基于ATmega128单片机的CAN总线接口设计及应用

从CAN总线的工作原理出发,简要阐述了CAN独立控制器SJA1000、CAN收发器TJA1050和AVR单片机AT-mega128的特点,着重介绍了一种基于该单片机的CAN总线的硬件接口电路及软件驱动方法。通过国家863计划项目《天然气和垃圾填埋气燃烧发电在热气机上的应用研究》的实际应用验证了此方案的可行性。     

基于ATmega128和CH374的USB接口设计

针对嵌入式MCU的USB接口需求,提出了以ATmega128为微处理器,采用USB控制器CH374,用SPI串口方式设计了一款USB接口,以解决嵌入式MCU与PC机进行通讯问题。文中介绍了该接口的硬件电路和软件设计方法,充分利用南京沁恒公司提供的资源,大大降低了软件设计的难度,提高了工作效率。在1KW碟式斯特林太阳能热发电装置中得到了应用,实践证明,该USB接口工作稳定、可靠,成本较低,取得了良好的应用效果。     

基于单片机的自由活塞制冷机测控系统设计

为了实现对自由活塞斯特林制冷机相关参数的测控,开发了一套基于HCS12单片机的测控系统,该测控系统采用MC9S12DG256单片机,选取了合适的传感器测量压力、温度、电压和电流等参数。采用PC机作为上位机,使用组态王软件设计了人机对话窗口。为了保证制冷机安全可靠运行,采用反电动势控制策略实现制冷机直线电机行程控制,采用快速制冷与温度PID控制相结合的控制策略实现制冷机冷端温度的控制。其经验可以用于其它类似的测控系统的研制工作。     

基于单片机的热气机监控系统设计与实现

为了实现对热气机加热端管壁温度和燃烧室压力的监控,以PIC18F6722单片机作为控制逻辑算法核心设计了热气机监控系统,文中介绍了监控系统的整体设计、控制策略、硬件和软件设计等设计方法,还采用PC机作为上位机,使用组态王软件设计了人机对话窗口;监控系统在热气机发电机组实际使用中,采用PID控制完成了热气机加热端温度控制,其控制精度为±5℃;通过穿越逻辑控制与二进制相结合的方法成功实现热气机燃烧室压力控制,将其压力控制稳定在2.8±0.025 MPa内,同时还将排气阀使用时间提高了6倍;该监控系统也可为热气机性能仿真、优化设计和热气机性能优劣判定提供了相关数据.     

碟式斯特林太阳自动跟踪控制系统设计

针对碟式斯特林太阳能热发电中的太阳跟踪问题,提出了基于GPS的开环程序粗跟踪和四象限硅光电池跟踪校准的闭环跟踪解决方法。以ATmega128单片机为主控制器,根据GPS模块和反馈装置获得的信息,控制碟转向机构的水平、俯仰两个方向运动,实现对太阳位置的跟踪,形成了一个精度高、受环境影响较小的闭环控制系统,能够保证碟式聚光器的光斑始终落在斯特林发动机的接收器上。     

燃烧垃圾填埋气发电的热气机燃烧系统的开发应用

垃圾填埋是目前世界上主要的垃圾处理方式.填埋产生的填埋气如果直接排放到大气中会带来环境危害,但填埋气富含甲烷,是很好的可再生能源.热气机采用外部燃烧方式,非常适合燃烧填埋气,尽管填埋气具有浓度变化大、热值低和腐蚀性强等特点.而且热气机对气体前处理要求低,可以节约系统造价.针对热气机连续燃烧的特点,采用稀薄燃烧和燃气再循环技术,开发了一套新型旋流扩散燃烧系统和燃烧控制系统,并通过在垃圾填埋场的现场试验验证了该系统的有效性.     

斯特林发动机在钠冷快堆核电源上的应用控制策略

针对钠冷快堆液钠供热与斯特林发动机做功之间的时间迟滞问题,以及运行中的管壁温度不低于250 ℃、出口液钠温度不高于420 ℃的控制要求,通过分析斯特林发动机控制模型,提出在启动时采用分段速过渡过程控制策略。在运行发电时先建立钠冷快堆液钠流量与斯特林发动机工质压力关系识别控制模型,进一步使用微分提前补偿控制策略;在停车时先降低斯特林发动机转速,采用定时定量策略控制斯特林发动机工质压力后再进一步控制转速降低至零。试验结果表明,控制策略方法可实现钠冷快堆核电源斯特林发动机热电转换模块的安全运行,且发电效率达到24.5%,与理论值基本一致,该控制策略具有一定的实用性,有利于斯特林发动机在核能领域的推广使用。     

离网型斯特林异步发电技术研究

根据斯特林发动机和异步发电机的特点,采用串联结构的异步发电模式,通过三相PWM全桥变换器解决了离网型斯特林发电系统的起动和发电问题,实现起动／发电双功能,使功率双向流动。系统电机控制采用带端电压补偿的V／f控制策略,对蓄电池采用DC—DC桥臂进行独立控制,稳态时保持蓄电池缓慢充电,在负载突变时,蓄电池相应放出或吸收能量,缓冲发动机的能量调节过程。仿真和实际示范应用证明了本系统的正确性和可行性。     

基于单片机的CAN-USB通信转换模块的设计与实现

针对CAN总线与USB接口通讯协议标准互不相融的问题,提出了以ATmega128为微处理器,采用CAN总线控制器SJA1000与USB总线控制器CH372设计了CAN-USB通信转换模块,以解决CAN总线与PC机进行通讯问题,文章中详细介绍了该模块的工作原理和实现方法,即通过软件硬件相结合实现信号特性和通讯协议的转换,从而完成两者之间的信息传输;为了克服CAN总线容易受到外界干扰的弱点,使用了6N137进行隔离;通过国家863计划项目《天然气和垃圾填埋气燃烧发电在热气机上的应用研究》的实际应用验证了此方案的可行性;具有一定设计参考价值。     

高效能多核处理器芯片功耗测试及其DVFS调度算法研究

针对处理器纳米级工艺快速发展，使高效能多核处理器芯片上集成晶体管，进而导致高效能多核处理芯片功耗大幅增加的问题，研究设计了一种双阈值功耗自适应的DVFS调度算法。该算法采用两级阈值调节配合功耗自适应实现了对高效能多核处理器的功耗优化，相较于传统的单阈值调节方式，该算法调节CPU的方式更科学有效。在大部分测试程序中，该算法的性能可保持在90%以上，最大功耗优化比例可达到35%以上。