋼材量達38%以上，同時也減少了相應的接地工程投資，在技術上、經(jīng)濟上較為合理。

c)從邊緣到中心均壓導體間距采用按負指數(shù)規(guī)律增加的新方法來布置接地網(wǎng)，其指數(shù)公式的系數(shù)b只與某平行導體根數(shù)(或平行導體分段數(shù)k)有關。

篇4

2鋁-空氣電池系統(tǒng)的結構

根據(jù)上述思路，確定鋁-空氣電池系統(tǒng)的總體結構，見圖1。本文所述鋁-空氣電堆至少是由兩個彼此以電串聯(lián)的單體鋁-空氣電池連接成的電堆，以此獲得較大的輸出功率和穩(wěn)定的輸出電能。在電堆的下方設有兩個液流配置室，上方則是配液器。各單體鋁-空氣電池經(jīng)各自的出液管與液流配置室相通，而該液流配置室經(jīng)其各自的輸液管與泵液腔、液流泵相通，該液流泵的送液管與上述配液器相通。配液器通過各進液管與位于其下方的各單體鋁-空氣電池相聯(lián)通，從而構成完整的液流回路。鋁-空氣電池系統(tǒng)運行時，調(diào)節(jié)與液流配置室相連接的出液管開關，控制電池組的電解液交替流入兩液流配置室之一，電解液在該液流配置室、泵液腔、配液器和電池組之間循環(huán)，而另一液流配置室則處于電解液靜置、沉淀物沉降處理過程中。位于該電堆外側的電能輸出端分別與電堆的空氣電極集流板和鋁合金電極集流板相連通，并對外供電。

2.1鋁-空氣單體電池電堆鋁-空氣電池電堆設計成由若干個鋁-空氣電池單體串聯(lián)而成。單體鋁-空氣電池具有腔體結構，如圖2所示，主要包括以下三部分：進液分割室、電池反應室和出液分割室。電解液經(jīng)進液管流至進液分割室，再經(jīng)該分割室下部的進液管流入電池反應室。在該進液分割室上方，裝有進液切割器，流進該分割室的電解液恰好注入轉(zhuǎn)動的進液切割器柵格上，被該進液切割器的柵格斬斷后流入電池反應室。電池反應室側壁為空氣電極，鋁合金電極位于電池反應室內(nèi)。空氣電極與鋁合金電極同時處于電解液中。鋁合金電極和空氣電極分別與鋁合金電極集流板和空氣電極集流板連接以輸出電池反應的電流。出液分割室分隔為匯流區(qū)和出液區(qū)，通過匯流管連通。電池反應室內(nèi)的電解液經(jīng)溢流槽流入?yún)R流區(qū)，經(jīng)匯流管流入其下部的出液區(qū)。在出液區(qū)內(nèi)裝有出液切割器，由匯流管流出的電解液恰好注入該出液切割器的柵格上，即該電解液是被該出液切割器的柵格斬斷后才流進該出液區(qū)。鋁-空氣單體電池中設計的進液切割器和出液切割器，可在電解液沖擊下自行轉(zhuǎn)動來斬斷流過的電解液液流，來解決電堆中單體電池間液流短路的問題。

2.2液流配置室鋁-空氣電池系統(tǒng)運行期間，會有氧化鋁等沉淀物生成。形成于單體鋁-空氣電池內(nèi)的氧化鋁若不及時移除，會覆蓋在鋁陽極和空氣陰極的表面，降低鋁陽極放電效率，堵塞空氣電極的進氣孔道，增大電池電阻，進而影響鋁-空氣電池系統(tǒng)的正常運行。為了將形成的氧化鋁沉淀物及時排出單體電池，設計了完全對稱的液流配置室。當其中一個液流配置室工作時，另一個液流配置室用于沉降和排出沉淀物，這樣可以保持鋁-空氣電池長時間不間斷地工作，又能保證沉淀物的及時排出。液流配置室的內(nèi)部結構如圖3所示。液流配置室通過出液管與鋁-空氣電池電堆相連接。當出液管流出的電解液撞擊液流擋板后流進液流配置室中，沉淀物會在配置室底部沉積，通過沉淀物排出管排出鋁-空氣電池系統(tǒng)。

2.3配液器鋁-空氣電池系統(tǒng)的電堆由鋁-空氣電池單體串聯(lián)而成，為保證電解液在單體電池內(nèi)均勻分配，本系統(tǒng)設計了配液器，結構如圖4所示，配液器為中空結構，通過送液管與液流泵相連，電解液經(jīng)送液管進入配液器，在配液器中均勻分配電解液。并通過若干個出液管與每個鋁-空氣電池單體相通，將電解液均勻地分配到各個單體鋁-空氣電池中，結構如圖5所示。

2.4液流泵液流泵和泵液腔使電解液不斷循環(huán)，帶出反應中各個單體所產(chǎn)生的沉淀及產(chǎn)生的熱量。并且生成的沉淀也能在泵液腔中沉積，通過出液管將沉淀排出。液流泵的出液口與配液器的進液口相連，使電解液能源源不斷地在鋁-空氣電池系統(tǒng)中循環(huán)。

篇5

2，電氣設備的選擇

2，1照明光源的選擇

根據(jù)光源的光效、色溫、顯色指數(shù)、壽命和價格選擇高效節(jié)能型光源?，F(xiàn)在通常使用的T5、T8熒光燈管比以往的普通熒光燈管在單位功率上的光通量要大很多，這能夠有效的節(jié)能。

在室外環(huán)境設計中，水底燈、埋地燈、臺階燈等均使用LED光源。對于氣體放電燈等功率因數(shù)較低的光源，進行就地補償，補償后的功率因數(shù)不小于0.8。

2，2燈具鎮(zhèn)流器的選擇

自鎮(zhèn)流熒光燈配電子鎮(zhèn)流器，直管型熒光燈配電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，高壓鈉燈、金屬鹵化物燈配節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；在大電壓偏差的場所，宜配恒功率鎮(zhèn)流器；功率小者可配電子鎮(zhèn)流器。

2，3負荷計算及變壓器的選擇

2，3，1負荷計算

a，選擇變壓器容量時，一般應使變壓器的經(jīng)常性負載以在變壓器額定容量的60％為宜。選取容量和電力負荷相適應的變壓器，使變壓器設計的負荷率在80％左右。

b，根據(jù)負荷的性質(zhì)和工作的情況合理分配變壓器所帶負荷的回路。如：中央空調(diào)的負荷應和照明、動力負荷分開設置在不同的變壓器。因為，空調(diào)負荷在秋冬季節(jié)會停止使用，這樣空調(diào)變壓器便可以停止使用，有利于保證變壓器的運行負荷率。

c，負荷回路需要系數(shù)的選?。罕竟こ趟奚岵糠钟秒娋鶠閱蜗嗳藨?，由于學校的宿舍和住宅性質(zhì)的單身公寓不同，學生晚間在教學樓上自習的比較多，因此需要系數(shù)可以比單身公寓取的小一些，單身公寓一般需要系數(shù)取0.6～0.7，本工程學生宿舍的需要系數(shù)取值為0.5。投入使用至今沒有出現(xiàn)過不良狀況。

需要系數(shù)的選取對于經(jīng)濟比較發(fā)達和比較熱的地區(qū)一般按照設計手冊規(guī)定的值進行選取，其他地區(qū)可以按略低于規(guī)定的值進行選取。

d，變壓器同期系數(shù)的選?。罕竟こ淘谠O計過程中將教學樓和宿舍樓的用電負荷盡量均勻的設置在同一變壓器內(nèi)，由于一個學生不會同時出現(xiàn)在宿舍和教學樓內(nèi)，這樣計算變壓器時的同期系數(shù)可以選擇的小一些，本工程的同期系數(shù)取值一般為0.75～0.8。

合理的選擇需要系數(shù)及同期系數(shù)能夠有效的減小變壓器的設計容量，從根本上達到節(jié)能的目的。

2，3，2變壓器的選擇

在整個供電系統(tǒng)中，配電變壓器所占比重最大，因此選擇低損耗的變壓器對電力系統(tǒng)節(jié)能具有非常重要的意義。被中國節(jié)能協(xié)會作為“新型節(jié)能產(chǎn)品”予以重點推廣的SGBll一R系列卷鐵芯干式變壓器比SC(B)9系列產(chǎn)品年耗電量平均降低10.85％。由于SGB11系列變壓器的卷鐵心結構改變了傳統(tǒng)的疊片式鐵芯結構，使空載損耗降低20％～35％，空載電流減少60～80％。因此，SGB11系列變壓器在減少損耗方面起到非常重要的作用。這種產(chǎn)品性能價格比是目前變壓器產(chǎn)品中最佳的，從節(jié)能的角度考慮本工程優(yōu)先選擇了這種節(jié)能型變壓器。

2，4電纜的選擇

這里所指的能源并不應該單純指電能，而是自然界中存在的各種可再生和不可再生的能源的總稱，因此金屬的使用也納入了本文的討論范圍內(nèi)。在建筑電氣材料中用量最大的應該是電纜和電線了。如何能夠節(jié)省電纜和電線的使用量，也是節(jié)省能源的主要方面。

電纜截面選擇的方法主要有兩種；按照持續(xù)允許電流選擇和按經(jīng)濟電流密度選擇。當年最大負荷使用小時數(shù)相同的情況下，按后者選擇的電纜通常比按前者選擇的電纜截面大，這樣不利于節(jié)約金屬的使用量。

下面舉例說明。在線路較長的情況下，照明配電箱計算電流為42A，選擇配電箱上一級斷路器額定電流為63A，此時按持續(xù)允許電流選擇電纜并驗算了電纜電壓降的情況下，確定的電纜規(guī)格為YJV—1kV—5x16，而按照經(jīng)濟電流密度選擇電纜規(guī)格為YJV—1kV～4x35+1x16，很明顯后者選擇的電纜截面要大很多。

因此參照樣本上電纜載流量的值。按照經(jīng)濟電流選擇電纜截面的大小更能節(jié)約金屬使用量。

3，照明控制方式的設計

3，1充分利用天然光，并根據(jù)天然光的照度變化，決定電氣照明點亮的范圍。根據(jù)照明使用的特點，采取分區(qū)控制或適當增加照明開關點。如：一般辦公室和教室的燈具布置是按照平行于窗戶方向布置和控制燈具的，而書庫則是按照與書柜的水平方向布置并控制燈具的。

3，2公共走道燈具及應急照明燈均可采用聲光控開關。

本工程的綜合樓為二類高層建筑，走道照明均采用節(jié)能自熄開關，并對電梯廳和樓梯間的燈具采取了應急時能強制點亮的控制措施。圖1、圖2為應急時強制點亮控制原理圖。

3，3校區(qū)的室外環(huán)境電氣設計，根據(jù)不同的時間和不同的氣氛，設置了多種燈光場景，如：平時、節(jié)假日、重大節(jié)日等，開啟燈具的數(shù)量是不同的。平時則按后半夜和前半夜兩個時段開燈，每天進入后半夜時可關掉景觀照明，僅維持主要功能照明即可。

3，4對于大型的停車場、辦公樓、會議室和觀眾廳等場所還可以通過設置樓宇自動控制系統(tǒng)對燈具進行控制，從而達到節(jié)能的目的。

建筑電氣的節(jié)能措施還有很多方面，本文僅對此校園工程涉及到的方面進行了闡述。

4，結束語

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二、電子設備結構電磁兼容設計的目的

當今社會中，電子設備的正常運行，是基于電磁兼容的基礎上，電磁兼容能夠保證電子設備的運行不受電磁的干擾，就能夠很大程度上避免電子設備細節(jié)部分和個別部位的不良反應，使電子設備的性能達到最大化，提高電子設備的運行效率，提高整個行業(yè)的生產(chǎn)率。眾所周知，當前社會科學技術的不斷發(fā)展促進了電子設備應用的廣泛性，與各個行業(yè)各個領域息息相關，一旦運行的電子設備出現(xiàn)某些一時間不可解決的故障，就會影響整個行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展，極大地威脅整個行業(yè)的安全穩(wěn)定。因此，電子行業(yè)在設計電子設備的時候，首先要考慮到影響電子設備電磁兼容的條件和因素，考慮到電磁不兼容的種種跡象和表現(xiàn)，以盡快采用技術手段進行調(diào)整解決，以免電子設備投入使用后出現(xiàn)電磁不兼容的情況，影響電子設備的正常運行。電磁兼容，簡而言之就是控制電磁干擾，消除電磁干擾，使電子設備與其他的設備在特定的電磁環(huán)境中工作運行時，保證彼此的和諧穩(wěn)定，保證電子設備各部分性能的正常。一個可以投入廣泛使用的電子設備不僅不會輻射有害能量，而且也不會受到不相關的輻射影響。因此，電磁兼容設計的目的是為了電子設備的正常運行和廣泛應用，是當今社會電子行業(yè)發(fā)展的整體走向和目標。

三、電子設備結構設計中保證電磁

兼容的方法和措施在電子設備結構設計中，需要通過采用特定的技術手段保證電子設備的電磁兼容性，以減少甚至消除電磁干擾，避免部件受到不良輻射反應而損壞，降低電子設備的整體性能和運行效率，影響整個行業(yè)的發(fā)展。新型電子產(chǎn)品研究開發(fā)之初，首先要對電磁兼容有一個概念性的把握，并在后期研發(fā)的時候充分考慮到電磁兼容的影響因素，進行相適應的電磁兼容開發(fā)設計，避免重復開發(fā)和資源浪費。在設計之初采取措施保證電磁兼容是最最經(jīng)濟節(jié)約的方法，避免了后期維修調(diào)整的人力物力的浪費。現(xiàn)實生活中，很多已經(jīng)投入使用的電子設備如果出現(xiàn)電磁兼容問題維護成本極高，甚至根本沒有解決辦法，因此，電子設備的結構設計要做到未雨綢繆，減少不必要的麻煩和損失。目前，最常見的電子設備電磁兼容的方法有濾波、屏蔽、接地三種，這是有效消除電磁干擾的重要舉措。

1電磁濾波

電磁濾波，是常見的影響電磁兼容性的因素，是壓縮信號回路所致，并且會對頻譜產(chǎn)生嚴重干擾，電磁濾波的存在不僅能影響干擾源的發(fā)射，而且會有效抑制干擾源頻譜分量對其他設備元件如敏感設備、電路、元器件的影響。簡單地講，電磁濾波通過某種特定方式過濾信號中的特定波段頻率，這種方式能夠有效抑制干擾，因此，在處理電子設備結構設計中的電磁兼容問題時可以考慮在內(nèi)并加以應用實施。在電子設備的運行過程中，正在運行的電路會產(chǎn)生一些較強的干擾信號，這些干擾信號能夠通過電源線、信號線以及控制線等方式對整個電路產(chǎn)生巨大的干擾作用，因此，設置濾波電路已然成為當前公用電源線的發(fā)展走向和趨勢，這是保證電路安全穩(wěn)定，減少電路干擾，提高電子設備安全穩(wěn)定的重要方式。濾波電路的設置需要掌握一定的方法和技巧，鐵氧化體磁環(huán)\穿心電容、三端電容是最常見的選擇器件，是有效改善電路特征的重要元件。在濾波電路設置中，還需要保證所有的電源濾波器外殼與電子設備的接地點連接在一起。只有保證濾波電路設置的合理性，才能提高電磁濾波的效率和質(zhì)量，提高電磁兼容，保證電子設備正常運行和整個電子行業(yè)的發(fā)展。

2電磁屏蔽

電磁屏蔽是目前解決電磁兼容問題的最有效方法，電磁屏蔽的優(yōu)點是有效地將內(nèi)部電磁輻射控制在一定范圍，即限制內(nèi)部電磁越出既定的領域，與此同時，還能夠防止外部電磁輻射的入侵，切斷電磁波，減少不必要的損害。當前，電子設備出現(xiàn)的大多數(shù)電磁兼容問題都能夠通過電磁屏蔽這種技術解決，這種方式還能夠保證電路的正常工作。

2.1電磁屏蔽的作用

電磁屏蔽的作用是極大的，通過對兩個不同的空間區(qū)域進行金屬隔離，達到控制整個電場、磁場、電磁波的目的，使一個空間區(qū)域?qū)α硪粋€空間區(qū)域的輻射和感應控制在可控范圍。也就是充分發(fā)揮屏蔽物體的作用，將諸如電纜、元部件、電路、組合件甚至整個系統(tǒng)的干擾源包圍控制，阻斷干擾電磁場的對外擴散；與此同時，還需要充分利用屏蔽物體將系統(tǒng)、電路、電子設備有效包圍起來，以防止它們受到外界電磁場的影響。目前，電磁屏蔽技術是當前有效解決電磁輻射的方法，能夠有效保證電磁兼容，促進電子設備的正常運行。

2.2電磁屏蔽的注意事項

2.2.1電磁屏蔽的時候，一定要注意電磁屏蔽板的放置，一定要將其盡可能地靠近被屏蔽的機械設備，同時電磁屏蔽板要盡可能地與地面相接，這是有效發(fā)揮電磁屏蔽效果的關鍵，越靠近被屏蔽的器械元件，電磁屏蔽板所分布的電容容量就會相應地越大。

2.2.2電磁屏蔽板的時候，電磁屏蔽板的整體屏蔽效果還會相應地受到屏蔽板本身形狀的影響，實踐證明，屏蔽效果最好的的屏蔽板形狀是全封閉狀態(tài)，并且最好是金屬盒電場。

2.2.3電磁屏蔽的時候，電磁屏蔽板選擇材料的時候要求也很高，經(jīng)過實踐調(diào)查研究，良性導體材料是屏蔽效果最好的屏蔽材料，常見的有銅、鐵、鋁等，與此同時，還需要注意屏蔽材料的厚度，這個需要根據(jù)實際強度靈活把握，只要屏蔽材料的厚度符合強度要求即可。

3接地技術

電子設備結構設計的電磁兼容，還會充分運用到接地技術，接地，并不是字面上理解的與土地地面相連，而是為電源和信號提供回路和基準電位。接地技術的使用有一定規(guī)則和標準，而不是隨意的。接地技術的使用必須保證接地的安全性，電子設備所使用的金屬質(zhì)地的外殼一定要與地面相接，這是充分保障生命財產(chǎn)安全的重要舉措，還能夠確保電子設備的有效性和穩(wěn)定性，保障電子電路的正常運行，杜絕靜電損壞等不良情況的出現(xiàn)。接地技術的使用還包括工作接地，工作接地這種方式相信大家都不陌生，主要指的是單板，母板或系統(tǒng)之間信號的等電位參考點或參考平面，這些參考點或參考平臺相當于信號回流的安全性通道，原則上認為這個通道的阻抗性是極低的。在使用接地技術的時候，一定要保證工作接地的正常，因為他的好壞直接影響整體的信號質(zhì)量。因此電子設備結構設計中，熟練掌握工作接地的方法極為必要，不僅能夠最大限度地減少電路間的電磁干擾，而且確保了電子設備的電磁兼容，提高了電磁兼容的可能性和穩(wěn)定性。以下將簡單接受接地的主要目的。電子設備接地技術的目的很明晰，就是為了最大程度上減少甚至避免電路之間的彼此干擾。通常我們提到的接地技術的目的有以下三個：

（1）接地技術的使用能夠使整個電路系統(tǒng)中的單元電路有一個公共的參考零電位，這是保證電路系統(tǒng)穩(wěn)定工作必要條件。

（2）接地技術能夠有效防止外界電磁場產(chǎn)生的不良干擾。為了避免電荷形成的高壓引起電子設備內(nèi)部起火放電產(chǎn)生不良干擾，可以選用機殼接地，這樣可以使大量電荷得以釋放，這些積累在機殼上的大量電荷的排放可以減少電磁干擾，保證電子設備的正常運行。此外，要想獲得較好的屏蔽效果，還需要根據(jù)線路對屏蔽物體進行挑選，并為其選擇合適的接地，這樣才能保證電子設備的有效運行。

（3）接地技術能夠有效保證工作的安全性，如果發(fā)生直接雷電的電磁感應，可以有效保護電子設備，避免電子設備的意外毀壞；如果工頻交流電源的輸入電壓由于絕緣不良的原因與機殼直接相通的時候，可以有效保護操作人員的人身安全，以免發(fā)生觸電事故。因此，接地技術也是有效防止電磁干擾的重要方法，正確使用將會大大減少電子設備使用后的故障發(fā)生頻率，保證電子設備的正常運行，促進電子行業(yè)的發(fā)展。

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1.1采用高效節(jié)能光源

白熾燈過去用得最廣泛,因為它價格低廉,安裝維護簡單,它的致命弱點是發(fā)光效率太低,因此,目前常被各種發(fā)光效率高、光色好,顯色性能優(yōu)異的新光源代替。低壓鈉燈和高壓鈉燈的發(fā)光效率高,但由于色溫低,顏色偏暖,顯色指數(shù)在40~60之間,顏色失真度大,只能用在路燈或廣場照明顯色指數(shù)在60的高顯色性鈉燈可與汞燈組成混光照明燈,用于工廠或體育館的照明。發(fā)光效率很高的金屬鹵化物燈,三基色熒光燈及稀土金屬熒光燈,由于色溫范圍廣,3200K~4000K,光色選擇性好,顯色指數(shù)又高,可達80~95,顏色失真度小,尤其金屬鹵化物燈對人的皮膚顯色性特別好,因此廣泛用于商場、展廳、車站的候車室,航空港的候機樓以及舞臺的燈光照明。熒光燈是大范圍照明所普遍采用的光源。因其發(fā)光效率高、顯色性好是一種冷光源,而與之配套的電感鎮(zhèn)流器(如40W熒光燈)所消耗的功率竟有8W之多,而且對電壓要求高,質(zhì)量稍差的電感鎮(zhèn)流器噪音大,功率因數(shù)只有0.5,所以在大量采用熒光燈的場所,如果不配置電容補償器,就使得配電設備的效率降低。而電子鎮(zhèn)流器比電感鎮(zhèn)流器節(jié)能20%,功率因數(shù)達0.9以上。其節(jié)約的電能是相當可觀的。但在選擇電子鎮(zhèn)流器時,要注意產(chǎn)品的性能,有的產(chǎn)品為了降低造價取消防電磁干擾濾波器;降低諧波含量修正電路及軟啟動電路,看似售價低,若大量集中使用這種產(chǎn)品,會造成相互之間由于浪涌電流的沖擊,燒壞器件。而諧波含量不合要求,會造成中性線過熱引起火災。因此絕不能選用功能不完善的產(chǎn)品,否則,達不到節(jié)能的效果,還增加了投資。

1.2電路控制方式節(jié)電

對于長期需要開停,但又要按人流的多少自動調(diào)整照度的場合,在增加投資不多的情況下,對熒光燈可利用調(diào)電后的方式,固定幾級調(diào)節(jié),如北京地鐵采用澳大利亞的調(diào)光設備就是如此。對于住宅樓、辦公樓等公共樓梯間、樓道等應采用光感應延時開關,這不僅節(jié)約了電能,而且大大延長了燈泡的壽命。實踐證明,住宅樓梯間燈采用了以上開關后,更換燈泡的周期大大延長,而且燈泡容量受開關的控制也不會過大,杜絕了以往樓梯間使用大容量燈泡晝夜長明的浪費現(xiàn)象。

2．電力變壓器的正確選擇

變壓器的損耗包括空載損耗和負載損耗,即Pb=P0+B2Pk,式中Pb為變壓器的有功損耗,P0為變壓器的空載損耗,Pk為變壓器的有載損耗,B為變壓器的負載率。P0又稱鐵損,它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成,是固定不變的部分,它的大小取決于矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝。所以變壓器應選用節(jié)能型的,如S9、SL9及SC8型等油浸變壓器及干式變壓器。Pk

是功率傳輸?shù)膿p耗,即變壓器的線損,它決定于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,與負載率B的平方成正比。當B=50%時變壓器的能耗最小。此時,僅僅是為了節(jié)能而沒有考慮經(jīng)濟價值。其實變壓器實際運行的負荷率是很不均勻的,根據(jù)《變壓器允許過負荷系數(shù)的負荷率最大負荷持續(xù)時間關系曲線》可求得變壓器的過負荷系數(shù),所以在確定變壓器容量時,可按80%的負荷率選擇。若變壓器選擇容量過大,長期低于經(jīng)濟運行的負荷率,會造成有功損耗的上升,因為其鐵損并沒有減少。相反,容量過大,鐵損增大。為減小變壓器損耗,當容量大而需要選用多臺變壓器時,在合理分配負荷的情況下,盡可能減少變壓器的臺數(shù),選用大容量的變壓器。例如需裝機容量為2000kVA,可選二臺1000kVA,不選4臺500kVA。

3．減少線路上的電能損耗

低壓線路截面選擇的一般原則是按發(fā)熱條件、機械強度、電壓損失,并按熱穩(wěn)定校核其最小截面,當線路較長時,電壓損失較大,這時主要依*電壓損失的計算選擇截面。因為線路上的電流是不能改變的,要減少線路的損耗,只有減少線路電阻。線路電阻R=LSQ,即與線路電阻電導率Q成正比,與線路截面積S成反比,與線路的長度成正比。因此,減少線路的損耗應從以下幾方面考慮。

(1)應選用電導率Q較小的材質(zhì)作導線,一般選擇銅芯線。

(2)減小導線的長度,首先線路盡可能走直線,少走彎路,以減少導線長度;其次低壓線路應不走或少走回頭路,以減少來回線路上的電能損失;第三,變壓器盡量接近負荷中心,以減少供電距離。

(3)適當增大導線的截面,對于比較長的線路,除滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護的配合及電壓損失所選定的截面外,可適當再加大一級導線的截面,這樣可以延長導線的使用壽命,減少線路的損耗,減少火災危險,而且提高了供電質(zhì)量,并為負荷的發(fā)展留有余地。

4．提高系統(tǒng)的功率因數(shù)

線路上傳輸?shù)墓β史譃橛泄β屎蜔o功功率,有功功率是滿足建筑物功能所必需的,因此是不可變的,系統(tǒng)中的用電設備如電動機、變壓器、氣體放電燈中的整流器都具有電感,會產(chǎn)生滯后的無功,這就需要從系統(tǒng)中引入超前的無功相抵消,這時無功在線路上就產(chǎn)生了有功損耗,怎樣使這部分損耗降到最低呢?可以采取以下措施。

(1)提高設備的自然功率因數(shù),以減少對超前無功的需求,可采用功率因數(shù)較高的電動機,電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈加裝電容器。

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引言： 工程設計是基本建設的龍頭，設計文件是工程建設的主要依據(jù)，設計質(zhì)量是決定工程質(zhì)量的首要環(huán)節(jié)。我國工程質(zhì)量事故統(tǒng)計資料顯示，由設計原因?qū)е碌墓こ藤|(zhì)量事故占40.1；工程施工原因引起的占29.3；其它原因（如設備材料質(zhì)量問題等）引起的占30.6?？梢妼こ藤|(zhì)量實施三控的關鍵在于設計質(zhì)量控制。電氣工程也不例外?，F(xiàn)結合工程實例，對影響電氣工程質(zhì)量的主要的建筑電氣設計問題與對策進行討論。

2．影響工程質(zhì)量的幾個建筑電氣設計問題

合格的建筑設計應滿足七個質(zhì)量特性規(guī)定的要求，即功能性、安全性、經(jīng)濟性、可信性、可實施性、適應性及時間性。設計單位本應將通過了設計評審的合格的設計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設計文件都存在缺少或偏離質(zhì)量特性要求的缺陷。對電氣工程質(zhì)量造成影響的設計問題又主要表現(xiàn)在安全性、可信性（包括可用性、可靠性、維修性等）及可實施性的缺失或偏離。以下就幾個最常見的方面進行探討。

2.1設計違背或偏離設計規(guī)范的規(guī)定，安全性、可信性方面不執(zhí)行設計規(guī)范的現(xiàn)象相當普遍

例如某市政府大樓前花園廣場（包括廣場綠化庭院照明、草坪照明及廣場中心聲光噴泉）工程提交施工的電氣施工圖存在以下問題：未作電氣保護接地及等電位聯(lián)結設計；錯誤地采用TN―C低壓配電系統(tǒng)；噴水池未按規(guī)定選用應有防護等級的電氣設備及電纜。這樣的設計完全違背了規(guī)范規(guī)定的安全性要求，按圖施工必將留下嚴重的安全隱患。此前的1999年8月青島市某噴水池曾發(fā)生數(shù)人嬉水時被電擊致死的傷亡事故，正是由于設計失誤，水下燈具及潛水泵漏電而又未能及時斷電所致。監(jiān)理于施工前審圖時及發(fā)現(xiàn)了上述問題，通過業(yè)主要求設計單位嚴格按設計規(guī)范要求修改了設計。正確的作法是：戶外庭院及噴水池配電應采用局部TT系統(tǒng)或TN―S系統(tǒng)、并設置漏電保護（動作電流應不大于30mA），而不允許采用TN―C制；應設置完善的接地裝置，噴水池應做等電位聯(lián)結設計，而不能僅靠從大樓內(nèi)引出的一根PE干線接地；潛水泵及水下燈具應采用潛水電纜配電；0區(qū)電器設備應采用1P×8防護等級，1區(qū)應為1P×5等等。又如民用建筑低壓配電線路截面選擇問題。由于民用建筑用電負荷絕大多數(shù)為單相負荷，三相負荷不平衡必然導致中線通過不平衡電流；隨著電腦及各種家用電器設備的發(fā)展與普及，低壓電網(wǎng)高次諧波污染日益加劇，3次及其奇倍數(shù)諧波均構成中性電流。中線過電流并由此引發(fā)電氣火災的現(xiàn)象也日漸增多。為此，相關設計規(guī)范已規(guī)定“三相四線或二相三線的配電線路中，當用電負荷大部分為單相負荷時，其N線或PEN線截面不宜小于相線截面；以氣體放電燈為主要負荷的回路中，N線截面不應小于相線截面”，可見，民用建筑配電系統(tǒng)的干線，支干線及支線的導線截面原則上均應選擇N或PEN線截面與相線截面相同。然而監(jiān)理審圖發(fā)現(xiàn)當前仍有為數(shù)不少的民用建筑配電設計中仍沿用80年代前曾采用過的作法，選用的N或PEN線截面仍為相線的1/2甚至1/4～1/3。這也是最常見的電氣設計安全問題之一。再如，關于變配電所位置的選擇，相關設計規(guī)范都明確提出應考慮“設備吊裝及運輸方便”，這是保證可用性及維修性的基本要求。近年來我們負責監(jiān)理的不少高層建筑工程項目，其設置在地下層的變配電所及柴油發(fā)電機房的配置多違背了這個要求。比如某高層商住樓地下變配電所及發(fā)電機房，其運輸通路完全被冷水機組及地下水箱阻擋。施工安裝順序只能是先將變、配電設備及發(fā)電組安裝就位后再安裝冷水機組及水箱，而根本未考慮運行之后發(fā)變電設備檢修、更換的運輸問題；又如某高層辦公綜合樓地下變配電所與發(fā)機房，設置在一層某會議廳底部，地下層既未考慮必要的運輸檢修通道，也未設足夠?qū)挾饶苓\進設備的門框。當監(jiān)理審圖發(fā)現(xiàn)并提出這一問題時，設計單位的解答竟然是：原設計意圖是從一層會議廳處將變配電及發(fā)電設備吊裝就位后再澆筑該廳地板。這種意圖顯然是錯誤的，即使不考慮土建施工可能對已就位的電氣設備造成的損害，大樓投入運行后電氣設備的維修更換運輸是否只得撬開一層會議廳地板來解決呢！須知鋼筋混凝土框架結構建筑的合理使用壽命可達50年以上，而變配電設備的使用壽命僅為20年左右或更短，定期或故障維修周期就更短了。故電氣設計必須妥善考慮其運輸及維修吊裝通道問題。

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1引言

在當今的各種實時自動控制和智能化儀器儀表中，人機交互是不可缺少的一部分。一般而言，人機交互是由系統(tǒng)配置的外部設備來完成，但其實現(xiàn)方式有兩種：一種是由MCU力口驅(qū)動芯片實現(xiàn)，如鍵盤顯示控制芯片SK5279A，串行數(shù)據(jù)傳輸數(shù)碼顯示驅(qū)動芯片MAX7219等等，這時顯然MCU沒有LCD的驅(qū)動功能。另一種就是MCU本身具有驅(qū)動功能，它通過數(shù)據(jù)總線與控制信號直接采用存儲器訪問形式或I／O設備訪問形式控制鍵盤和LCD實現(xiàn)人機對話。這里的MCU主要有世界各大單片機生產(chǎn)廠商開發(fā)的各種單片機，其中TI公司的MSP430系列因其許多獨特的特性引起許多研究人員的特別關注，在國內(nèi)外的發(fā)展應用正逐步走向成熟。

2LCD簡介

LCD(LiquidCrystalDisplay)，即液晶顯示器。液晶顯示是通過環(huán)境光來顯示信息的，它本身并不發(fā)光，因而功耗很低，只要求液晶周圍有足夠的光強。LCD是人與機器溝通的重要界面，早期以顯像管(CRT／CathodeRayTube)顯示器為主，但隨著科技不斷進步，各種顯示技術如雨后春筍般誕生。LCD由于具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險、平面直角顯示以

及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢，逐漸占據(jù)顯示的主流地位。

LCD的類型，根據(jù)其分類方式的不同而不同。如根據(jù)LCD顯示內(nèi)容的不同可以分為段式LCD和點陣LCD。根據(jù)LCD驅(qū)動方式的不同可以分為靜態(tài)驅(qū)動和多路驅(qū)動。

3MSP430F44X簡介

MSP430F44X系列是TI公司最新推出的具有超低功耗特性的Flash型16位RISC指令集單片機[2]。該系列單片機性價比相當高，在系統(tǒng)設計、開發(fā)調(diào)試及實際應用上都表現(xiàn)出較明顯的優(yōu)勢。它主要應用在各種要求極低功率消耗的場合，特別適合用于智能測量儀器、各種醫(yī)療器械、智能化家用電器和電池供電便攜設備產(chǎn)品之中。

3.1系統(tǒng)結構

MSP430F44X的系統(tǒng)結構，主要包括：CPU、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、FLL+時鐘系統(tǒng)(片內(nèi)DCO+晶體振蕩器)、看門狗定時器／通用目的定時器(WatchDog)、ADCl2(12位A／D)、比較器A(精確的模擬比較器，常用于斜邊(Slope)A／D轉(zhuǎn)換)、復位電壓控制／電源電壓管理、基本定時器(BasicTimerl)、定時器(Timer-a和Timer-B)、LCD控制器/比較器(多達160段)、硬件乘法器、I/O口和串行口[4]。系列中各種具體的型號稍有差別。在本次設計中，具體選擇MSP430F449作為人機接口電路的設計具有許多獨到的優(yōu)勢。這一點，讀者可以根據(jù)TI公司相關的數(shù)據(jù)手冊進行比較。

3.2片內(nèi)外模塊特性

MSP430F44X具有豐富的片內(nèi)模塊，其明顯的特點是：具有48條I／0口線的6個并行口P1-P6，其中P1、p2具有中斷能力，同時具有2個可用于UART/SPI模式選擇的串行口(USART0和USARTl)；內(nèi)含12位的A／D轉(zhuǎn)換器ADCl2，快速執(zhí)行8×8、8×16、16×16乘法操作并立即得到結果的硬件乘法器；多達160段的LCD控制器／比較器，可以實現(xiàn)多種方式的驅(qū)動顯示；可以實現(xiàn)UART、PWM、斜坡ADC的16位Timer-A和16位Timer-B；非常靈活的時鐘系統(tǒng)，既可用32768Hz的鐘表晶振產(chǎn)生低頻時鐘，也可以用450kHz-8MHz的晶體產(chǎn)生高頻時鐘，同時還可以使用外部時鐘源或者用不同控制頻率的DCO；多達幾十kB的Flash空間，這樣數(shù)據(jù)既可以保存在片內(nèi)的Flash信息存儲器，也可保存在程序的Hash中的剩余空間。

4接口電路設計

4.1接口電路簡圖及說明

典型應用電路示意圖。在該圖中，LCD類型和鍵盤種類及數(shù)目的選擇、下拉電阻的數(shù)值大小都必須認真考慮，硬件設計要滿足一定的工作時序關系，復位時預留緩沖時間和懸空部分引腳，晶振的選擇要在適當?shù)臄?shù)值，必須保證交流驅(qū)動的頻率在30Hz-1000Hz范圍內(nèi)，其具體的情況請詳細參考TI公司的相關資料[3]。

4.2段型液晶顯示屏EDS820A簡介

一般而言，LCD分為筆段型和點陣字符型及點陣圖形型。筆段型主要是顯示數(shù)字，常用于計數(shù)、計量和計時；點陣字符型用于顯示數(shù)字和西文字符；點陣圖形型用于顯示圖形及字符。本設計中用到的EDS820A就是由西安新敏電子科技有限公司生產(chǎn)的筆段型LCD。是該顯示屏的各個引腳的邏輯功能表。

顯而易見，該產(chǎn)品EDS820A是5位的液晶顯示屏，它只有4個DP，用于顯示小數(shù)點；COM端也只有一個，所以該LCD與MSP430F449的管腳連接應該引起足夠重視.

5軟件設計

硬件連接電路圖為例，編寫了鍵盤控制及顯示程序，程序在IAREmbeddedWorkbench編譯通過。全部主程序包括詳細的發(fā)射和接收子程序，及初始化和等待鍵盤輸入轉(zhuǎn)換、顯示等等，值得注意的是發(fā)射與接收的控制要適當。

該程序是用匯編編寫的。程序?qū)崿F(xiàn)的是等待按鍵輸入，讀取鍵值，最后進行鍵值處理和顯示的功能。

檢測是否有鍵按下是通過KEY是否有高電平信號。平時，KEY為低電平，當有鍵按下時為高電平，它發(fā)送一個脈沖給單片機MSP430F449，當單片機檢測到該信號時，判斷按鍵的功能，從而進行相應的處理。

6人機接口電路在體內(nèi)電刺激器中的應用

醫(yī)學上，在進行疾病控制時，通?？梢酝ㄟ^電極以一定波形(如方波、正弦波等)、頻率、幅度、占空比等電信號對神經(jīng)或肌肉進行刺激，以使其支配相應的功能或肌肉產(chǎn)生收縮／舒張動作，從而有利于癥狀的減輕。由于不同部位的神經(jīng)或肌肉對電刺激發(fā)生的敏感水平不同，不同強弱和不同性質(zhì)的電信號所產(chǎn)生的刺激效果是不一樣的。我們研制的體內(nèi)電刺激器，可以產(chǎn)生手術時所需要的具有不同的頻率、幅度、占空比的不同波形信號。該儀器幅度、占空比準確，頻率穩(wěn)定，各參數(shù)均可以精確的調(diào)節(jié)。而且，由于使用了LCD顯示，它與單片機的連接簡單。LCD具有質(zhì)量輕、體積小、電壓低、功耗小、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點，其人機界面相當友好。但人機接口電路設計的優(yōu)劣直接影響到整臺儀器的使用效果。

篇10

隨著社會發(fā)展人們用電需求的不斷加大，建筑電氣的節(jié)能節(jié)能問題也逐漸進入到施工單位和用戶的視線。對于施工單位來說，采用節(jié)能材料和節(jié)能設計方案，有助于降低長期的建設成本、吸引更多的消費者；而對于用戶來講，具有節(jié)能設施的建筑物更能讓他們長期的電能，同時安全環(huán)保。

一、建筑電氣節(jié)能設計的原則與存在問題建筑電氣的節(jié)能設計是有則可循的，不能夠隨意而為?？傮w來說，建筑電氣節(jié)能設計應普遍遵循“貫徹實用、經(jīng)濟合理、技術創(chuàng)新”

的原則。

電氣節(jié)能設計在我國已經(jīng)受到廣泛重視，并已有眾多施工單位將前期投入著眼于節(jié)能設計的可行性和節(jié)能所能帶來的長遠利益評估上。經(jīng)過實踐與總結，發(fā)現(xiàn)目前我國建筑在電氣節(jié)能設計方面存在著以下幾點問題，有等解決。

首先，建筑電氣節(jié)能方面的文獻和規(guī)章編寫較少，缺乏統(tǒng)一的規(guī)范性文件。這就致使許多施工單位在進行建筑設計時各按所需，結果建筑電氣質(zhì)量良莠不齊。節(jié)能相關文件的編寫有等完整和完善，建議相關部門建立專門機構進行編寫，并根據(jù)目前市場上實際建筑物的具體操作情況進行分類和整合，以達到更好的節(jié)能控制與管理。

其次，目前仍然有少部分施工單位繼續(xù)使用國家明令禁止使用的淘汰產(chǎn)品，這些節(jié)能產(chǎn)品已經(jīng)不符合國家新的節(jié)能標準，在實際運用上仍然增加著電氣運行費用。國家不僅要有相關的措施出臺和完善，還要有監(jiān)察部門認真地監(jiān)督和排查，要抓現(xiàn)形，嚴懲治，逐漸規(guī)范我國節(jié)能設備的市場運行。

再者，部分施工單位的設計人員在進行建筑物設計時，只考慮施工單位的利益和需要，卻忽略了消費者對于電氣節(jié)能方面的需求，這就導致建筑物建成以后，消費者使用的不便。

設計人員應全面熟知不同類型消費者對被設計建筑物的訴求程度，同時要知悉建筑物整體的運行過程中能源管理的相關細節(jié)和進程，設計出一套用于內(nèi)部能耗核算的多層級耗能計量表，以備參考和查驗。

二、建筑電氣節(jié)能設計的措施

照明系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)是建筑物用電最主要的三大塊，我們根據(jù)這三大系統(tǒng)的各自特點來一一闡述建筑電氣節(jié)能在設計時的應對對策。

1．照明系統(tǒng)的節(jié)能措施。

照明系統(tǒng)，可謂是與消費者最為息息相關的電氣系統(tǒng)之一，消費者眼能看到、手能觸到、通過電表的顯示也能直接了解到電能的消耗量。同時，照明系統(tǒng)也是電氣設計中涉及面較廣的一個部分，它涵蓋了房屋內(nèi)部、通廊過道、小區(qū)內(nèi)外部等。對照明系統(tǒng)的節(jié)能設計，旨在保證人們可視度和視覺舒適度的要求，并且在保證照明器材質(zhì)量的前提之下，盡可能降低照明系統(tǒng)內(nèi)對光能的無謂損耗，最大限度地利用好光能。

照明系統(tǒng)的節(jié)能可以有以下幾種途徑：

（1）要選擇相對高效的光源來進行設計。

按照照明設計的規(guī)范文件，對各個不同場所的照度標準、照明功率密度、視覺要求等進行嚴格控制，從另一個角度來說，控制好照明規(guī)范的各個條款，就是要從單位面積上限制好安裝燈具的功率消耗。最好在保證照明質(zhì)量的前提下選擇高效發(fā)光或緊湊型的熒光燈進行照明，這類燈具相比于普通白熾燈具有更好的節(jié)能效果。我們以緊湊型熒光燈為例做出比較：

表1-緊湊型節(jié)能熒光燈與白熾燈技術參數(shù)比較節(jié)能燈的功率

（W） 5 8 12 16 20 23

光通量（lm） 225 400 650 810 1100 1330

壽命（h） 6000 6000 6000 6000 6000 6000

等效的白熾燈

功率（W） 25 40 60 75 100 120

由表數(shù)據(jù)可見，緊湊型熒光燈節(jié)電率更高。再加上它自身使用方便等特點，目前已經(jīng)成為建筑電氣節(jié)能設計中的首選燈具。

當然，一些大型廠房、體育場館等的照明不適用于熒光燈，一般可選用高壓鈉或金屬鹵化物等高效氣體類發(fā)光燈具。

（2）照明方式的選擇很重要，要做到合理與便捷。電氣設計人員與建筑物設計人員是緊密相關的，電氣設計人員在設計時一定要參考建筑物的整體規(guī)劃和窗體朝向等進行節(jié)能的安排，必要時候，可以對建筑物設計人員提出相關意見與建議。自然光是最為有利于身心和日常生活的可再生能源，有效利用自然光，可以幫助施工單位大大減少電氣能源的消耗。設計人員要注重自然光與室內(nèi)照明的合理結合，既能保證人們的日常用光，又能有效節(jié)約照明設備的使用與供應。同時，根據(jù)自然光所能達到的光照效果，設計合理適用的燈具照度，在自然光效較好的建筑群中，可適當減小照明設備的照度，從而降低能源消耗。另外，所自然光照位置、強度等，可以適當?shù)胤謪^(qū)安排照明設備，不均勻布光或者使用混光照明。

（3）注意照明控制方式的設計。設計人員可以根據(jù)布光的不均勻程度，適當增加照明控制開關，減少消費者全光照明的機率，通過照明設備開關引導使用者哪里用光就點這哪里，有效減少發(fā)光設備的同時使用數(shù)量。另外，根據(jù)建筑物的不同設計不同類型的開關，以便整體控制。比如在學校、賓館、體育館等地，可以對走廊、公共活動區(qū)域的照明進行統(tǒng)一布控，使用同一開關進行控制，設專人根據(jù)天氣情況或時間變化進行光照控制，減少光能的浪費。

（4）電氣附件的選用也要節(jié)能。日常施工和設計過程中，相關人員更關注于照明燈具的節(jié)能減耗，卻忽略了電氣附件也是耗能過程中的一個重要環(huán)節(jié)。以小見大，電氣附件的日常耗能積累起來，也是一筆不小的數(shù)目。一般而言，熒光燈的電感鎮(zhèn)流器功率為燈管額定功率的20％，而相比之下，高強度氣體放電燈(HD)的電子鎮(zhèn)流器則僅為燈管額定功率的15％左右。更實際的是，氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器要比熒光燈的電感鎮(zhèn)流器更為輕巧，并且噪音小、無頻閃、升溫速度也慢。比較下來，電子鎮(zhèn)流器的節(jié)電能力要遠遠大于電感鎮(zhèn)流器，因此在選用氣體燈具的地方，選裝電子鎮(zhèn)流器更為實用節(jié)省。

2．動力系統(tǒng)的節(jié)能措施。

電動機是動力系統(tǒng)的動力源泉，無論是家電還是大型電力設備的使用，都離不開電動機的使用。電動機的電力消耗是相當大的，如果在電動機的運轉(zhuǎn)與用電上節(jié)約能源，則可以為建筑電氣節(jié)能提供更具成果性的幫助。要想減少電動機的耗能，最好從提高其工作效率上入手?？梢钥紤]采用以下幾種方法：

（1）根據(jù)電動機的不同負荷特征來選擇使用型號。要根據(jù)施工環(huán)境對電動機負荷需求進行評估，避免選用負荷過大或過小的電動機型號。

（2）積極選用高效率的電動機。盡可能地減少電動機的空載和負載消耗，提高工作效率。

（3）改進電動機的控制方式，提高其在運行過程中的效率。比如交流電動機可以選用變頻調(diào)速的方式，或者是在壓縮機、電梯等機械設備上使用變頻器等。另外要注重產(chǎn)品質(zhì)量的控制，保證電能消耗的計算與實際應用符合。

3．供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施。

這主要提在運輸、轉(zhuǎn)換等過程中進行節(jié)能減耗的方法。主要有以下途徑：

（1）慎重選用供電電壓。在相同的供電情況下，電壓越高，電能的損失越少。

（2）選用簡單的供配電系統(tǒng)，選購時注重產(chǎn)品質(zhì)量。

（3）變壓器容量選擇合理，變壓器使用數(shù)量據(jù)實際建筑物所需采購，不可浪費，也不可缺少。

（4）電纜電線的截面是否符合電流密度，也直接影響著節(jié)能情況。

（5）整體功率因素的把握，適當情況下可提高功率因素。