电子电工技术应用与发展.docxVIP

电工电子技术应用与发展电子技术的日新月异，使我们的生活更加方便、快捷。任何一个 领域，技术总是在不停地向前发展。而随着技术的发展，新的产品应 用也会跟着出现，然后成熟和普及。正如在显示器领域，由球面 CRT 到纯平 CRT，由纯平 CRT 到如今主流的 LCD 液晶显示，而 LCD 汉字滚 动显示更是应用广泛。 本文设计了一种以 AT89C51 单片机为核心的低 成本、高精度、微型化 LCD 汉字滚动显示系统，并使用一些常用芯片 如：AMPIRE12864、SMG12864A 等。系统由单片机、外围电路、单 片机最小系统以及显示电路构成。本系统具有易安装检测、软件功能 完善，工作可靠、准确度高等优点。 本文论述了由单片机控制的 LCD 汉字滚动显示系统的基本原理， 并阐述了运用 Proteus 软件实现系统的设计与仿真以及该系统所应 用的领域。 1.1.1.1. 首先在20世纪影响人类最大的工程技术评选中，电力系统高居第一位，电子电力的重要作用就引起了我们的关注。正是由于电子电力技术的发展，使得我们的各项技术都有了其基本的发展基础。 电力电子技术与电子学、电力学及控制理论等三个学科联系紧密并且分为信息电子技术和电力电子技术。其中电力电子技术是指利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术是由电力电子器件、交流电路和控制技术三个部分组成；主要有两大分支分别是电力电子器件制造技术和交流技术。而电路理论则是电力电子技术的核心和理论基础。电力电子技术的特点主要有：集成化、高频化、全控化、数字化。电力变换分为整流（交流变直流），直流斩波（直流变直流），交流电力控制变频、变相（交流变交流），逆流（直流变交流）四类；另外还有控制电路、驱动电路、缓冲电路和保护电路等辅助电路。 电力电子技术的应用主要有以下几个方面：一般工业、交通运输、电力系统（高压直流输电）、电子装置电源家用电器、新型绿色能源等。电力电子技术的作用主要来说有：优化电能使用，改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业，电力电子技术高频化和变频技术的发展（变频空调），电力电子智能化。这些作用具体可以表现在这些方面：可以取代非常大一部分一次性能源的使用，减缓了地球能源枯竭的压力；其次精密的电子器件的应用亦使得我们的电力系统能够高效的运作，将能源的耗费降到最低；推动信息与功率的结合，从而在工业设备、电网等地方进行改革，从而推动工业的进一步发展。 2.2.2.2. 电力以其不可比拟的优越性，而为大家所广泛利用。主要有三个方面的特点：它便于转换、便于输送、便于控制。便于转换：任何的能源都能够通过一定的方式转换成电能；便于输送：高压输电减少耗能且易于分配，同样还可以以电磁波等方式传输；便于控制：数控方式，能精确反应电能需要，从而合理地调配电源，控制稳定。 电路是对电力电子技术的重要基础。电路具有以下几个作用：实现能量转换和传输，信号的传递和处理，测量和储存信息。电路是有三部分组成：电源，中间环节（很多电路的构成都是在这个环节确定的）和负载。正弦交流电是现代电路输电的主要代表。其电动势随时间呈正弦变化，包含电动势最大值、角频率和初相位三个要素。电路主要由三种元件构成，分别为电阻元件、电感元件和电容元件。电感元件中电流不会突变而电压可以发生突变，且不消耗有功功率，与电源之间存在能量交换即具有储能作用（磁场能），应用于电磁炉等；电容元件由两片金属板组成来存储电荷，使得电路中的电流可以发生突变并遏制电压的突变，它具有“通交流，隔直流”的作用，同样，电容不消耗功率，与电源之间存在着能量交换即具有储能作用（电场能），应用于静电喷雾等技术上； 三相交流输电成为了最广泛的现代输电方式，在于它省材料，性能好，效益高。另外在电能输电方面高压直流输电与高压交流输电的对比中，我们又看到了原本被否认的直流输电又比交流输电有了更多的优越性，不排除将来仍有走直流输电的可能性。 3.3.3.3. 半导体的本质还是载流子导电的物质，也就是说半导体是依靠自由电子和空穴两种载流子导电的物质。本征激发产生的两种载流子总是成对出现的。实际上，在自由电子空穴对产生过程中还同时存在着复合过程，这就是自由电子在热骚动过程中和空穴相遇而释放能量，造成自由电子空穴对消失的过程。还有一种半导体是通过在本征半导体中，掺入一定量的杂质元素，称为杂质半导体，根据掺入的杂质不同又分为P型和N型两种。 半导体中只有自由电子一种载流子，它在电场作用下产生定向的漂移运动，形成漂移电流。因浓度差引起载流子的定向运动称为扩散运动，其相应产生的电流称为扩散电流，大小与浓度梯度成正比。 半导体技术的发展推动了二极管的产生，使其在生活上得到了广泛的应用，特别是在一些不可逆电路上，二极管发挥了巨大作用，但此时的二极管只有其原始的特征而缺乏可控性，所以无法达到控制电路的需要。我们所需要的是一种可关断的器件来控制电流的流向，所以晶闸管的产生便解决了这一问题，它不断地发展，成为一种高级的电力电子器件，为电路的控制提供了技术保障。 4.4.4.4. 整流电路就是把交流电变为直流电的电路。根据分类依据的不同可以分为多类。按照组成器件的不同，可分为不可控、半控和全控三种电路；按照电路结构的不同，可分为桥式电路和零式电路；按照交流输入相数的不同，可分为单相电路和多相电路；单拍电路和双拍电路（或单向和双向，按变压器二次侧电流的方向）。 在利用功率二极管的整流电路中，电感的容量应该足够大，而且功率二极管的特性设为理想，这个电路是不可控的。相控整流电路中可分为：单相半波可控整流电路 单相桥式全控整流电路三相半波可控整流电路三相桥式全控整流电路。 整流电路可为UPS提供技术支持，UPS在电路阻断时起到了极大的作用。UPS的应用，使得我们可以解决突然断电的情况下，能够保证相关电器的短暂运行，使得重要的数据能够被完整的保存下来，避免一些不必要的损失。特别是在银行、电网等大型企业中，断电意味着可能造成自身或者客户的重大损失，所以UPS的重要性得到了认可。而它主要是由整流和逆变电路组合而成的，而电源的供应可以用两个方法，一是市电对蓄电池充电，二是由柴油机进行供电，后者得到了比较广泛的使用。通过这两个电路的组合，我们可以使电达到恒压恒频的效果。 5.5.5.5.直流电动机系统是整流电路的主要应用之一。直流电动机主要分定子与转子两个部分。其工作的机理就在于电流周围产生了磁场，而在磁场的作用下，利用安培定则计算，产生安培力，带动线圈运动，从而带动机器的运动。直流电动机系统的运用，使得很多大功率的机器能够得以比较高速地运转。与之相对应的是发电机，他是通过切割磁感线而产生感应电动势，从而产生电流。其运用的则是“右手定则”。 直流变速空调的产生，也是整流电路的又一个重要运用。直流空调的工作原理：利用物质汽化蒸发时吸收热量而实现降温。它只能通过在一定的频率下，控制空调开关，来调节室内温度，调节方式比较死板，而“变频空调”的变频器改变压缩机供电频率，调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，其制冷的速度快，智能化节能，自行控制从而保证了舒适度。 而关于市场上所推销的“直流变频空调”是不符合科学依据的，直流电本身并没有频率，更没有变频之说，所以应当警惕市场的推销，避免不必要的受骗行为。 6.6.6.6. 逆变电路就是将直流电转化为交流电的电路。最基本的工作原理是改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。电阻负载时，负载电流和负载电压的波形相同；阻感负载时，负载电流相位滞后于负载电压，波形也不同。它有四种换流方式分别为：器件、电网、负载、强迫换流。逆变电路亦可再分为电压逆变电路和电流逆变电路。 交流电动机是逆变电路的一个主要应用。 交流电动机的调速方式较直流电动机有比较大的不同。交流电动机的变频调速是改变电源频率从而使电动机的同步转速变化达到调速的目的的；同时它也有变极调速的功能，通过改变电动机定子绕组的接线，改变电动机的磁极对数，从而达到调速的目的。 交流变频空调的推广使用已经引起了市场消费者的广泛关注。经过交直交的变换输入功率模块，同时功率模块受微电脑送来的控制信号控制，输出频率可调的交变电源，使压缩机电机的转速随电源频率的变化作相应的变化，从而控制压缩机的排量，调节制冷量或制热量。其优点主要是启动电流低，低温运行性能良好，制暖性能优于传统空调，控温波动小和电网电压适应性强。 7.7.7.7. 世界上的一次性能源在过去的两三百年里被大量开采使用，使得现在的化石能源濒临枯竭，整个世界正蕴酿着一场能源危机。在这样的环境下，各国不断地去寻求绿色能源，去开发新能源。所获取的能源再通过转换形成电能供给社会建设。其中电能的转化现在还主要依靠水力和火力，而火力发电现在仍占据主要位置，不断污染严重而且消耗的仍是化石能源，其发电的结构仍然不合理。 现在现有绿色能源主要有风能、地热能、核能、生物能、太阳能等。风力发电主要是通过风的作用带动风叶旋转，再通过增速机（齿轮）将旋转的速度提升，来促使发电机发电。太阳能可以说是最为丰富的能源了，如果可以利用好，相信能源问题将迎刃而解。太阳能发电系统由太阳能电池组(阵列)、太阳能控制器、蓄电池（组）、逆变器等组成。此系统利用到了电场中的光伏效应产生“光生电流”，从而实现了对负载的功率输出。在生物能发电中，以沼气的运用比较广泛。所以在农村许多农民就利用沼气来发电，对于动物粪便可以施肥也可以用来沼气发电，不仅可以减少处理粪便的费用也不会造成环境污染。核能的发电效率非常高，核能发电只要能够控制好，就不会产生污染。其强大的转化率能够替代很多次级能源，也是中国现在发电结构改革的一个重要组成部分。 正因为能源危机，所以我们节约能源应从每一件小事做起，将节能推广到生活中的每个部分。 目前， 我国高职院校普遍设置 了应用电子技术专业， 其课程体系 各具特色。 根据宁波市区域经济特 点， 浙江工商职业技术学院应用电 子技术专业的定位面向电子产品 制造业， 即毕业生岗位面向中小型 电子产品生产企业。 学校在课程体 系开发过程中，邀请企业专家参 与， 以电子制造业高职生职业岗位 为基础，分析各岗位职业能力， 确 定专业主干课程， 进行典型工作任 务分析， 确定学习领域课程及难度 等级， 最后确定学习领域支撑平台 课程， 从而形成面向电子制造业的 应用电子技术专业课程体系。 电子信息工程专业是前沿学科现代社会的各个领域及人们日常生活等都与应用电子技术有着紧密的联系。 全国各地从事电子技术产品的生产、开发、安装调试、运行维护、销售和应用的企事业单位很多随着社会的发展这样的企事业和相关企业会越来越多。 应用电子技术已逐步渗透到社会各个领域预计电子信息技术产业仍将以高于经济增速两倍左右的速度快速发展产业前景十分广阔。 从人类社会电子产品的演化过程可以清楚地体会应用电子技术的不断发展性。现代电子技术具有强大的社会功能已经成为21世纪推动社会生产力发展和经济增长的重要因素。应用电子技术在改变社会的产业结构和生产的同时也对人类的思想观念、思维方式和生活方式产生着重大而深远的影响。 现代电子技术产业是一项新兴的高科技产业被称为朝阳产业。电子元件的发展趋势将实现小型化、片式化、复合化、集成化、高频化、高能化和高精度化。集成电路技术水平将不断提高跨入全新的纳米时代集成度不断提高同时应用电子技术在软件发展方面也发挥着不可忽略的作用这样的发展速度将实现全智能化。 现代电子技术向着高效能方向发展未来随着纳米技术的发展应用电子将更广泛地把高新科技应用到计算机、汽车、电视机、移动通信设备、电力、交通、军事、医疗、航天航空等领域中。可使计算机建立在更微观集成、更高速的基础上计算机的运算效率将更高、体积更小、功能更奇。众所周知现在已有国家利用电子技术产品微电脑制造出具有初级逻辑思维能力还能在绝对危险或人类所不能及的环境条件下进行工作的机器人。未来电子技术将有可能把装有各种相关程序的纳米电子芯片植入人体内通过人体细胞接受信息不用培训你在各个领域的相关技能就懂得相关的操作、应用。预计本世纪功能更强大的应用电子生物芯片的电子产品将要问世。 电视机的发展现在也逐渐走向高端化。电子信息技术的发展也使新型平板显示市场得到高速发展。电视机从原来的黑白到彩电大型到小型薄膜式液晶显示和等离子显示这些已成为目前平板显示主流产品。应用电子技术不断地在提高这些领域的技术含量使音视频技术的发展向数字化、高清化和融合化发展将不断普遍应用到各种娱乐电子产品中不断满足人们的需求。 可预见应用电子技术产品将向着高集成度、高速度、低功率、低成本方向发展。 应用电子技术不断快速发展实现小型化时有可能将电子产品压缩到药片大小甚至可以将应用电子检查设备通过药片置入病人体内以直接观察病人的病情。这时候在医疗方面的一般的治疗手段无法解决的难题将会得到很好的解决还有可能实现远程医疗这将会给医疗救助方面得到很大的提高。 同时应用电子技术不断发展时更高的电子科技应用到移动通信设备将会如同PC中的中心处理器CPU和操作系统OS一样使移动电话的系统级芯片具有集成度高、系统性能优异、价格低及功耗小等优点随着电子技术的不断发展移动电话即将成为移动应用平台有望成为与PC、互联网同等效应的里程碑应用。就不会在一些高山、偏僻山区的通信信号出现中断甚至是无法接收信号。造成一些问题本可以解决的而无法解决造成不必要的损失。 如今电力已得到广泛的应用这就是得益于电力设备的提高但还是没有能够满足当今社会的需求。随着应用电子技术的不断发展、提高将会使电力设备得到更加完善和提高。光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能并使之转变成电能的直接发电方式。应用电子信息技术的发展使太阳能发电成为主流的发电方式。此时就不会使电力造成不必要的损耗能够满足人们的需求。 在军事方面以前打仗靠的是大刀加长矛、小米加步枪打一次仗人多时间长、范围小国家的领土、领空、边防得不到更好的防卫。而当今电子元件是电子信息技术的重要支撑是电子装备、电子信息系统以及武器装备控制系统的重要基础。早就出现了电子对抗战争这就是因为电子信息技术的高速发展应用到军事领域中使国家的安全得到了更强的防卫。未来电子技术的发展将会为国家武器装备更加地精良、强悍。 现代的航空、航天技术也在不断地发展人造卫星的发射这些都少不了电子设备的应用。正是应用电子技术的发展航空、航天技术才有了更好、更快的发展。比如发射人造卫星时的变轨就是依靠电子技术来实现的。 实现智能化时可设想你的冰箱电脑里事先存储了你的饮食习惯等东西差不多吃完时它会自动连接互联网帮你向超市订购微波炉可以自动下载食谱只要你事先把你买回的食物放进去它便会在你预定的时间自动进行解冻并做成香喷喷的美味佳肴。实现为人们“一条龙”服务展现应用电子技术无限广阔的发展前景。 随着电子技术的发展使网络设备的不断优化向着高级化方向发展。 汽车工业与电子工业的不断发展在现代汽车上电子技术的应用也越来越广泛现代汽车已经逐步实现电脑控制汽车将由单一的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展成为“电子汽车”。电子技术应用在汽车进入了优化人-汽车-环境的整体关系的阶段它向着超微型磁体、超高效电机以及集成电路的微型化方向发展并为汽车上的集中控制提供了基础。应用电子技术成就汽车工业的未来未来应用电子技术将在汽车上进行突破使电影科幻动作片游侠中的自动-手动一体化且还能够识别手纹、感应周围热源物体的高科技智能汽车成为现实的可能。其中主要技术 “自动驾驶仪”“智能交通系统”的构想必将依赖于应用电子技术来实现。智能交通系统的开发以全球卫星定位、导航等多个交叉学科相结合这都必须依赖电子应用技术来实现。 总之应用电子技术的发展趋势将是在各个领域里得到很广泛应用。 当然要制造这些高科技领域的技术产品还是需要我们努力地去学好应用电子技术这门主干学科掌握基本知识和技能。 怎样才能学好应用电子技术这门新兴学科呢我个