原理：当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。
二极管的单向导电性是由PN结的特性说决定的。在P型和N型半导体的交界面附近，由于N区的自由电子浓度大，于是带负电荷的自由电子会由N区向电子浓度低的P区扩散，扩散的结果使PN结中靠P区一侧带负电，靠N区一侧带正电，形成由N区指向P区的电场。
扩展资料：
将PN结的P区接电源正极，N区接电源负极，此时外加电压对PN结产生的电场与PN结内电场方向相反，消弱了PN结内电场，使得多数载流子能顺利通过PN结形成正向电流，并随着外加电压的升高而迅速增大，即PN结加正向电压时处于导通状态。
在P型半导体和N型半导体结合后，由于N型区内自由电子为多子，空穴几乎为零称为少子，而P型区内空穴为多子，自由电子为少子，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差。
由于自由电子和空穴浓度差的原因，有一些电子从N型区向P型区扩散，也有一些空穴要从P型区向N型区扩散。
参考资料来源：百度百科--PN结
参考资料来源：百度百科--二极管
二极管是一个pn节。电流从P到N的电阻很小而从N到P的电阻很大。看看大学化学书。
利用整流二极管的单向导电性及一定的电路连接，将版极性和瞬间权值均作周期性变化的交流电，变换成瞬间值，虽随时间而变化，但极性不变的单向脉动电，两者最根本的区别在于交流电在一个周期中的平均值为零，即不含直流分量，而单向脉动电在一个周期中的平均值即直流分量。
二极管从正向导通看，正端聚集大量正离子（P端），负端聚集大量负离子（N端）。若从正端加电可以知道本来整端就有大量正离子，所以只需要少点电压就可以让大量离子通过产生较大的电流，若从负端则首相要进行一步综合；
二综合后本来的离子已经消耗的差不多了，离子几乎少的可怜，反响必须脚相当大的电压才有微量离子通过，所以电流很小，直到反响把二极管击穿（顺坏）那样就会有大量离子通过产生打电流。
扩展资料：
（1）正向：将P型区接电源正极，N型区接电源负极，则外电场削弱了内电场。扩散运动加强，漂移运动减弱，扩散大于漂移，形成正向电流IF。结电压很低，显示正向电阻很小，称为正向导通。
（2）反向：将P型区接电源负极，N型区接电源正极，则外电场加强了内电场。扩散运动减弱，漂移运动增强，漂移大于扩散，形成反向电流IR。由于漂移运动是由少子形成，数量很少，所以IR很小，可以忽略不计，但IR受温度影响较大。结电压近似等于电源电压，显示反向电阻很大，称为反向截止。
参考资料来源：百度百科-单向导电性
用万能表二级管档测有效数值为170-800为好,反之为坏
红外发射二极管（ LED ）红外灯的原理及特性 由红外发光二级管矩阵组成发光体。红外发射二级管由红外辐射效率高的材料（常用砷化镓）制成 PN 结，外加正向偏压向 PN 结注入电流激发红外光。光谱功率分布为中心波长 830 ～ 950nm ，半峰带宽约 40nm 左右，它是窄带分布，为普通 CCD 黑白摄像机可感受的范围。其最大的优点是可以完全无红暴，（采用 940 ～ 950nm 波长红外管）或仅有微弱红暴（红暴为有可见红光）和寿命长。 红外发光二极管的发射功率用辐照度μ W/m2 表示。一般来说，其红外辐射功率与正向工作电流成正比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而上升，使光发射功率下降。红外二极管电流过小，将影响其辐射功率的发挥，但工作电流过大将影响其寿命，甚至使红外二极管烧毁。 当电压越过正向阈值电压（约 左右）电流开始流动，而且是一很陡直的曲线，表明其工作电流对工作电压十分敏感。因此要求工作电压准确、稳定，否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。辐射功率随环境温度的升高 ( 包括其本身的发热所产生的环境温度升高 ) 会使其辐射功率下降。红外灯特别是远距离红外灯，热耗是设计和选择时应注意的问题。 红外二极管的最大辐射强度一般在光轴的正前方，并随辐射方向与光轴夹角的增加而减小。辐射强度为最大值的 50% 的角度称为半强度辐射角。不同封装工艺型号的红外发光二极管的辐射角度有所不同。
常用的红外发光二极管（如)，其外形和发光二极管led相似，发出红外光。管压降约，工作电流一般小于20ma。为了适应不同的工作电压，回路中常常串有限流电阻。发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的风致电流成正比，只需尽量提高峰值ip，就能增加红外光的发射距离。提高ip的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度t，一些彩电红外遥控器，其红外发光管的工作脉冲占空比约为1/3-1/4；一些电器产品红外遥控器，其占空比是1/10。减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。常见的红外发光二极管，其功率分为小功率(1mw-10mw)、中功率（20mw-50mw)和大功率（50mw-100mw以上)三大类。要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光一电转换元件，如红外接收二极管，光电三极管等。实用中已有红外发射和接收配对的二级管。红外线发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离；反射式指发光管与接收管并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光管发出的红外光线遇到反射物时，接收管收到反射回来的红外光线才工作。双管红外发射电路，可提高发射功率，增加红外发射的作用距离。
创新小发明制作方法1、自制羽毛球准备材料：空饮料瓶一只，泡沫水果网套两只，橡皮筋一根，玻璃弹子一只。制作过程：1.取250毫升空饮料瓶一只，将瓶子的上半部分剪下；2.将剪下的部分均分为8份，用剪刀剪至瓶颈处，然后，将每一份剪成大小一致的花瓣形状；3.将泡沫水果网套套在瓶身外，用橡皮筋固定在瓶口处；4.将另一只泡沫水果网套裹住一粒玻璃弹子，塞进瓶口，塞紧并露出1厘米左右；5.剪下半只乒乓球，将半球底面覆在瓶口上，四边剪成须状，盖住瓶口后用橡皮筋固定住。6.美化修饰后，一只自制羽毛球完成了。用羽毛球拍打一打，看看效果怎么样？2、自制香皂纸制作材料和工具：吸湿性较好的白纸，小块香皂，一支毛笔和一次性饮料罐。制作方法：先把香皂切碎后放在罐里，盛上适量的水后把杯子放在炉上加热，等香皂融化，将白纸裁成火柴盒大小，一张张涂透皂液，再取出阴干就成了香皂纸。3、自制热气球1.首先我们用软纸裁出6～8个叶状的纸片。2.将它们对折并用胶水将它们的边粘在一起作成一个气球。3.用胶带将四根连线粘到气球底部。用橡皮泥将线的另外一端固定在桌子上。4.尽量将电吹风的速度调的很慢。将吹风口向上对准底部的开口并且打开开关。气球会慢慢变大拉紧细线并且离开桌面。4、自制手电筒具体制作方法是：将一只废易拉罐（如露露饮料罐）起掉一头盖子，另一头用圆头榔头敲凹。用厚瓦楞纸板卷起两节一号电池，电池正极朝上、负极朝下装入罐中。找一个合适的塑料盖（如神奇大大卷的盒盖正好可以扣在露露饮料罐上），在盒盖中央挖一个圆形小洞，洞的大小以使灯泡插紧为宜。将灯泡底座插入小洞。取一段寻线两端剥去线皮，一端绕在灯座上，另一端从塑料盖侧面扎一个小孔穿出。将塑料盖盖在易拉罐上。检查一下，灯泡、电池是不是紧密接触。到这里一次性手电筒就做好了。使用时，用大拇指把从侧壁穿出的导线按在从拉罐无油漆的焊缝上，手电筒就会发光，大拇指离开导线跳起，手电筒就灭了，使用非常方便。5、自制太阳灶找一个大号手电筒上的凹面反光碗，用硬质泡沫塑料或木料削一根长约4厘米的圆柱体，直径以正好能紧紧塞进反光碗的圆孔为宜。在圆柱的一端横向钻一个细孔，穿入一根直径相当于孔径的铁丝，然后将露在圆柱外的铁丝两头扳折成90°，各留5厘米即可。把圆柱塞入反光碗的圆孔内，再将铁丝两端插在一块泡沫塑料或木质底板上。将一根细竹签的两头削尖，一头插在反光碗中央的圆柱上，另一头插上一小块土豆。把该装置放在太阳下，让反光碗朝着太阳方向，然后，耐心调节竹签长度，让插上去的土豆正好位于发光焦点上。要不了多久，土豆就会被太阳光烤熟，发出香味。6、自制 彩色蜡烛材料：彩色蜡笔、蜡制作方法：1．找一个废弃的罐装饮料桶(如1．25升的可乐瓶子)，整齐地剪去盖子的部分，把蜡削入桶中。2．把桶放人热水中，并搅拌里面的蜡，使之全部熔化。最好用开水。不过要请父母帮忙，或在父母的监护下进行这个步骤。3．把熔化的液体倒人一个形状好看的容器(比如放小块儿巧克乃的心形框)中。不要倒得太多哟。至于原因嘛，往下看。当然了，你要先在容器中放入作蜡烛芯的线。4．原来的蜡冷却悟，阿依照卜面的方法把熔化的彩色蜡笔液倒入其中(彩色蜡笔这个时候派上用场了)。这样把不同颜色的蜡一层层加上去，好看的蜡烛就做成了。7、自制壁挂花篮材料与工具：雪碧饮料瓶两个、胶水、刻刀、剪刀。制作方法：1． 将一只雪碧饮料瓶的绿色底套取下，剪成莲花状，翻转向下和瓶身粘成底座。2． 在绿色底套上截取2厘米宽的绿色环，仍套在瓶身上。3． 去掉瓶颈，在瓶上剪出13厘米长8厘宽的宽带一条，和3厘米宽的窄带若干条。4． 用刻刀在3厘米窄条上刻出花纹�如图 3 ，然后将这些窄条向外翻折，由下向上插入绿色环中。5． 取另一只饮料瓶，利用瓶身，用剪刀剪出6片17厘米长的蒴叶。6． 将花篮钉在墙上，插入叶子、鲜花，壁挂式花篮就做成了。8、自制蟑螂捕捉盒取一张220×150(mm)的硬纸板。捕捉盒最重要的部分为捕捉面。取一张塑料膜，剪成与盒底相同大小，涂上粘合剂铺在盒底上。蟑螂能否被捉，关键在于粘合剂。粘合剂有两个作用：一是将蟑螂引入盒内，二是将其粘牢在捕捉面上。引诱剂的调制：将40％的肉粉、50％的面粉、10%的豆饼混合，总量在20克左右，拌好待用。粘合剂是20克松香与10克菜油混合，加热至胶状后，把引诱剂与粘合剂混合搅拌均匀，即制成了粘合剂。把调好的上述糊状物均匀地涂在已衬上塑料膜的捕捉面上，再按原先画好的虚线向内折，最后把舌片b插在凹口a内。由于松香与菜油混合物的不干性，可使诱饵的粘性长达一个星期。将捕捉盒置于蟑螂出没的地方，因为盒内较暗，兼有蟑螂喜欢的诱饵，所以蟑螂会爬进盒内争食诱饵，被粘其上。粘满后，既可将纸盒压扁弃之，又可揭去塑料膜，调换涂有诱饵的塑料膜，使盒子得以再次利用。若将捕捉盒的尺寸扩大，并将粘合剂的成分稍作调整，加厚涂层便能制成纸制捕鼠器带刷子的干净橡皮擦写错了字，要用橡皮擦。擦完后，纸上总会留下不少碎屑。不管是用手拍还是用嘴吹，都不卫生而又麻烦。做一块干净橡皮擦就不会这样麻烦了。材料：大橡皮、废毛笔。工具：剪刀、胶水。制作方法：1．在橡皮的一头挖一个浅浅的小圆孔 2．把废毛笔的笔头拆下来，洗净晾干。3．把毛笔头的尖端剪去，使它变成一把小刷子4．把毛笔头嵌进橡皮的小圆孔里，用胶水粘牢好，干净橡皮擦做成了。每当擦完橡皮后，你就可用刷子轻轻地把纸上的碎屑“扫”拢，再倒进废纸篓里。个很简单，关键是思路。我上初中的时候也做过小制作，还得了三等奖。这种制作关键是要想出好的创意来，制作并非困难。我把我当年的小制作推荐给你吧。我做的是个电子小天平模型，注意，这是个模型，只能称量很轻的物体，比如说两个小纸屑。制作需要的材料是：一块木板（最好薄一点，不要太大），一个垫圈，曲别针，锥子，电烙铁，几根导线，两个发光二极管，一节电池。这些材料都很好找，发光二极管如果没有的话可以去电子市场买到，很便宜的。制作过程是这样的：在木板中间用锥子转一个小孔，将一个曲别针弯成勾形，与木板垂直的通过小孔固定在木板上，勾上能挂住垫圈就可以。然后取两枚曲别针，将其一半拉直，只保留一个拐弯，实际上拉直的部分就是天平的臂，剩下弯曲的部分就是托盘。另一个曲别针也做同样的操作。然后将两枚曲别针和垫圈焊在一起，垫圈在中间，曲别针要成一条直线。然后将垫圈挂到勾上，调整勾与木板的距离，大约3mm即可。然后在两个托盘下固定两枚曲别针，曲别针旁边准备用发光二极管作指示灯。在木板下面设立电路，天平就相当于单刀双掷开关。这个电路就相当于两个回路，共用一个电源，两个发光二极管。只要左边沉，左边的托盘就会和他下面的别针连通，从而电路接通，二极管发光；若两边重量相等，电路不通，两个二极管均不亮。这就是我的设计思路，欢迎参考。如果有问题我可以继续帮你，祝你好运
移动车库门显示屏控制系统设计 (毕业设计64页、20292字+程序+图)摘 要：伴随着当今高度发展的信息时代，传统的移动车库门显示屏控制系统已经不能满足人们对信息显示的需要。当今涉及电子电路、集成电路、信息图象处理、信息传输及电子产品安装工程等相关技术的LED显示屏在信息领域显得尤为活跃，在各行业的应用和普及方面也取的了长足的进步。本文设计了一款基于AT89S51单片机的简易LED显示屏。该显示屏系统采用PC机加单片机组成的上下位机方式。其中PC机用于更新信息数据，单片机用于控制硬件扫描及显示电路，上下位机之间采用RS-232通信标准。系统软件是由用C++ Builder 编写的上位PC控制及通信软件和C语言编写的显示屏控制软件两部分组成。硬件处理器选用AT89S51。显示屏可以显示1个16×16点阵汉字，显示方式有上移、下移、左移、右移、替换。关键字：单片机；LED点阵；RS-232；The design of the control system about the mobile garage door display screenAbstract：With the high development of communication in our society, the traditional display system of mobile garage door does not meet the need of people to information display. Nowadays, LED large screen include so many kinds of technique such as electrocicruit, integrate circuit, image manipulation，information transfers and electronic manufacture technology and engineering has become more and more active in the information field, and so make a great progress with application and popularization in every walk of life. This paper design a project of a simple LED display screen system based on AT89S51 MCU. The display system mainly consists of PC and MCU, the communication data is renovated by PC, the hardware scan circuit and display circuit are controlled by MCU. The communication depends on RS232C interface standard. The system’s software consists of two parts, one is used to control and communication which is based on C++ Builder language, another is used to control the display which is based on C language. Hardware is based on AT89S51. The display screen can display a Chinese character with the lattice of 16×16. Display way includes up, down, left, right and words: MCU, LED dot-matrix, RS-232目 录第1章 绪 论 课题的背景及意义 课题的背景 课题的目的和意义 国内外研究现状及发展趋势 国外研究现状 国内研究现状 发展趋势 论文的主要内容 3第2章 LED显示屏系统原理 LED器件的工作原理 LED发光二级管的基本原理 LED器件的驱动 基于LED显示屏的大屏幕显示系统的组成 大屏幕LED显示系统的组成 主要组成部分功能介绍 简易LED显示屏系统的硬件组成 简易LED系统的软件系统 9第3章 系统硬件设计 整体设计分析 处理器选取原理及功能介绍 芯片选取原理 处理器系统功能介绍 行驱动电路设计 列驱动电路设计 列驱动方案比较 列驱动方式选择 数据存储器接口设计 数据存储器芯片介绍 数据存储器接口连接 串行接口电路 20第4章 系统软件设计 上位机系统软件设计 下位机系统软件设计 显示屏控制软件设计 LED动态扫描程序设计 特效显示程序设计 上移方式显示 下移方式显示 左移方式显示 右移方式显示 . 汉字提取程序设计 29第5章 系统调试 硬件调试 LED显示屏调试 驱动电路调试 串口通信电路调试 软件调试 下位机软件调试 上位机软件调试 33结 论 34致 谢 35参考文献 36附录1 系统实物图 37附录2 硬件电路图 38附录3 程序代码 39第1章 绪 论 课题的背景及意义 课题的背景电子显示屏是以发光二极管为显示材料，结合计算机控制技术与图像处理技术的高亮度显示设备。发光二极管简称LED（Light Emitting diode），是利用半导体P-N结电致发光原理产生红、绿、蓝等颜色。LED具有高亮度、色彩鲜艳、稳定性好、功耗低、发光效率高、寿命长等优点。LED电子显示屏作为继电视、广播、报纸、杂志之后的“第五大媒体”，且因为它与电视墙、等离子显示器、磁翻板、霓虹灯等媒介相比具有上述优点，而广泛应用于各类场所。早期的LED只有红色或绿色，因此只有单色或双基色。1993年，本亚化学工业株式会社（NICHIA）开发出炼色高亮度发光二极管，从此显示屏开始进入全彩色时代[1]。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍行、工业企业管理和其它公共场所。因此，LED显示屏具有非常强大的市场空间和前景，现在国内外很多公司也在大力研发和生产LED显示屏。 课题的目的和意义 本课题主要目的是设计一款基与51单片机的简易LED显示屏，实现汉字的上、下、左、右和静态显示。通过该课题，可以学习到有关51单片机、LED显示屏、串口通信等知识。了解LED显示屏的行业动态和发展趋势。可以提高动手能力、编程能力、自学能力等。同时，通过具体的毕业设计项目，对大学学习的知识也是一个很好的检验机会。 国内外研究现状及发展趋势 国外研究现状在2007年3月的德国汉诺威CeBIT 2007展会上，三星公司正式向外界展示了一款全新的30英寸LED显示器，这款型号为三星SyncMaster XL30的LED显示器拥有高达123%的色域值，成为名副其实的全球最佳色彩平板显示器。一般的平板显示器都使用CCFL（冷阴极荧光灯管）作为背光源，受到物理特性的局限，色域值通常难以突破100%，而这款三星XL30采用LED灯管作为背光源，光线的波长达到了显示更纯净、更真实色彩的要求，可以显示更加自然的色彩范围，所以它的色域值也最大，尤其能够表现出更大范围的绿色、红色和更加纯粹的黑色。Adobe RGB色彩标准已经成为了数码摄像和数码打印的行业标准，大多数的液晶显示器都无法表现出完整的sRGB色彩空间，与之相比，三星XL30 LED显示器的表现已经完全覆盖并且超越了sRGB和Adobe RGB色彩空间。三星XL30LED显示器内置了三星专业的“FPGA”处理芯片，能够完美再现高速的14BIT图像。随机配置的自然色彩专家（Natural Color Expert）软件允许用户根据需求自行改变显示器的设置，另外Calibration软件则能够在数码设备、Gamma值、色温和白平衡的设置之间提供统一标准，可令所显示的色彩完全对等于真实色彩[1]。 国内研究现状我国LED显示屏产业自90年代以来，在规模迅速发展的同时，产品技术也推陈出新，一直保持了在该领域内比较先进的水平。早在90年代初，国产的LED显示屏就具备了成熟的16级灰度、256色视频控制技术和无线遥控等代表了当时的国际先进水平的技术。近几年，在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无线控制、多级群控技术等方面，国内企业均拥有了居行业先进技术水平的产品。这些产品被广泛应用于交通警车、汽车、车站、码头、体育、广告、银行、证券、商场、邮政电讯、机关单位等领域，具有良好的收益前景[2]。 发展趋势（1) 高亮度、全彩化蓝色及绿色超高亮度LED产品出现以来，成本逐年快速降低，使LED全彩色显示屏产品成本下降，推广速度加快。同时，随着控制技术的发展和屏体稳定性的提高，使全彩色LED显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求。 (2) 产品结构多样化 随着信息化社会的形成，信息领域愈加广泛，LED显示屏应用前景更为广阔。预计大型或超大型LED显示屏为主流产品的局面将会发生改变，适合于服务行业特点和专业性要求的小型LED显示屏会有较大提高，面向信息服务领域的LED显示屏产品门类和品种体系将更加丰富，部分潜在市场需求和应用领域将会有所突破，如公共交通、停车场、医院等综合服务方面的信息显示屏需求量将有更大的提高，大批量、小型化的标准系统LED显示屏在LED显示屏市场总量中将会占有多数份额[2]。 论文的主要内容本论文以LED大屏幕显示系统设计思路为前提，提出了基于51单片机的LED点阵简易显示屏设计方案。论文详细论述了简易LED显示屏的硬件设计原理，LED显示屏扫描驱动原理，单片机控制电路的软件设计方法，PC上位机控制及通信软件的设计，以及特效显示方式软件的设计方法。
共射级电路指的是信号从基极输入，从集电极输出，发射极作为输入和输出回路的公共端；共基极电路信号输入端为发射极，输出端为集电极，基极作为输入输出回路的公共端；同理，共集电极信号输入端为基极，输出端为发射极，集电极作为输入和输出回路的公共端。哪个是信号输入输出的公共端，就是什么电路。。。。
三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
极管的工作原理及基础知识1 三极管的结构和分类 其共同特征就是具有三个电极，这就是“三极管”简称的来历。通俗来讲，三极管内部为由P型半导体和N型半导体组成的三层结构，根据分层次序分为NPN型和PNP型两大类。 上述三层结构即为三极管的三个区, 中间比较薄的一层为基区，另外两层同为N型或P型，其中尺寸相对较小、多数载流子浓度相对较高的一层为发射区，另一层则为集电区。三极管的这种内部结构特点，是三极管能够起放大作用的内部条件。三个区各自引出三个电极，分别为基极（b） 、发射极（e）和集电极（c）。如图b所示，三层结构可以形成两个PN结，分别称为发射结和集电结。三极管符号中的箭头方向就是表示发射结的方向。三极管内部结构中有两个具有单向导电性的PN结，因此当然可以用作开关元件，但同时三极管还是一个放大元件，正是它的出现促使了电子技术的飞跃发展。2 三极管的电流放大作用直流电压源Vcc应大于Vbb，从而使电路满足放大的外部条件：发射结正向偏置，集电极反向偏置。改变可调电阻Rb，基极电流IB，集电极电流Ic 和发射极电流IE都会发生变化，由测量结果可以得出以下结论：（1） IE ＝ IB ＋ IC ( 符合克希荷夫电流定理）（2） IC ≈ IB ×? （ ?称为电流放大系数，可表征三极管的电流放大能力）（3）△ IC ≈ △ IB ×?由上可见，三极管是一种具有电流放大作用的模拟器件。3 三极管的放大原理以下用NPN三极管为例说明其内部载流子运动规律和电流放大原理， 1、发射区向基区扩散电子：由于发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子（自由电子）不断扩散到基区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流IE。2、电子在基区扩散和复合：由于基区很薄，其多数载流子（空穴）浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很少部分可以和基区空穴复合，形成比较小的基极电流IB，而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。3、集电区收集从发射区扩散过来的电子：由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流IC。4 三极管的输入输出特性三极管的输入特性是指当集-射极电压UCE为常数时，基极电流IB与基-射极电压UBE之间的关系曲线。对硅管而言，当UCE超过1V时，集电结已经达到足够反偏，可以把从发射区扩散到基区的电子中的绝大部分拉入集电区。如果此时再增大UCE ，只要UBE保持不变（从发射区发射到基区的电子数就一定）， IB也就基本不变。就是说，当UCE超过1V后的输入特性曲线基本上是重合的。由图可见，和二极管的伏安特性一样，三极管的输入特性也有一段死区，只有当UBE大于死区电压时，三极管才会出现基极电流IB。通常硅管的死区电压约为，锗管约为。在正常工作情况下，NPN型硅管的发射结电压UBE为～，PNP型锗管的发射结电压UBE为～ 。三极管的输出特性是指当基极电流IB一定时，集电极电流IC与集-射极电压UCE之间的关系曲线。在不同的IB下，可得出不同的曲线，所以三极管的输出特性是一组曲线。通常把输出特性曲线分为三个工作区：1、放大区：输出特性曲线的近于水平部分是放大区。在放大区, IC ＝ IB ×?,由于在不同IB下电流放大系数近似相等，所以放大区也称为线性区。三级管要工作在放大区，发射结必须处于正向偏置，集电结则应处于反向偏置，对硅管而言应使UBE>0，UBC<0。2、截止区： IB ＝ 0的曲线以下的区域称为截止区。实际上，对NPN硅管而言，当UBE＜时即已开始截止，但是为了使三极管可靠截止，常使UBE≤0V，此时发射结和集电结均处于反向偏置。3、饱和区：输出特性曲线的陡直部分是饱和区，此时IB的变化对 IC的影响较小，放大区的?不再适用于饱和区 。在饱和区， UCE＜UBE，发射结和集电结均处于正向偏置。
三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取）。当基极与发射极之间的电压小于时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于时，基极电流都是0）。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效（因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了）。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大
积极心理学是一门从积极角度研究传统心理学研究的东西的新兴科学，它采用科学的原则和方法来研究幸福，倡导心理学的积极取向，以研究人类的积极心理品质、关注人类的健康幸福与和谐发展。下面是我给大家推荐的积极心理学论文3000字，希望大家喜欢!
《关于企业管理中积极心理学应用的探讨》
摘要：本文对积极心理学进行简要的叙述，并以企业管理方法应用实践为讨论方式，说明其在员工激励、企业文化建设以及企业风险管理中的作用，希望本文能够为企业管理的发展以及积极心理学理论的应用研究提供帮助。
关键词：企业管理;积极心理学;应用
1. 积极心理学概述
积极心理学的含义及研究范围
积极心理学是一门从积极角度研究传统心理学研究的东西的新兴科学，它采用科学的原则和方法来研究幸福，倡导心理学的积极取向，以研究人类的积极心理品质、关注人类的健康幸福与和谐发展。对积极心理学研究结果进行总结不难发现，这个心理学研究分支所关注的是积极主观体验、积极人格特质、积极社会环境。研究结论认为积极情绪来源于个体对过去、现在和将来的积极体验的认知，包括满足、幸福快乐的体验以及希望;积极的人格特质研究则以自我管理、自我导向和适应性为前提，培养积极情绪体验是获得积极人格特质的最佳方法;积极环境则包含了个体积极情绪体验中的那些刺激性因素，既包括主观的人际关系，也包括了客观的物质环境。
积极心理学在企业管理中的应用价值
积极心理学倡导现在的企业应该是以相互欣赏、合作、充满活力为特征的，强调员工的自主管理和积极敬业，希望企业的成员处在信任、关爱、谦逊和积极的高水平状态中，组织人际关系以友好忠实、诚实、尊重和宽容为特点，这样就可以充分发挥企业与员工的积极性，为企业创造更大价值。这是积极心理学在企业管理中应用的最明显作用，也是积极心理学应用价值的表现形式。然而，企业管理是一个连续性的、相互作用的整体，一项管理行为或者管理模式的应用必然会带动企业管理整体的变革，应用于企业员工管理中的积极心理学，必然会带动企业管理的整体发展，从而使整个企业管理呈现出更加强大的管理效力。
2. 在企业管理中应用积极心理学的实践
在员工激励中应用积极心理学
积极性理学研究的第一项重要内容，是关于个体的积极情绪体验的来源以及保持形式，心理学研究表明积极的情绪体验能够使人的主观意识更加积极，更能够发挥自身的潜力，在企业管理中，员工的主观意识积极，在工作中发挥自己的潜力，必然能够使企业运营得到全面的改善。而在实际管理工作中，最能够使员工体验到积极情绪的，是员工激励工作。传统企业管理中的员工激励是以工作报酬的形式来鼓励员工并以各种奖励式行为来对员工的积极工作行为进行强化;而积极心理学则重视员工需要的满足、目前的工作满意度以及对未来工作能够获得的报酬的希望。在这样的管理理论指导下，员工激励的方式也发生了巨大的变化;首先，应实现多种激励方式并存，实现激励机制的多样性与层次性。员工的需要与他们的年龄、个人生活实际有很大的相关性，企业应针对不同年龄层或者不同职位部门的员工选用不同的激励机制。在企业中可以采用物质激励、奖金激励、提成激励、职位晋升等多种激励方式，以员工投票的方式对激励方式进行选择;其次，对员工进行职业满意度管理，管理者应该实施个性化的员工沟通，通过心理量表测量和日常工作总结，了解员工的个性，分析最适合与员工进行有益交流、能够使交流的内容真正被员工认可的方式，例如，对内控型员工进行积极自我的鼓励，帮助外控型员工建立工作信心等;再次，为员工提供促进他们职业成熟度发展以及与职业规划发展相关的帮助，企业管理者可以收集全体员工的职业规划书，分析其中与职业报酬相关的内容如晋升、涨薪水、获得休假等，在员工的实际工作与其对自身的价值希望相符合的时候，给予他们所希望的报酬，使员工对工作的积极情绪能够得以巩固。
在企业文化建设中应用积极心理学
积极心理学关注积极心理品质的获得，并重视积极的环境因素对个体的影响，在企业管理过程中，要求企业上下拥有统一的价值观，试图通过共同的企业心理模式的建立来巩固员工对企业的忠诚度，增强企业的凝聚力，提高企业的综合竞争力并展示企业在行业中的地位，这需要一套完整的企业文化建设才能够达成，在实际工作中，积极心理学的应用，能够使企业文化建设的过程更加顺利。按照企业文化的产生和发展过程来看，企业文化是小部分员工的积极品质扩大到整个员工群体，进而成为企业心理特征的一个过程。在企业文化建设中应用积极心理学应做到以下三点：第一，使员工的工作情绪保持在最佳的状态，使企业环境对员工的情绪能够产生影响，许多企业领导者在进行事务处理的过程中倾向于主动调整自身的生理唤醒节奏，在处理危急事务时，保持语言的语调和语速，进行深呼吸，以免情绪化表现造成矛盾激化，这些都是通过个人情绪影响他人情绪的过程，不仅是企业领导个人积极人格发展的必须，也是建立积极的人际关系环境的必须;第二，重视企业环境的建设，照顾员工在工作中的细节需要，如设立单独的吸烟室和饮水机、美化办公室环境，不使员工在拥挤和潮湿、阴暗的环境中一些能够刺激负面情绪的情景出现，如此，员工的身心舒畅，对企业文化建设的各种工作也能够更加理解和支持;第三，管理者应该拥有积极管理理念，以彼此信任和高社会支持感的员工团体建立为管理目标，这些特点能够导致较高的员工士气和工作幸福感，促进无障碍的多向交流氛围，也可增加组织的凝聚力和向心力。
在企业风险管理中应用积极心理学
在企业管理中，人力资源管理、组织建设以及经营管理受到普遍重视，而与风险有关的管理被作为每个管理分项目中的管理要点而进行处理，例如，企业营销中的风险管理、企业财务管理中的风险控制以及人力资源管理中的员工流失风险应对等。对企业管理各项内容中的风险管理行为进行总结不难发现，企业管理各项内容中的风险形成是有一定共性的，风险通常来源于管理能力与需要处理的管理事务之间的不平衡，换言之，企业在管理过程中缺乏应对困难的能力，使管理问题恶化，从而形成风险。实际上，企业风险可以作为一个系统性的管理项目进行统一的管理，积极心理学研究为企业的系统性的风险管理提供相关的建议。积极心理学认为，在困境中发掘个体的自身力量，研究其走出困境的过程，能够发现其中有助于进行风险防御的积极品质，一旦能够加以有效利用，就能够达到较好的风险预防效果。这意味着，无论在企业管理的哪一个管理项目中，要进行风险管理就不能单纯地关注管理中容易出现的问题，而是要从管理工作实际出发进行分析，寻找其中的优势，将这些优势加以强化，使企业整体的风险防御能力提高。对于企业营销来说，加强营销工作人员的能力，努力扩大市场、掌握竞争对手的信息并进行客户分析，较之“堵漏”型的风险规避更能够保证企业营销的效果;而对于企业财务管理来讲，完整的管理制度以及富有责任心的工作人员，能够有效降低财务管理风险;以企业文化建设为主的员工忠诚度管理，比“缴纳违约金”的聘任合同更能够留住员工。
3.对积极心理学应用于企业管理的总结
积极心理学能够帮助解决企业管理中的难题
积极心理学从正面的角度看待企业管理，并非无限制地分析企业管理的缺点和漏洞，因而，更能够潜移默化地、从宏观的角度解决企业管理中的难题。一旦整个企业都在积极的状态下成长，即便是存在管理问题，也能够得以迅速解决。
积极心理学的应用能够提升企业竞争力
较之其他管理模式，积极心理学在企业管理中的应用，能够迅速提升企业的竞争力。积极心理学能够使企业员工整体都处于积极的状态，员工与企业之间的联系更加紧密，其他的企业管理策略也能够有效地推行开来，企业的日常运营更科学有效，这实际上就是企业竞争力提升的一种表现。
积极心理学的应用需要企业管理者自身管理能力不断提高
积极心理学是心理学应用与企业管理中较为新颖的一种理论，与其说它是一种管理方法或者管理模式，不如称之为一种管理理念。在不同的企业中应用积极心理学进行管理，其具体方法是不一样的，管理者对积极心理学的理解程度、将理论转化为实际管理行为的能动力，都影响着积极心理学的应用价值发挥，因此，企业管理者必须不断加强自身的管理能力，以便这种先进的管理理念能真正推动企业管理活动的发展。
结语
综上所述，积极心理学作为心理学研究中兴起的一个分支，将个体心理发展中最正面的行为以及心理特征作为研究对象，其研究结果可以应用到企业管理当中，不但能够对企业人力资源管理、企业文化建设进行改善，也能够应用在企业风险管理当中，其管理价值是值得我们重视的。
参考文献：
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[3]孙玉平.积极心理学在企业员工管理中的运用探究[J].淮海工学院学报(人文社会科学版)，2013(02)：12-14.
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管理学的无数案例表明，一个企业的成功经营不仅仅取决于它所拥有的资源多寡，在很大程度上是与其员工的工作积极性（士气）密不可分的。这不单单是表现在一个企业成功运作的时候需要员工高昂的工作积极性，还表现在当一个企业面临严峻挑战的时候，员工的团结一致和努力工作往往可以使企业转危为安。既然员工的工作积极性对企业来说如此重要，那么如何提升工作积极性呢？在本期会员期刊，我们将探讨影响员工工作积极性的各种因素，从领导者气质、工作氛围、员工的自我激励等方面进行阐述……影响员工工作积极性的因素分析企业内部影响员工工作积极性的因素很多，也很复杂，但从系统论的角度来看对其起影响的因素不外两个方面：外部环境和内部环境。内部环境就是员工自身因素，自我对工作积极性的调动，这些自身因素包括员工的成就动机、自我效能、自我激励等；外部环境是工作氛围，包括上司、同事、工作激励、工作本身。下面我们分别对这几种影响因素做进一步的阐述。1、成就动机。所谓成就动机，是指驱动一个人在社会活动的特定领域力求获得成功或取得成就的内部力量。强烈的成就动机使人具有很高的工作积极性，渴望将事情做得更为完美，提高工作效率，获得更大的成功。成就动机是影响员工工作积极性的一个基本的内部因素，在宏观层次上它受到员工所处的经济、文化、社会的发展程度的制约；在微观层次上，让每一个员工都有机会得到各种成功体验，培养和提高自我愿望等成就动机水平，将有助于改变他们对工作的消极态度，提高自我的工作积极性。2、自我效能。自我效能感被定义为人们对自己产生特定水准的，能够影响自己生活事件的行为之能力的信念。自我效能的信念决定了人们如何感受、如何思考、如何自我激励以及如何行为。自我效能决定了员工对自己工作能力的判断，积极、适当的自我效能感使员工认为自己有能力胜任所承担的工作，由此将持有积极的、进取的工作态度；而当员工的自我效能比较低，认为无法胜任工作，那么他将对工作将会有消极回避的想法，工作积极性将大打折扣。3、自我激励。工作中难免会遇到各种各样的挫折和失败，降低员工的成就动机并对自己的能力产生怀疑，所以必须要不断地进行自我激励，以维持强烈的成就动机和高水平的自我效能。4、上司对员工共作积极性的影响。上司是员工工作指令的来源，也是员工工作业绩的主要评价者，上司与员工之间的互动对员工的工作态度起着非常重要的影响。什么样的领导方式能有效的提高员工的工作积极性呢？台湾的组织社会学学者在对华人企业的研究中表明，许多企业会以家庭作为企业的隐喻，通过泛家族化的过程，传统的家族中的伦理或角色关系会类化到家族以外的团体或组织，领导者在企业中扮演的是家长的角色，要求领导者应该恩威并重，公平、公正地对待下属。同时心理学的研究认为，领导者敏锐地觉察追随者的情绪状态，了解并适当地满足追随者的需求，是有效地提高追随者积极性的重要因素。5、同事对员工共作积极性的影响。国人做事，一向讲究“天时”、“地利”、“人和”，其中“人和”是最重要的因素。文化传统和几十年“单位制”的影响使员工很看重工作中的人际关系，希望能够被人接纳，并能融入其中。同事之间良好的人际互动和工作氛围，将大大的提高员工的归属感，进而调动员工的工作积极性。6、工作激励。毫无疑问，恰当的激励对于提高员工的工作积极性有着不可忽视的作用。激励从不同的维度可以分为奖励和惩罚、物质激励与精神激励。值得注意的是，激励的前提假设是把员工看作是“经济人”还是假定为“社会人”，由于前提假设的不同，就会产生激励方式和手段的差异。把员工看作是“经济人”则激励会侧重于物质方面；如果把员工假定为“社会人”，则在物质激励的同时，还会对员工进行适当的精神激励。7、工作本身。同一件工作对于不同成就动机、自我效能的员工来说，意义是不同的，员工对此工作的积极性也是存在差异的，哪怕他们实际上都能把这份工作完成的很出色。这就要求管理者有能力分辨出员工的工作取向，分配恰当的工作，如此可以有效地提高员工的工作积极性。培养领袖气质、提高员工工作积极性著名心理学家豪斯认为，出色的领袖以其领袖气质指出下属前进的明确目标，帮助他们在情境不明的情况下明确方向，激励他们为实现目标而奋斗。一项有趣的研究表明，具有领袖特质的人常常利用他们的情绪表达能力来激励或影响他人，对那些具有领袖特质的领袖来说，一个典型的特征是他们能够唤起、激励、影响他人的情绪，另外这些领袖还拥有吸引他人注意的能力，它们是由交往能力和吸引潜在追随者注意的能力所构成的。这些理论还暗示着这样一个观点，也即具有领袖气质的人能够触摸到他人的情感深处。由此看来，管理者具有的领袖气质将对员工工作积极性的提升起着不可估量的作用。下面我们将详细阐述一下领袖气质的定义、结构构成、外在表现，以及如何培养领袖气质。一、对领袖气质的定义。可把领袖气质界定为基本的交流技能和社会技能的一个集合，通过技术性的情绪交流来唤起或激励他人的能力。领袖气质来自于与人沟通，以及唤起和激励他人采取行动的出色能力。拥有领袖气质的关键是拥有情绪交流的技能，特别是情绪表现力。有关领袖气质和社会技能的研究表明，领袖气质在社会表现力、领导能力、人际关系，以及心理健康的培养等方面都扮演了重要的角色。人们可以通过改善交流技能和社会技能来增强自身的领袖气质，发挥自身的人际效应。研究领导能力的杰伊•康格（Jay Conger）把领袖气质定义为一系列行为特质的集合，这些行为特质能让他人感受到一种魅力，包括发掘潜在机遇的能力、敏锐察觉追随者需求的能力、总结目标并公诸于众的能力、在追随者中间建立信任的能力，以及鼓动追随者实现领袖目标的能力。康格认为，追随者是否认为一个领袖具有领袖气质，取决于该领袖所表现出来的出色行为的数量、这些行为的强度，以及它们与情境的相关程度。二、领袖气质的结构构成。领袖气质的结构有三种基本的交流技能组成，它们分别为传递技能（即表达技能）、接收技能（即对输入的信息予以敏感处理的技能）和调控交流活动的技能。这三种技能的实施涉及两个领域：情绪交流领域和社会领域。因此，共有六种社会的和交流的基本技能：情绪表现力、情绪敏感性、情绪控制、社会表现力、社会敏感性和社会控制技能。情绪表达能力包括通过面部表情、手势和音调来传递非言语情感的能力。情绪控制力和情绪表现力把具有领袖气质的人造就成出色的情绪“演员”。除了情绪表现力和情绪控制力之外，一个具有领袖气质的人尚须具备洞悉他人情绪需求的能力。例如，他或她必须能够解读追随者的情绪，以便作出适当的反应。在领袖气质中，社会表现力这一成分包括言语技能和在社会交往中吸引他人注意的能力。社会表现力与情绪表现力相辅相成，情绪表现力涉及情感的自发表达，而社会表现力则与如何把思想自发地转换成言语和行动有关。社会敏感性包括破译和理解他人的言语信息的能力，并与了解社会规范和准则的程度密切相关。一个具有领袖气质的人正是利用社会敏感性这一技能，得以解读各种社会情境的需求。构成领袖气质的第三种社会技能称作社会控制能力，但其真正的含义要比其字面意义复杂得多。社会控制能力是扮演不同社会角色的基本技能。具有出色的社会技能的人是优秀的社会演员，能够胜任多种社会角色，在任何社会情境里都能如鱼得水。社会控制能力是与社会能力这个概念密切相关的一种基本技能。在某种程度上说，具有领袖气质的个体正是由于具有社会控制能力才使其表现出自信。三、领袖气质的外在表现。另一方面，具有领袖气质的人的社会效应如何，取决于他或她在别人眼里的可信度。为什么社会技能出色的、具有领袖气质的人看起来更诚实、更善于游说呢？研究人员对被试在实验录像中的言语行为和非言语行为进行了细致的分析，发现具有领袖气质和不具有领袖气质的人相比，前者说话较为流利，语速较快，情绪丰富（表现为微笑次数较多，面部表情丰富），与听众接近的暗示较多（较多的眼神接触，使用包容性代词如“我们”的次数较多），以及较多的表达情绪的手势，而紧张情绪表露较少（如抓耳挠腮，坐立不安等）。关于领袖气质所需的情绪和社会技能，并未忽视情境对一位出色领袖的影响。拥有社会技能的领袖应该能够解读情境的需求（以及追随者的需求），根据情境的需求来调整自己的领导行为。因此，真正具有领袖气质的、社会技能出色的领袖是“可塑的”，他们具有很强的环境适应能力，能够自如地应付各种需要领导筹划的情境。调查发现，表现能力强、具有领袖气质的人与缺乏情绪和社会技能的人相比，前者更令人喜爱、更积极、更有吸引力，也更有可能成为朋友或约会的对象。不过，这些具有领袖气质的人的“吸引力”不一定得之于漂亮或英俊的静态身体特征（如颇具吸引力的脸蛋或身材）。实际上，即使具有领袖气质的人不具备静态的外表吸引力（即美貌），也比具备这种吸引力但无领袖气质的人更富吸引力，因为他们具有所谓的“动态吸引力”。这是一种与人沟通、表达自己想法、激励他人的吸引力。四、如何提升领袖气质。大多数研究领袖气质的现代学者认为，领袖气质不是与生俱来的特质，而且，几乎没有一个心理学家会认为领袖气质是上帝赋于个体的某种能力。对领袖气质的最好诠释是个体特质的集合，它使拥有领袖气质的人对他人产生影响，诸如激励他人、领导他人、影响他人，或以某种方式影响他人的情感和行为。有关证据表明，人们是可以通过改善社会技能来增强领袖气质的。由于领袖气质来自于与人沟通，以及唤起和激励他人采取行动的出色能力，所以我们可以通过学习来培养领袖气质。那些用来使人们成为更加出色的交际者的方案，例如戴尔•卡耐基（Dale Carnegie）课程、公众演讲课程、人际技能和社会技能训练方案，以及被称作“培养领袖气质”的方案，在某种程度上确实有助于改善参与者的社会效应和交际技能。然而，目前尚缺旨在评价这些方案之效度的系统研究。团队氛围对员工工作积极性的影响一个令人愉快的工作氛围是高效率工作的一个很重要的影响因素，快乐而尊重的气氛对提高员工工作积极性起着不可忽视的作用。如果在工作的每一天都要身处毫无生气、气氛压抑的工作环境之中，那么员工怎么可能会积极地投入到工作中呢？管理者如果能够掌握创造良好工作氛围的技巧，并将之运用于自己的工作中，那么管理者将会能够识别那些没有效率和降低效率的行为，并能够有效地对之进行变革，从而高效、轻松地获得有创造性的工作成果。 本文将对创造良好的团队工作氛围提出几点建议。什么样的工作氛围才算是令人愉快的，并能够促使员工积极工作呢？良好的工作氛围是自由、真诚和平等的工作氛围，就是在员工对自身工作满意的基础上，与同事、上司之间关系相处融洽，互相认可，有集体认同感、充分发挥团队合作，共同达成工作目标、在工作中共同实现人生价值的氛围。在这种氛围里，每个员工在得到他人承认的同时，都能积极地贡献自己的力量，并且全身心地朝着组织的方向努力，在工作中能够随时灵活方便地调整工作方式，使之具有更高的效率。那么，如何才能创造一个良好的、令人愉快的工作氛围呢？工作氛围是一个看不见、摸不到的东西，但我们可以确定的是，工作氛围是在员工之间的不断交流和互动中逐渐形成的，没有人与人之间的互动，氛围也就无从谈起。制度在这方面所能起到的作用有限，最多也不过是起到一个最基本的保障作用。并且目前来看，我国企业的内部制度虽然不尽完善，但更重要的是制度因为多种原因不能够得到很好的执行，这就要求充分发挥人的作用。人是环境中最重要的因素，好的工作氛围是由人创造的。在中国，虽然人们在思想观念上已经发生了翻天覆地的变化，但传统文化对人的影响还是不可忽视的，不断在潜移默化的对企业组织中管理者和员工的行为产生影响，大部分企业组织的文化中都可以折射出传统文化的影子。这一点从我国绝大部分私营企业采取的都是家族式管理，而家长制在大多数国有企业中大行其道的现象中就可以得到证明。在这种社会文化的影响下，领导者处于绝对突出的位置，是工作中的核心人物，工作氛围在很大程度上受到领导者个人领导风格的影响，这就决定了良好的工作氛围的创造取决于管理者的管理风格。下列所提出的建议都需要管理者的身体力行方能发挥功效。首先，要从制度层面确定各个部门、工作职位之间的明确分工。部门之间、岗位之间的合作是否顺利是工作氛围好坏与否的一个重要标志，明确的分工才能有良好的合作。各部门职责明确，权力明确，并不意味着互不相关，所有的事都是公司的事，都是大家的事，职务分工仅仅是说工作程序是由谁来具体执行的，如此才不会发生互相推诿、推卸责任等影响工作氛围的情况发生。其次，从企业文化建设着手，提高员工工作激情，营造一个相互帮助、相互理解、相互激励、相互关心的工作氛围，从而稳定工作情绪，激发工作热情，形成一个共同的工作价值观，进而产生合力，达成组织目标。再次，真诚、平等的内部沟通是创造和谐的工作氛围的基础。企业内部绝对不应充许有官僚作风的存在，职务只代表分工不同, 只是对事的权责划分，应该鼓励不同资历、级别的员工之间的互相信任、互相帮助和互相尊重；每一个员工都有充分表达创意和建议的权利，能够对任何人提出他的想法，主动地进行沟通，被沟通方也应该积极主动地予以配合、回答或解释，但沟通的原则应是就事论事，绝不可以牵扯到其它方面。最后，还应该重视部门内团队的建设，努力尝试构建学习型组织，营造宽松的工作氛围。部门内应该有良好的学习风气，要鼓励和带领团队成员加强学习先进的技术和经验，在进行工作总结的时候应该同时进行广泛而有针对性的沟通和交流，共同分享经验，不断总结教训。自我效能理论在提高员工工作积极性方面的应用自我效能感与自信心非常相似，自我效能感被定义为人们对自己产生特定水准的，能够影响自己生活事件的行为之能力的信念。自我效能的信念决定了人们如何感受、如何思考、如何自我激励以及如何行为。因此，提高自我效能感可以看作是员工通过自我激励提高工作积极性的一个重要途径。
编码电子锁的设计与制作论文 随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。而锁自古以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。目前国内，大部分人使用的还是传统的机械锁。然而，眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾，互开率非常之高。所谓互开率，是各种锁具的一个技术质量标准，也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查，发现个别产品的互开率居然超标26倍。弹子锁质量好坏主要取决于弹子数量的多少以及弹子的大小，而弹子的多少和大小受一定条件的限制。此外，即使是一把质量过关的机械锁，通过急开锁，甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开，提供了发展的空间。 电子锁是第三代计算机防盗报警器的核心组成部分，用于识别用户身份的合法性。它有不少优点。例如保密性强，防盗性能好可以不需要钥匙，只要记住开锁的密码和方法，便可开锁,即方便又可避免因丢失钥匙带来的烦恼和损失。如果密码泄露,主人可以比较方便地设置新的开锁密码，不会造成损失，此外,编码电子锁将电子门铃和防盗报警与电子锁合为一体，实现了一物多用。由于以上诸多优点，编码电子锁能够广泛地应用于超市、住家、办公单位等许多场所。 1 系统方案选择 本次设计中分析了两种方案，一种是中规模集成电路控制的方案，另一种是单片机控制的方案。两中方案各有各的优缺点，通过以下两个方案的比较选择设计了其中一个方案。 1．1 中规模集成电路控制 方案一：采用集成电路控制。 编码电子锁电路分为编码电路、控制电路、复位电路、解码电路、防盗报警电路、门铃电路。电子锁主要由输入元件、电路(包括电源)以及锁体三部分组成，后者包括电磁线圈、锁拴、弹簧和锁柜等。当电磁线圈中有一定的电流通过时，磁力吸动锁栓，锁便打开。用发光二极管代表电磁线圈，当发光二极管为亮状态时，代表电子锁被打开。每来1个输入时钟，编码电路的相应状态就向前前进一步。在这个操作过程中，如果按照规定的代码顺序按动编码按键，编码电路的输出就跟随这个代码的信息。正确输入编码按键的数字，控制电路通过整形供给编码电路时钟。一直按规定的编码顺序操作完，则解码电路驱动开锁电路把锁打开。在操作过程中，如果没有按照规定代码顺序按下数字键或按动了其他键，控制电路将驱动防盗报警电路产生报警信号。方案二：采用一种是用以at89s51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的io端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。 电子密码的硬件以单片机AT89C51 为核心。AT89C51 是一种带4k 字节闪烁可编程、可擦除只读，存储器FPEROM（Falsh Programmable and ErasableRead Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8 位微处理器。其外接12 个按钮组成的3×4 键盘，通过4511 和7406（或7407）等驱动电路与单片机相连，以实现密码等的显示功能;利用串行EαPROM 存储器AT93C46 实现密码有效的永久保存。电子密码锁由键盘输入的识别、4位LED的显示、密码的比较、修改、存储、AT93C46 的读取与写入、报警和开锁控制电平的输出。根据框图，结合硬件结构，可以将键盘输入的识别用来作为系统的监控程序（主程序），用显示程序来延时，不断查询键盘。如果有键按下，就得到相应的键值。结合当前系统所处的状态，调用不同的操作模块，实现相应的功能。而执行模块主要有数字输入模块、确定键模块、修改键模块及显示模块。 方案比较 设计本课题时构思了两种方案：方案一是用锁存器74LS74、74LS00、74LS20和555基集成块构成的数字逻辑电路控制；方案二是用以AT89C51为核心的单片机控制。考虑到编码电子锁制作成本低，设计要求少，易实现控制要求，而单片机方案原理的复杂，调试较为繁琐，本人对数字电路基础较熟悉，有利于研究该课题。所以采用了方案一。 因此对该课题的研究具有实际应用价值。 在指导老师、同学和实习单位同事的帮助下，我顺利地完成了毕业论文。使我从中掌握了查阅资料的方法和分析问题的能力。 毕业论文的顺利完成，离不开各位同学、同学和朋友的关心和帮助。在整个的毕业论文学写作中，各位老师、同学和朋友积极的帮助我和提供有利于论文写作及毕业设计的建议和意见，在他们的帮助下，论文得于不断的完善，最终帮助完成了整个毕业论文和设计。 感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文得以完成的基础。
全文地址 摘要：简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用，对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料，与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器，在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展，生物传感器在市场上具有极强的竞争力。关键词：生物传感器；发酵工业；环境监测。一、 引言从1962年，Clark和Lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里，生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主，但是由于酶的价格昂贵并不够稳定，因此以酶作为敏感材料的传感器，其应用受到一定的限制。近些年来，微生物固定化技术的不断发展，产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件，与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外，还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前，光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术（PCR）的发展，应用PCR的DNA生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域1、 发酵工业各种生物传感器中，微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质，并且发酵液往往不是清澈透明的，不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰，并且不受发酵液混浊程度的限制。同时，由于发酵工业是大规模的生产，微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定，代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成，利用微生物的同化作用耗氧，通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量，从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要，用荧光假单胞菌（Psoudomonas fluorescens）代谢消耗葡萄糖的作用，通过氧电极进行检测，可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比，测定结果是类似的，而微生物电极灵敏度高，重复实用性好，而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时，乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长，因此需要在线测定。用固定化酵母（Trichosporon brassicae），透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外，还有用大肠杆菌（）组合二氧化碳气敏电极，可以构成测定谷氨酸的微生物传感器，将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内，由细菌—胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面，一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面，细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定，其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此，可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量（biochemical oxygen demand –BOD）的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的BOD测定需要5天的培养期，操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大，不宜现场监测，所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前，有研究人员分离了两种新的酵母菌种SPT1和SPT2，并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量BOD，其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中BOD的测定，其测量最小值可达2 mg/l，所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器，用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料，在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存，浸泡后即恢复活性，为海水中BOD的测定提供了快捷简便的方法[4]。除了微生物传感器，还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的BOD值。该传感器的反应时间是15min，最适工作条件为30°C，pH=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响（在1000mg/l范围内），并且不被重金属（Fe3+、Cu2+、Mn2+、Cr3+、Zn2+）所影响。该传感器已经应用于河水BOD的测定，并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将BOD生物传感器经过光处理（即以TiO2作为半导体，用6 W灯照射约4min）后，灵敏度大大提高，很适用于河水中较低BOD的测量[5]。同时，一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的BOD值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管，假单胞细菌（Pseudomonas fluorescens）用光致交联的树脂固定在反应器的底层，该测量方法既迅速又简便，在4℃下可使用六周，已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器，多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(NOx-)，它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的NOx-进行了测量，其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在pH=、31℃时一周测量200余次，活性保持不变，两周后活性降低20%。传感器寿命为7天，其设备简单，成本低，操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量，所用细菌是，与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌，此种细菌含有荧光基因，在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白，从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内，制成微生物传感器，用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌（）中，用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前，有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来，以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为：pH=、35℃，连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属（Pseudomonas rathonis）制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器，将微生物细胞固定在凝胶（琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐）和聚乙醇膜上，可以用层析试纸GF/A，或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联，长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器，用于测定有机磷杀虫剂，使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶，对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol，在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器，使用丙酮酸氧化酶G，与自动系统CL-FIA台式电脑结合，可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐，在25°C下可以使用两周以上，重复性高[12]。最近，有一种新型的微生物传感器，用细菌细胞作为生物组成部分，测定地表水中壬基酚（nonyl-phenol etoxylate --NP-80E）的含量。用一个电流型氧电极作传感器，微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上，其测量原理是测量毛孢子菌属（Trichosporum grablata）细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min，寿命为7~10天（用于连续测定时）。在浓度范围内，电信号与NP-80E浓度呈线性关系，很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外，污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的，基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌（Vibrio fischeri）体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌（Alcaligenes eutrophus (AE1239)）中，细菌在铜离子的诱导下发光，发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中，可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前，这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母（Saccharomyces cerevisiae）重组菌株作为生物元件，这些菌株带有酒酿酵母CUP1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacZ基因的融合体。其工作原理，首先是CUP1启动子被Cu2+诱导，随后乳糖被用作底物进行测量。如果Cu2+存在于溶液中，这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源，这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定CuSO4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中，使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度，其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔，所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功，使用嗜碱性细菌Alcaligenes cutrophus，并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量，其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌（ cyanobacterium Spirlina subsalsa）和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质，对三种主要污染物（重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂）的不同浓度进行了测定，均可监测到它们的有毒反应，重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术（PCR）的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用，不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用PCR技术的DNA压电生物传感器，可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上，用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的DNA样品进行同样的杂交反应并由PCR放大，产物为气单胞菌属（Aeromonas hydrophila）的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因，这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质，目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的PSP毒素[20]。DNA传感器也在迅速的得到应用，目前有一种小型化DNA生物传感器，能将DNA识别信号转换为电信号，用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性，并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法，目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。
数控技术发展趋势——智能化数控系统 1 国内外数控系统发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。 2 数控技术发展趋势 性能发展方向 (1)高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。 (2)柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。 (3)工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。 (4)实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。
机电毕业论文-实现变频调速器多电机控制[摘要]本文介绍了一种plc与变频调速器构成的多分支通讯网络，阐明了该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性，给出了系统框图及plc程序。[关键词]plc变频调速器多电机控制网络通讯协议一、引言以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例，一般的系统构成如图1所示。工作时操作人员通过控制机（可为plc或工业pc）设定比例运行参数，然后控制机通过d/a转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多，电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线，一方面电机数目较多，另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低；同时大量d/a转换模件使系统成本增加。为此我们提出了plc与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强，尤其适合远距离，多电机控制。二、系统硬件构成系统硬件结构如图2所示，主要由下列组件构成；1、fx0n—24mr为plc基本单元，执行系统及用户软件，是系统的核心。2、fx0n—485adp为fx0n系统plc的通讯适配器，该模块的主要作用是在计算机—plc通讯系统中作为子站接受计算机发给plc的信息或在多plc构成n:n网络时作为网络适配器，一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上，将其作为通讯主站使用，完成变频调速器控制信号的发送。3、fr—cu03为fr—a044系列比例调速器的计算机连接单元，符合rs—422/rs—485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、运行频率设定）、参数设定和状态监控等功能，是变频器的网络接口。4、fr—a044变频调查器，实现电机调速。在1:n（本文中为1:3）多分支通讯网络中，每个变频器为一个子站，每个子站均有一个站号，事先由参数设定单元设定。工作过程中，plc通过fx0n—485adp发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息；若不一致则放弃该信息的处理，这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。三、软件设计1、通讯协议fr—cu03规定计算机与变频器的通讯过程如图3所示，该过程最多分5个阶段。?、计算机发出通讯请求；?、变频器处理等待；?、变频器作出应答；?、计算机处理等待；?、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程，如写变频器启停控制命令时完成?~?三个过程；监视变频器运行频率时完成?~?五个过程。不论是写数据还是读数据，均有计算机发出请求，变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4分别为写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。2、plc编程要实现对变频器的控制，必须对plc进行编程，通过程序实现plc与变频器信息交换的控制。plc程序应完成fx0n—485adp通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。plc梯形图程序（部分程序）如图5所示。程序中通讯发送缓冲区为d127~d149；接受缓冲区为d150~d160。电机1启动、停止分别由x0的上升、下降沿控制；电机2启动、停止分别由x1的上升、下降沿控制；电机3启动、停止分别由x2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲m8002初始化fx0n—485adp的通讯协议；然后进行启动、停止信号的处理。以电机1启动为例，x0的上升沿m50吸合，变频器1的站号送入d130，运行命令字送入d135，enq、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入d131、d132、d133；接着求校验和并送入d136、d137；最后置m8122允许rs指令发送控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息，此信息fx0n—485adp收到后置m8132，plc根据情况作出相应处理后结束程序。四、变频器制动的思路和新方法在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态；或当电动机从高速到低速（含停车减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机可能处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时，这部分能量就可能对变频器带来损坏，所以这部分能量我们就应该考虑考虑了。在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有两种：(1)、耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中，称之为动力制动状态；(2)、使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态（又称再生制动状态）。还有一种制动方式，即直流制动，可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。在书籍、刊物上有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用，尤其是近些时间有过许多关于“能量回馈制动”方面的文章。今天，笔者提供一种新型的制动方法，它具有“回馈制动”的四象限运转、运行效率高等优点，也具有“能耗制动”对电网无污染、可靠性高等好处。1、能耗制动利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动。其优点是构造简单；对电网无污染（与回馈制动作比较），成本低廉；缺点是运行效率低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。一般在通用变频器中，小功率变频器（22kw以下）内置有了刹车单元，只需外加刹车电阻。大功率变频器（22kw以上）就需外置刹车单元、刹车电阻了。2、回馈制动实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动。回馈制动的优点是能四象限运行,电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：(1)、只有在不易发生故障的稳定电网电压下（电网电压波动不大于10%），才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。(2)、在回馈时，对电网有谐波污染。(3)、控制复杂，成本较高。3、新型制动方式（电容反馈制动）主回路原理整流部分采用普通的不可控整流桥进行整流，滤波回路采用通用的电解电容，延时回路采用接触器或可控硅都行。充电、反馈回路由功率模块igbt、充电、反馈电抗器l及大电解电容c（容量约零点几法，可根据变频器所在的工况系统决定）组成。逆变部分由功率模块igbt组成。保护回路，由igbt、功率电阻组成。(1)电动机发电运行状态cpu对输入的交流电压和直流回路电压νd的实时监控，决定向vt1是否发出充电信号，一旦νd比输入交流电压所对应的直流电压值（如380vac—530vdc）高到一定值时，cpu关断vt3，通过对vt1的脉冲导通实现对电解电容c的充电过程。此时的电抗器l与电解电容c分压，从而确保电解电容c工作在安全范围内。当电解电容c上的电压快到危险值（比如说370v），而系统仍处于发电状态，电能不断通过逆变部分回送到直流回路中时，安全回路发挥作用，实现能耗制动（电阻制动），控制vt3的关断与开通，从而实现电阻r消耗多余的能量，一般这种情况是不会出现的。(2)电动机电动运行状态当cpu发现系统不再充电时，则对vt3进行脉冲导通，使得在电抗器l上行成了一个瞬时左正右负的电压，再加上电解电容c上的电压就能实现从电容到直流回路的能量反馈过程。cpu通过对电解电容c上的电压和直流回路的电压的检测，控制vt3的开关频率以及占空比,从而控制反馈电流，确保直流回路电压νd不出现过高。系统难点(1)电抗器的选取(a)、我们考虑到工况的特殊性，假设系统出现某种故障，导致电机所载的位能负载自由加速下落，这时电机处于一种发电运行状态，再生能量通过六个续流二极管回送至直流回路，致使νd升高，很快使变频器处于充电状态，这时的电流会很大。所以所选取电抗器线径要大到能通过此时的电流。（b）、在反馈回路中，为了使电解电容在下次充电前把尽可能多的电能释放出来，选取普通的铁芯（硅钢片）是不能达到目的的，最好选用铁氧体材料制成的铁芯，再看看上述考虑的电流值如此大，可见这个铁芯有多大，素不知市面上有无这么大的铁氧体铁芯，即使有，其价格也肯定不会很低。所以笔者建议充电、反馈回路各采用一个电抗器。(2)控制上的难点（a）、变频器的直流回路中，电压νd一般都高于500vdc，而电解电容c的耐压才400vdc，可见这种充电过程的控制就不像能量制动（电阻制动）的控制方式了。其在电抗器上所产生的瞬时电压降为，电解电容c的瞬时充电电压为νc=νd-νl，为了确保电解电容工作在安全范围内（≤400v），就得有效的控制电抗器上的电压降νl，而电压降νl又取决于电感量和电流的瞬时变化率。（b）、在反馈过程中，还得防止电解电容c所放的电能通过电抗器造成直流回路电压过高，以致系统出现过压保护。主要应用场合及应用实例正是由于变频器的这种新型制动方式（电容反馈制动）所具有的优越性，近些来，不少用户结合其设备的特点，纷纷提出了要配备这种系统。由于技术上有一定的难度，国外还不知有无此制动方式？国内目前只有山东风光电子公司由以前采用回馈制动方式的变频器（仍有2台在正常运行中）改用了这种电容反馈制动方式的新型矿用提升机系列，到目前为止，这种电容反馈制动的变频器正长期正常运行在山东宁阳保安煤矿及山西太原等地，填补了国内这一空白。随着变频器应用领域的拓宽，这个应用技术将大有发展前途，具体来讲，主要用在矿井中的吊笼（载人或装料）、斜井矿车（单筒或双筒）、起重机械等行业。总之需要能量回馈装置的场合都可选用。五、结语1、实际使用表明，该方案能够实现plc通过网络对变频调速器的运行控制、参数设定和运行状态监控。2、该系统最多可控制变频调速器32台，最大距离500m。3、控制多台变频器，成本明显低于d/a控制方式。4、随着变频器的增加，通讯延迟加大，系统响应速度低于d/a控制方式。参考文献1、韩安荣.通用变频器及其应用(第2版)[m].北京:机械工业出版社,2、刘文兵（1981—）男从事过变频器的应用工作，现在台州富凌机电制造有限公司,从事变频器的设计与制造。鸣谢在论文完成之际，我真心地感谢在设计之中给予我帮助的荀延龙老师和各位同事，使我如期完成毕业论文，并使我终生受益。在论文的完成过程中，系里的各位老师对我帮助很大。在此深表谢意！其他的同学也给予我许多关心和帮助，真诚地感谢他们。