本设计主要介绍的是基于单片机的电子导游讲解器系统的 设计方法,以AT89C52为主控制系统,通过无线编码发射和无 线接收译码电路来识别景区中的不同景点。
一、 导游器系统的硬件设计
系统原理框图如图1所示,其工作原理:电路采用无线编码 发射和接收译码电路来识别景区中的不同景点,把接收的识别信号送往单片机,通过单片机处理来控制液晶显示模块和语音模块。液晶显示模块显示游客所在景区的位置,而语音模块根据 自身的特点设置成具有多语段录放音功能,通过单片机控制来播放介绍各个景点的特点。
1.1无线发射与接收模块设计
无线发射与接收模块电路如图2、图3所示,采用P1.2262/ 2272作为编解码芯片。PT2262/2272是一种CMOS工艺制造 的低功耗低价位通用编解码电路,最多可有12位(A0一A1 1)三态地址端管脚(悬空、接高电平、接低电平),任意组合可提供 531441地址码,P-r2262最多可有6位(Do~D5)数据端管脚, 设定的地址码和数据码从17脚串行输出。
1.2 AT89C52单片机控制电路的设计
单片机最小系统如图4所示,该模块是整个系统的核心部分,在各个模块中起到桥梁连接的作用。
1.3 K)(M12864J一3液晶显示模块电路设计
液晶显示模块中的液晶显示器是采用带KS0108控制器的KXMl2864J一3(如图5所示),KXMl2864J一3是128×64点阵型液晶显示器,共有128列64行,可显示各种字符及图形。当 单片机接收到无线接收模块送来的信号,P1口的其中一个管脚变为高电平(PI初始值为0×00)。通过单片机处理后,从PO口将处理后的信号送到液晶显示模块显示,因PO口内没有上拉电阻,为了使系统正常工作,就给PO口的每个引脚都加上上拉电阻,这样就可以实现A.r89C52单片机来控制液晶显示模块显示相应的地图。
1.4语音模块设计
语音模块中的语音芯片是采用APR9600作为录放音芯片。 如图6所示,将电路板上拨码开关的S3开关置1,S2开关 置1,S4开关置1,这样就构成八段并行控制。模式置好后,将拨 码开关的S1开关置0即是录音状态,闭合开关M1即听“嘀”一 声。板上红色的LED指示灯亮起即开始录音第一段,松键时又听到一声,LED指示灯熄灭即录音停止。闭合开关M2一M8即可录相应段.录满时指示灯熄灭并响“嘀嘀”两声。录音时,外部音 频信号可以通过驻极体话筒输入,但稍微会受到外界噪声等于扰;如果音频信号幅度在lOOmV左右,可以直接接入线路输入端,由内部滤波器、采样电路处理后以模拟量方式存入专用快闪存储器FLASHRAM中,播放出来的音质较为清晰。将拨码开关的S1开关置1即是放音状态,当单片机接收到无线接收模块送来的信号,P1口的其中一个管脚电平就会发生变化,通过单片机处理来控制语音模块播放相应的语段。当按K0时,即P1.0 为高电平时(P1初始值为0x00),P3.0为低电平即放音第一段, 放音期间P3.0又为高电平即停止放音,如果P3.0一直为低电平,即循环放音第一段直到P3.0变为高电平。同理,按下K1、 K2、K3。P1.1一P1.3分别控制语音模块其他相应段;
二、导游器系统的软件设计
单片机系统的程序设计有其自身的特点,首先,单片机的系统与应用程序密不可分,必须放在一起考虑;其次,在单片机系统中,硬件与软件紧密结合,软件直接操作硬件。最后,在很多时候,软件可替代硬件功能,如延时等。
2.1主程序设计及流程图
主程序流程图如图7所示,电路采用无线编码发射和接收译码电路来识别景区中的不同景点,把接收的识别信号送往单片机, 通过单片机处理来控制液晶显示模块和语 音模块。
2.2部分子程序设计
2.2.1系统延时子程序
系统延时主要通过软件来延时,下面是 一个以lOms为单位的自定义延时程序。程序如下: void Delay_xlOms(uchar DelayTime) { uchar i.j.k: for(i–O;i<DelayTime;i++) for(j=O;j<3;j++) for(k=0:k<120:k++)
三、 sTATCOM仿真模型的建立
根据数学建模方法构建一个STATCOM仿真系统进行仿真, 通过分析STATcOM在系统暂态故障过程中对电力系统的调节作用来说明它的强大功能。仿真时输入为三相瞬时电压,输出为系统电压有效值U8和 SW盯COM输出电压与系统电压之间的相角差8。对用数学模型表示的STATcOM,可利用S—Function编写其数学模型的状态方 程。然后利用SIMULINK模块库封装产生一个与S—Function相对应的对话框,如此便能建立一个能与SIMULINK模块库一起使用的新模块。这个仿真模块的输入为系统电压的瞬时有效值U。和 SmITCOM输出电压与系统电压之间的相角差8,输出为s]-AT. COM在d—q坐标系下的电流,最后再把它转换为三相电流。
四、SW汀COM对电力系统影响的仿真研究
为了验证仿真模型的正确性和有效性,将模型接入单机无穷大系统,研究它在电力系统暂态稳定问题中对系统的调节作用。 仿真时采用系统线路发生两相短路来模拟。假设系统一条线路在 0.3s发生瞬时短路,在0.45s切除,记录发机端电压、功角的动态 特性曲线,图4所示是PI控制和多目标控制仿真图的比较。 从仿真结果可以看出,在系统发生两相短路瞬间,系统很快失去同步,投入传统PI控制的sTAl℃OM后,发现在故障发生 过程中,发电机机端电压、功角曲线发生波动,但是机端电压的振荡幅度与功角摇摆幅度显著减小,在6-8s之后系统基本稳定。说明了采用sTATCOM在维持系统电压稳定和提高电力系统的暂态稳定极限上发挥了很大的作用。而使用多目标控制器能使发电机转速在2s内趋于稳定,并且达到PI控制在10s才能达到的效。从而验证了本文所设计的多目标控制器的可行性和优越性,同时也验证了文中所建立的sTATCOM仿真模型的正确性。
五、结束语
控制方法是目前sTATcOM研究的重点与难点。文中以装有S丁ATcOM的单机无穷大系统为例提出了静止无功发生器的 MATLAB仿真模型和仿真方法,为更好地评估sTATCOM的性 能,进一步了解sTATCOM的动态工作情况及其对电力系统的影响提供了有力的工具。通过具体实例仿真模型展现了 S”汀COM在电力系统应用中所起的重要作用,并比较验证了 多目标控制方法的优越性。但文中对STA丁cOM的设计是在电网电压理想化的基础上进行的,即电网电压为三相对称正弦电 压,如何在不对称电压下进行多目标控制将是今后值得研究的一个重要方面。