摘 要

随着现在人工智能化的发展,人们对于工业的智能化、机械化越来越重视,而在当前工业生产过程中,电动阀门也是十分重要的基础设备,在各行各业中都起着十分重要的作用。电动执行器的主要作用是通过控制交流电机运动从而控制阀门开度的变化,并将开度及执行器状态实时显示出来。人类对大自然资源的充分利用使得太阳能供电技术得到大力发展,采用太阳能供电能够大大减少生产成本。本设计采用可再生能源太阳能提供电能，作为动力接通电动阀门执行器最终实现对阀门开度的调整,使用EM78P372k作为主控芯片以便满足系统需求和提高控制精度,与433mhz无线模块通信,并实现低功耗待机以及WDT临时唤醒。

关键词：电动阀门执行器，太阳能供电，低功耗待机，WDT临时唤醒

Solar power valve actuator design

Abstract

At present, with the development of artificial intelligence, intelligent people, industry, mechanical, and pay attention to in the process of industrial production, and the electric valve is a very important basic equipment in the field, each field is a very important role.The main function of electric actuator is to control the change of valve opening by controlling the movement of ac motor and display the opening and actuator status in real time. The full utilization of natural resources by human makes great progress in solar power supply technology. The adoption of solar power supply can greatly reduce the production cost. This topic with solar energy to provide electric energy as power to drive through to actuator valve switch, adjust action, the valve use EM78P372k as main control chip in order to meet the system requirements and improve the control precision, and 433 MHZ wireless communication module, and achieve low power consumption standby and WDT temporary awaken。

Key words: electric valve actuator, solar power supply, low power standby, WDT temporary wake up.

目录

1 绪论 1

1.1 总体方案规划及设计说明 1

1.2国内外发展现状及趋势 1

1.3研究目的和意义 2

1.4文章安排 3

2 硬件设计 4

2.1总体设计 4

2.2通讯模块 4

2.3 主控芯片 5

2.4充电电路 7

2.5稳压电路 8

2.6电机接线 9

2.7 本章小结 9

3 软件设计 10

3.1 设计思路 10

3.2仿真模块 10

3.3主程序流程图 10

3.2 程序初始化 11

3.3 通讯协议 12

3.4 唤醒程序 15

3.5 本章小结 15

4 总结与展望 17

5 致谢 18

参考文献 19

附录： 20

原理图： 20

程序： 20

1 绪论

1.1 总体方案规划及设计说明

本课题设计的使太阳能供电阀门执行器,根据老师给的设计任务书,将会涉及模拟电路、数字电路、微机原理、单片机原理、自动控制理论、数控技术、传感器与测试技术、VC 语言编程等等知识,综合运用,完成设计。

任务书中要求阀门不工作时低功耗待机,所以在主控芯片上选用义隆公司生产的EM78P372KSO16A芯片,此芯片是采用低功耗高速CMOS工艺设计的八位微控制器。利用EM78P273的IO口,模拟SPI同步串口,与433MHz无线模块通信,本课题选用SI4438TR-GC无线模块，此芯片功耗低满足任务书中的要求，并且接收信号的距离远，体积小，稳定性高，与遥控器通信方便快捷。根据要求设计出接口电路,并且编写模拟程序。在工作时,两个芯片对电压都有限制,所以加上TP4056充电模块和HT7536稳压芯片，通过充电电池给TP4056充电达到所需电压,充电电路输出3.7V电压,充电给锂电池,此时需要通过稳压电路将电压稳定在3.3V,,输出3.7V的电压经过稳压芯片稳定成3.6V的电压输出给主控芯片和通信芯片。

本课题会通过Altium Designer软件进行设计,设计并画出原理图以及PCB图,并在此图中修改和完善。在这个之后在eUIDE软件上进行编写程序和进行仿真调试。

这次毕业设计为时16周,我们将经历整个设计的过程,从选择芯片,到设计方案和设计原理图，封装形成PCB图,焊接电路板，最终调试，这无疑是一个巨大的挑战,却对我们有巨大帮助,让我们知道如何规划一个完整的方案,如何计算成本,通过在最低的成本完成最好质量的产品。

1.2国内外发展现状及趋势

随着科技的不断发展进步，工业技术水平的提高，智能化在生产运行之中越来越重要。在燃气、石油等管道输送系统运行中需要完成复杂的运行控制,电动阀门的应用就变得极为重要。在管理系统中电动阀门能够控制调节介质的流量,协调整个系统的生产运行。

我国电动阀门执行器的研制一开始是通过仿制前苏联的有触电的低级执行机构,进入80年代以来,电子技术的迅速发展带动了电子执行器的发展,无触点的DKJ型和DKZ型电动执行机构开始拼接结构简单和经济适用等优点进入市场并被众多大型国企所使用,进入21世纪后,现代工控计算机的发展,微型计算机技术被普遍应用,电动执行器也同时实现智能化,其可靠性精度等性能大大提高!例如上海光辉自动化阀门有限公司的RQM系列智能电动执行器就实现了智能控制,较高的防护等级,较高的控制精度,稳定等优点,位置控制的基本误差在1%左右,重复性误差lt;1%。然而国内的很多电动执行机构采用的多是国外的先进技术,因此与外国的现金智能执行器相比较,国内电动执行机构依然是比较落后的,在一些对控制要求较高的生产或者实验中,还不是十分可靠的。所以,我国国产电动执行器必须在控制上下功夫,才能实际的提高我国电动阀门的水平。