畢業(yè)論文-基于單片控制的三相全控橋觸發(fā)電路設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)論文-基于單片控制的三相全控橋觸發(fā)電路設(shè)計(jì) 摘 要電子技術(shù)的應(yīng)用已深入到工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)交通運(yùn)輸空間技術(shù)國(guó)防現(xiàn)代化醫(yī)療環(huán)保和人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域進(jìn)入新世紀(jì)后電力電子技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛因此對(duì)電力電子技術(shù)的研究更為重要近幾年越來(lái)越多電力電子應(yīng)用在國(guó)民工業(yè)中一些技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家經(jīng)過(guò)電力電子技術(shù)處理的電能己達(dá)到總電能的一半以上本文主要介紹基于單片機(jī)8098芯片控制的三相橋式全控整流電路的主電路和觸發(fā)電路的原理及控制電路軟件部分由8098高級(jí)語(yǔ)言編程具體運(yùn)行由工頻三相電壓經(jīng)變壓器后在芯片控制下在不同的時(shí)刻發(fā)出不同的脈沖信號(hào)去控制相應(yīng)的scr可控硅整流為直流電給負(fù)載供電此種控制方式其主要優(yōu)點(diǎn)是輸出波形穩(wěn)

2、定和可靠性高觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單控制靈活影響小控制精度可通過(guò)軟件補(bǔ)償移相范圍可任意調(diào)節(jié)等特點(diǎn)目前已獲得業(yè)界的廣泛認(rèn)可abstractthe application of electronic technology has deep into the industrial and agricultural economic development transportation space technology the modernization of national defense medical environmental protection and all fields of peoples

3、 daily life after entering the new century the power electronic technology application more widely so the study of power electronic technology is more important in recent years more and more power electronic application in the national industry some technology of advanced countries through power ele

4、ctronic technology processing power has reached more than half of total power mainly introduced in this paper based on single chip microcomputer 8098 control chip three-phase bridge type all control the rectifier circuit of main circuit and the principle of trigger circuit and control circuit the so

5、ftware part consists of 8098 high-level language programming specific operation by three-phase power frequency voltage through a transformer in under control chip at different times after different pulse signal to control the corresponding scr silicon controlled rectifier direct current to power a l

6、oad this kind of control method its main advantages are the output waveform is stable and high reliability and strong anti-interference characteristics trigger circuit has simple structure flexible control the temperature effect is small can through the software compensation control precision the ph

7、ase shifting range can be arbitrary adjustment etc has won wide recognition in the industry and will be well used in many industrial control keywords mcu trigger angle of thyristor and the synchronization signal 目 錄摘要abstract引言111 研究背景和意義1 111 晶閘管的發(fā)展現(xiàn)狀1112 電力電子技術(shù)的前景2113 晶閘管的應(yīng)用2第二章 三相可控整流電路晶閘管的介紹521

8、三相橋式整流電路晶閘管的特征5211 晶閘管的開(kāi)關(guān)特點(diǎn)5 212 晶閘管的幾種導(dǎo)通方式6213 晶閘管的基本特性6214 晶閘管的觸發(fā)6第三章 三相橋式全控整流電路731 三相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載732 三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載12第四章 at89c52芯片介紹1641 at89c52主要性能參數(shù)1642 at89c52引腳及內(nèi)部器件功能說(shuō)明17第五章 控制系統(tǒng)原理4551 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖4552 觸發(fā)器硬件組成移相觸發(fā)脈沖的控制原理5061 晶閘管的參數(shù)及其選擇50611 晶閘管及平波電抗器50612 晶閘管的保護(hù)5162 具體器件的計(jì)算與選擇52第7章 軟件設(shè)計(jì)5871 觸發(fā)脈沖

9、控制軟件的設(shè)計(jì)57結(jié)論65致謝66參考文獻(xiàn)67引 言 研究背景和意義基于at89c52單片機(jī)的三相整流觸發(fā)控制系統(tǒng)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)即使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)111晶閘管的發(fā)展現(xiàn)狀晶閘管出現(xiàn)前的時(shí)期用于電力變換的電子技術(shù)已經(jīng)存在1904年出現(xiàn)了電子管 valve 能在真空中對(duì)電子流進(jìn)行控制并應(yīng)用于通信和無(wú)線電從而開(kāi)了電子技術(shù)之先河后來(lái)出現(xiàn)了水銀整流器mercury-vapour thyratrons其性能和晶閘管很相似在30年代到50年代是水銀整流器發(fā)展迅速并大量應(yīng)用的時(shí)期它廣泛用于電化學(xué)工業(yè)電氣鐵道直流變電所以及軋鋼用直流電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)甚至用于直流輸電各種整流電路逆變

10、電路周波變流電路的理論己經(jīng)發(fā)展成熟并廣為應(yīng)用在晶閘管出現(xiàn)以后的相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)所使用的電路形式仍然是這些形式交流電變?yōu)橹绷麟姷姆椒ǔy整流器外還有發(fā)展更早的電動(dòng)機(jī)一直流發(fā)電機(jī)組即變流機(jī)組和旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組相對(duì)應(yīng)靜止變流器的稱(chēng)呼從水銀整流器開(kāi)始并沿用至今1947年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晶體管transistor引發(fā)了電子技術(shù)的一場(chǎng)革命晶閘管1957年scrsilicon controlled rectifier可通過(guò)門(mén)極控制開(kāi)通但通過(guò)門(mén)極不能控制關(guān)斷屬于半控型器件目前由于其能承受的電壓電流容量仍是目前器件中最高的而且工作可靠所以許多大容量場(chǎng)合仍大量使用112 電力電子技術(shù)的前景電力電子器件發(fā)展的目標(biāo)是大

11、容量高頻率易驅(qū)動(dòng)低損耗小體積高芯片利用率模塊化新的控制技術(shù)的使用以減小電力電子器件的開(kāi)關(guān)損耗如軟開(kāi)關(guān)技術(shù)通過(guò)諧振電路使得器件在零電壓zvs或零電流zcs的狀態(tài)下進(jìn)行開(kāi)關(guān)電力電子應(yīng)用系統(tǒng)向著高效節(jié)能小型化和智能化的方向發(fā)展113 晶閘管的應(yīng)用一般工業(yè)直流電動(dòng)機(jī)有良好的調(diào)速性能給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置近年來(lái)電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展使交流電機(jī)的調(diào)速性能可與直流電機(jī)媲美交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位幾百w到數(shù)千kw的變頻調(diào)速裝置軟起動(dòng)裝置等電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源如電解鋁電解食鹽水等冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應(yīng)加熱電源淬火電源及直流電弧爐電源等場(chǎng)合需要大容量整流電源電

12、鍍裝置也需要整流電源交通運(yùn)輸電氣機(jī)車(chē)中的直流機(jī)車(chē)中采用整流裝置交流機(jī)車(chē)采用變頻裝置直流斬波器也廣泛用于鐵道車(chē)輛在未來(lái)的磁懸浮列車(chē)中電力電子技術(shù)更是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)除牽引電機(jī)傳動(dòng)外車(chē)輛中的各種輔助電源也都離不開(kāi)電力電子技術(shù)電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)靠電力電子裝置進(jìn)行電力變換和驅(qū)動(dòng)控制其蓄電池的充電也離不開(kāi)電力電子裝置一臺(tái)高級(jí)汽車(chē)中需要許多控制電機(jī)它們也要靠變頻器和斬波器驅(qū)動(dòng)并控制飛機(jī)船舶需要很多不同要求的電源因此航空和航海都離不開(kāi)電力電子技術(shù)如果把電梯也算做交通運(yùn)輸那么它也需要電力電子技術(shù)以前的電梯大都采用直流調(diào)速系統(tǒng)近年來(lái)交流變頻調(diào)速成為主流電力系統(tǒng)電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中有非常廣泛的應(yīng)用最終用戶在使用電能時(shí)

13、常常需要進(jìn)行預(yù)處理如降壓濾波無(wú)功補(bǔ)償?shù)葥?jù)估計(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家在用戶最終使用的電能中有60以上至少經(jīng)過(guò)一次電力電子變流裝置的處理電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進(jìn)程中電力電子技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一毫不夸張地說(shuō)離開(kāi)電力電子技術(shù)電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化是不可想象的直流輸電在長(zhǎng)距離大容量輸電時(shí)有很大的優(yōu)勢(shì)其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置近年發(fā)展起來(lái)的柔性交流輸電可以大幅度提高電網(wǎng)輸電能力和穩(wěn)定性手段快速精確連續(xù)地控制大容量有功和無(wú)功等參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)潮流變化功率流向輸送能力阻尼振蕩的性能加以改進(jìn)和提高如有源濾波器apf active power filter一可進(jìn)行用戶端的無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制不間斷電源ups和各種

14、開(kāi)關(guān)電源這一類(lèi)的應(yīng)用最為普遍各種電子裝置一般都需要不同電壓等級(jí)的直流電源供電通信設(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源以前用晶閘管整流電源現(xiàn)在己改為采用全控型器件的高頻開(kāi)關(guān)電源大型計(jì)算機(jī)所需的工作電源微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開(kāi)關(guān)電源在各種電子裝置中以前大量采用線性穩(wěn)壓電源供電由于高頻開(kāi)關(guān)電源體積小重量輕效率高現(xiàn)在己逐漸取代了線性電源家用電器照明在家用電器中有卜分突出的地位由于電力電子照明電源體積小發(fā)光效率高可節(jié)省大量能源通常被稱(chēng)為節(jié)能燈正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈變頻空調(diào)器是家用電器中應(yīng)用電力電子技術(shù)的典型例子之一電視機(jī)音響設(shè)備家用計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的電源部分也都需要電力電子技術(shù)此外有些

15、洗衣機(jī)電冰箱微波爐等電器也應(yīng)用了電力電子技術(shù)新能源的開(kāi)發(fā)和利用傳統(tǒng)的發(fā)電方式是火力發(fā)電水力發(fā)電以及后來(lái)興起的核能發(fā)電能源危機(jī)后各種新能源可再生能源及新型發(fā)電方式越來(lái)越受到重視其中太陽(yáng)能發(fā)電風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展較快燃料電池更是備受關(guān)注太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電受環(huán)境的制約發(fā)出的電力質(zhì)量較差常需要儲(chǔ)能裝置緩沖需要改善電能質(zhì)量這就需要電力電子技術(shù)當(dāng)需要和電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)時(shí)也離不開(kāi)電力電子技術(shù)為了合理地利用水力發(fā)電資源近年來(lái)抽水儲(chǔ)能發(fā)電站受到重視其中的大型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速都需要電力電子技術(shù)超導(dǎo)儲(chǔ)能是未來(lái)的一種儲(chǔ)能方式它需要強(qiáng)大的直流電源供電這也離不開(kāi)電力電子技術(shù)核聚變反應(yīng)堆在產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)和注入能量時(shí)需要大容量的脈沖

16、電源這種電源就是電力電子裝置科學(xué)實(shí)驗(yàn)或某些特殊場(chǎng)合常常需要一些特種電源這也是電力電子技術(shù)的用武之地第二章 三相可控整流電路晶閘管的介紹 21 三相橋式整流電路晶閘管的特征211 晶閘管的開(kāi)關(guān)特點(diǎn)當(dāng)scr的陽(yáng)極和陰極電壓uak0即ea下正上負(fù)無(wú)論門(mén)極g加什么電scr始終處于關(guān)斷狀態(tài) 圖212當(dāng)uak0時(shí)只有egk0scr才能導(dǎo)通說(shuō)明scr具有正向阻斷能力 3scr一旦導(dǎo)通門(mén)極g將失去控制作用即無(wú)論eg如何一均保持導(dǎo)通狀態(tài)scr導(dǎo)通后的管壓降為1v左右主電路中的電流i由r和rw以及ea的大小決定4當(dāng)uak0時(shí)無(wú)論scr原來(lái)的狀態(tài)都會(huì)使r熄滅即此時(shí)scr關(guān)斷其實(shí)在i逐漸降低通過(guò)調(diào)整rw至某一個(gè)小數(shù)值

17、時(shí)剛剛能夠維持scr導(dǎo)通如果繼續(xù)降低i則scr同樣會(huì)關(guān)斷該小電流稱(chēng)為scr的維持電流綜上所述scr導(dǎo)通條件 uak0同時(shí)ugk0由導(dǎo)通關(guān)斷的條件使流過(guò)scr的電流降低至維持電流以下一般通過(guò)減小ea直至ea0來(lái)實(shí)現(xiàn)212 晶閘管的幾種導(dǎo)通方式1正常觸發(fā)導(dǎo)通uak0同時(shí)ugk02陽(yáng)極電壓作用當(dāng)uak上升至某個(gè)大數(shù)值使v2的漏電流由于雪崩效應(yīng)而加大同時(shí)由于正反饋而使漏電流放大最終使scr飽和導(dǎo)通3dudt作用如果uak以高速率上升則在中間結(jié)電容上產(chǎn)生的電流可以引起導(dǎo)通4溫度作用溫度上升v1v2的漏電流加大引起導(dǎo)通5光觸發(fā)當(dāng)強(qiáng)光直接照射在硅片上產(chǎn)生電子空穴對(duì)在電場(chǎng)的作用產(chǎn)生觸發(fā)scr的電流目前有一些場(chǎng)

18、合使用這種方式來(lái)觸發(fā)scr如高壓直流輸電hvdc這種方式可以保證控制電路和主電路之間有良好的絕緣這種scr又稱(chēng)為光控晶閘管light triggered thyristorltt213 晶閘管的基本特性1承受反向電壓時(shí)無(wú)論門(mén)極是否有觸發(fā)電流晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通2承受正向電壓時(shí)僅在門(mén)極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開(kāi)通3晶閘管一旦導(dǎo)通門(mén)極就失去控制作用4要使晶閘管關(guān)斷只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以從這個(gè)角度可以看出晶閘管是一種電流控制型的電力電子器件214 晶閘管的觸發(fā)1作用產(chǎn)生符合要求的門(mén)極觸發(fā)脈沖保證晶閘管在需要的時(shí)刻由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通2廣義上講晶閘管觸發(fā)電路還包括對(duì)其觸發(fā)時(shí)刻進(jìn)行控制的相

19、位控制電路3晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通門(mén)極電流應(yīng)大于擎住電流觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度不超過(guò)門(mén)極電壓電流和功率且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)應(yīng)有良好的抗干擾性能溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離三相全橋按負(fù)載不同可分為帶電阻和帶電感負(fù)載以下分別討論這兩種負(fù)載的區(qū)別第三章 三相橋式全控整流電路31 三相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載圖31三相橋式全控整流電路原理圖三相全橋的特點(diǎn) 負(fù)載容量較大或要求直流電壓脈動(dòng)較小易濾波時(shí)使用三相整流電路 應(yīng)用最為廣泛 共陰極組陰極連接在一起的3個(gè)晶閘管vt1vt3vt5 共陽(yáng)極組陽(yáng)極連接在一起的3個(gè)晶閘管vt4vt6vt2 注意編號(hào)順序135和46

20、2一般不特別說(shuō)明均采用這樣的編號(hào)順序 由于零線平均電流為零所以可以不用零線對(duì)于每相二次電源來(lái)說(shuō)每個(gè)工作周期中即有電流也有負(fù)電流所以不存在直流磁化問(wèn)題提高了繞組利用率1 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 0時(shí)的情況圖32 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 0時(shí)的波形1帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況1 0時(shí)的情況對(duì)于共陰極阻的3個(gè)晶閘管陽(yáng)極所接交流電壓值最大的一個(gè)導(dǎo)通對(duì)于共極組的3個(gè)晶閘管陰極所接交流電壓值最低或者說(shuō)負(fù)得最多的導(dǎo)通任意時(shí)刻共陽(yáng)極組和共陰極組中各有1個(gè)scr處于導(dǎo)通狀態(tài)其余的均處于關(guān)斷狀態(tài)觸發(fā)角的起點(diǎn)仍然是從自然換相點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算注意正負(fù)方向均有自然換相點(diǎn)從線電壓波形看ud為線電壓中最大的一個(gè)因此u

21、d波形為線電壓的包絡(luò)線表33三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載 0時(shí)晶閘管工作情況 時(shí)段共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管vt1 vt1 vt3 vt3vt5vt5共陽(yáng)極組中導(dǎo)通的晶閘管vt6vt2 vt2vt4vt4vt6整流輸出電壓uduaub uabuauc uacubuc ubcubua ubaucub ucaucub ucb2三相橋式全控整流電路的特點(diǎn)三相全橋 兩個(gè)同時(shí)導(dǎo)通形成供電回路其中共陰極組和共陽(yáng)極組各有一個(gè)導(dǎo)通且不能為同相的兩個(gè)否則沒(méi)有輸出 對(duì)觸發(fā)脈沖的要求 按vt1vt2vt3vt4vt5vt6的順序相位依次差60 共陰極組vt1vt3vt5的脈沖依次差120共陽(yáng)極組vt4vt6vt2也依次

22、差120 同一相的上下兩個(gè)橋臂即vt1與vt4vt3與vt6vt5與vt2脈沖相差180 ud一周期脈動(dòng)6次每次脈動(dòng)的波形都一樣所以三相全橋電路稱(chēng)為6脈波整流電路 需保證同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘管均有脈沖采用兩種方法一種是寬脈沖觸發(fā)大于60 另一種是雙脈沖觸發(fā)常用在ud的6個(gè)時(shí)間段均給應(yīng)該導(dǎo)通的scr提供觸發(fā)脈沖而不管其原來(lái)是否導(dǎo)通所以每隔60就需要提供兩個(gè)觸發(fā)脈沖 實(shí)際提供脈沖的順序?yàn)関t1vt2vt2vt3vt3vt4vt4vt5vt5vt6vt6vt1vt1vt2不斷重復(fù) 晶閘管承受的電壓波形與三相半波時(shí)相同晶閘管承受最大正反向電壓的關(guān)系也相同為ufm urm 245 u22 三相橋式全控整流

23、電路帶電阻負(fù)載 30時(shí)的情況圖34 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 30時(shí)的波形晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了30組成的每一段線電壓因此推遲30從ut1開(kāi)始把一周期等分為6段ud波形仍由6段線電壓構(gòu)成每一段導(dǎo)通晶閘管的編號(hào)等仍符合表3-3的規(guī)律變壓器二次側(cè)電流iu波形的特點(diǎn)在vt1處于通態(tài)的120期間iu為正iu波形的形狀與同時(shí)段的ud波形相同在vt4處于通態(tài)的120期間iu波形的形狀也與同時(shí)段的ud波形相同但為負(fù)值3 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 60時(shí)工作情況ud波形中每段線電壓的波形繼續(xù)后移平均值繼續(xù)降低 60時(shí)ud出現(xiàn)為零的點(diǎn)因?yàn)樵谠擖c(diǎn)處線電壓為零4 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載60時(shí)工

24、作情況當(dāng)60時(shí)如 90時(shí)電阻負(fù)載情況下的工作波形如圖35所示圖35三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 90時(shí)的波形小結(jié) 當(dāng)60時(shí)ud波形均連續(xù)對(duì)于電阻負(fù)載id波形與ud波形一樣也連續(xù) 當(dāng)60時(shí)ud波形每60中有一段為零ud波形不能出現(xiàn)負(fù)值 帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路角的移相范圍是12032 三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載1 三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載時(shí)的工作情況當(dāng)60時(shí)ud波形連續(xù)工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似各晶閘管的通斷情況輸出整流電壓ud波形晶閘管承受的電壓波形等都一樣區(qū)別在于由于負(fù)載不同同樣的整流輸出電壓加到負(fù)載上得到的負(fù)載電流波形不同電感性負(fù)載時(shí)由于電感的作用使得負(fù)載電流波形變

25、得平直當(dāng)電感足夠大的時(shí)候負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線圖36三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載 0時(shí)的波形圖37三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載 30時(shí)的波形圖38三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載 60時(shí)的波形圖39三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載 90時(shí)的波形1當(dāng)60時(shí)電感性負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同ud時(shí)波形不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分而電感性負(fù)載時(shí)由于電感l(wèi)的作用ud波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分帶電感性負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路的角移相范圍為90因?yàn)樵?90時(shí)ud波形上下對(duì)稱(chēng)平均值為零2基本參數(shù)關(guān)系當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時(shí)即帶電感性負(fù)載或帶電阻負(fù)載60時(shí)的平均值為ud u2sintd t 234u2cos

26、帶電阻負(fù)載且60時(shí)整流電壓平均值為ud u2sintd t 234u2 1cos id 2 三相橋式全控整流的電流有效值當(dāng)三相整流變壓器供電變壓器次級(jí)接為星形初級(jí)接三角形以減少三次諧波的影響帶電感性負(fù)載時(shí)變壓器二次側(cè)電流波形為正負(fù)半周各寬120前沿相差180的矩形波其有效值為 i2 id 0816 id晶閘管電壓電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致三相橋式全控整流電路接反電勢(shì)電感性負(fù)載時(shí)在負(fù)載電感足夠大足以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下電路工作情況與電感性負(fù)載時(shí)相似電路中各處電壓電流波形均相同僅在計(jì)算id時(shí)有所不同接反電動(dòng)勢(shì)電感性負(fù)載時(shí)的id為id 式中和分別為負(fù)載中的電阻值和反電動(dòng)勢(shì)的值小結(jié)變壓器二次側(cè)

27、每相有兩個(gè)匝數(shù)相同極性相反同名端相反的繞組分別構(gòu)成abc和-a-b-c兩組電路中設(shè)置了平衡電抗器來(lái)保證兩組三相半波電路能同時(shí)導(dǎo)電每相的觸發(fā)脈沖從第一個(gè)正自然換相點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算起分別為135和246這樣在不同的時(shí)刻導(dǎo)通的scr分別為61122334455661實(shí)際上通過(guò)每個(gè)時(shí)刻的等效電路發(fā)現(xiàn)和分析變壓器漏感作用時(shí)的電路十分類(lèi)似輸出電壓ud的瞬時(shí)電壓為導(dǎo)通兩相電壓瞬時(shí)值的平均值第四章 at89c52芯片介紹at89c52是美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的低電壓高性能cmos 8位單片機(jī)片內(nèi)含8kbytes的制度程序存儲(chǔ)器perom和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ram期間采用atmel公司的高密度非易失

28、性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)與標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容片內(nèi)置通用8位中央處理器cpu和flash存儲(chǔ)單元功能強(qiáng)大的at89c52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合 41 at89c52主要性能參數(shù)與mcs-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容8k字節(jié)可沖擦寫(xiě)flash閃速存儲(chǔ)器1000次擦寫(xiě)周期全靜態(tài)操作0hz-24mhz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器2568字節(jié)內(nèi)部ram32個(gè)可編程io口線3個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器8個(gè)中斷源可編程串行uart通道低功耗空閑和掉電模式功能特性概述at89c52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能8k字節(jié)flash閃速存儲(chǔ)器256字節(jié)內(nèi)部ram32個(gè)io口線3個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器一個(gè)6向量?jī)杉?jí)終端結(jié)

29、構(gòu)一個(gè)全雙工串行通信口片內(nèi)振蕩及時(shí)鐘電路同時(shí)at89c52可降至0hz的靜態(tài)邏輯操作并支持兩種軟件可選的節(jié)電模式空閑方式停止cpu的工作但是允許ram定時(shí)計(jì)數(shù)器串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作掉電方式保存ram中的內(nèi)容但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位42 at89c52引腳及內(nèi)部器件功能說(shuō)明vcc電源電壓gnd地p0口p0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向io端口也即地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用口作為輸出口用時(shí)每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl邏輯門(mén)電路對(duì)端口p0寫(xiě)1時(shí)可作為高阻抗輸入端用在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或者程序存儲(chǔ)器時(shí)這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址低8位和數(shù)據(jù)總線復(fù)用在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻在

30、flash編程時(shí)p0口接受指令字節(jié)而在程序校驗(yàn)時(shí)輸出指令字節(jié)校驗(yàn)時(shí)要求外接上拉電阻p1口p1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向io口p1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流4個(gè)ttl邏輯門(mén)電路對(duì)端口p1寫(xiě)1通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平此時(shí)可作輸入口做輸入口使用時(shí)因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流i1l與at89c51不同之處是p10 和p11還可分別作為定時(shí)計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入p10t2和輸入p11t2ex參見(jiàn)表1flash編程和程序校驗(yàn)期間p1口接受低8位地址p2口p2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向io口p2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流4個(gè)ttl邏輯門(mén)電路對(duì)

31、端口p2寫(xiě)1通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平此時(shí)可作輸入口做輸入口使用時(shí)因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流i1l 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器例如執(zhí)行movx dptr指令時(shí)p2口送出高8位地址數(shù)據(jù)在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器movx r1時(shí)p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容 flash編程或校驗(yàn)時(shí)p2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)p3口p3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向io口p3的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流4個(gè)ttl邏輯門(mén)電路對(duì)端口p3寫(xiě)1時(shí)他們被外部上拉電阻拉高并可作為輸入端口此時(shí)被外部拉低的p3口將用上拉電阻輸出電流i1l p3口除了作為一

32、般的io口線外更重要的用途是它的第二功能如下表所示此外p3口還接受一些用于flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)rst復(fù)位輸入當(dāng)振蕩器工作時(shí)rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位aleprog當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)ale地址鎖存允許輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)一般情況下ale仍以時(shí)鐘振蕩頻率的16輸出固定的脈沖信號(hào)因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的要注意的是每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ale脈沖對(duì)flash存儲(chǔ)器編程期間該引腳還用于輸入編程脈沖prog如有必要可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器sfr區(qū)中的8eh單元的d0位置位可禁止ale操作該位置位后只有一條mov

33、x和movc指令才能將ale激活此外該引腳會(huì)被微弱拉高單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)應(yīng)設(shè)置ale禁止位無(wú)效psen程序儲(chǔ)存允許psen輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)當(dāng)at89c52由外部程序存儲(chǔ)器取指令或數(shù)據(jù)時(shí)每個(gè)機(jī)器周期兩次psen有效即輸出兩個(gè)脈沖在此期間當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器將跳過(guò)兩次psen信號(hào)eavpp外部訪問(wèn)允許欲使cpu僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器地址為0000hffffhea端必須保持低電平接地需注意的時(shí)如果加密位lbi被編程復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存ea端狀態(tài)如ea端為高電平接vcc端cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令flash存儲(chǔ)器編程時(shí)該引腳加上12v的編程允許電源vpp當(dāng)然必須是該器件時(shí)使用12v

34、編程電壓vppxtal1振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端xtal2振蕩器反相放大器的輸出端特殊功能寄存器在at89c52片內(nèi)存儲(chǔ)器中80hffh共128個(gè)單元為特殊功能寄存器sfe寫(xiě)入未定義的單元由于這些單元在將來(lái)的產(chǎn)品中可能賦予新的共功能在這種情況下復(fù)位后這些單元數(shù)值總是0at89c52除了有與at89c51所有的定時(shí)計(jì)數(shù)器0和定時(shí)計(jì)數(shù)器1外還增加了一個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器2定時(shí)計(jì)數(shù)器2的控制和狀態(tài)位位于t2con參見(jiàn)表3t2mod參見(jiàn)表4寄存器對(duì)rcao2hrcap2l是定時(shí)器自動(dòng)重裝載方式下的捕獲自動(dòng)重裝載寄存器中斷寄存器at89c52有6個(gè)中斷源2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)ie寄存器控制各中斷位ip

35、寄存器中6個(gè)中斷源的每一個(gè)可定為2個(gè)優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 at89c52有256個(gè)字節(jié)的內(nèi)部ram80hffh高128個(gè)字節(jié)與特殊功能寄存器sfr地址是重疊的也就是高128字節(jié)的ram和特殊功能寄存器的地址時(shí)相同的但是物理上它們是分開(kāi)的 當(dāng)一條指令訪問(wèn)7fh以上的內(nèi)部地址單元時(shí)指令使用的尋址方式是不同的也即尋址方式?jīng)Q定是訪問(wèn)高128字節(jié)ram還是訪問(wèn)特殊功能寄存器如果指令是直接尋址方式則為訪問(wèn)特殊功能寄存器例如下面的直接尋址指令訪問(wèn)特殊功能寄存器0a0h即p2口地址單元mov 0a0h data間接尋址指令訪問(wèn)高128字節(jié)ram例如下面的間接尋址指令中r0的內(nèi)容為0a0h則訪問(wèn)數(shù)據(jù)字節(jié)地址為0a0

36、h而不是p2口0a0hmov r0 data堆棧操作也是間接尋址方式所以高128位數(shù)據(jù)ram亦可作為堆棧區(qū)使用定時(shí)器0和定時(shí)器1 at89c52的定時(shí)器0和定時(shí)器1的工作與at89c51相同定時(shí)器2 定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器它既可以當(dāng)定時(shí)器使用也可以作為外部時(shí)間計(jì)數(shù)器使用其工作凡是由特殊功能寄存器t2con如表3的ct2位選擇定時(shí)器2有三種工作方式捕獲方式自動(dòng)重裝載向上或向下計(jì)數(shù)方式和波特率發(fā)生器方式工作方式由t2con的控制位來(lái)選擇參見(jiàn)表4定時(shí)器2由兩個(gè)8位寄存器th2和tl2組成在定時(shí)器工作方式中每個(gè)機(jī)器周期tl2寄存器的值加1由于一個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)振蕩時(shí)鐘構(gòu)成因此計(jì)數(shù)速率為振蕩頻

37、率的112在計(jì)數(shù)工作方式時(shí)當(dāng)t2引腳上外部輸入信號(hào)產(chǎn)生由1至0的下降沿時(shí)寄存器的值加1在這種工作方式下每個(gè)機(jī)器周期的5sp2期間對(duì)外部輸入進(jìn)行采樣若在第一個(gè)機(jī)器周期中采到的值為1而在下一個(gè)機(jī)器周期中采到的值為0則在緊跟著的下一個(gè)周期的s3p1期間寄存器加1由于識(shí)別1至0的跳變需要2個(gè)機(jī)器周期24個(gè)振蕩周期因此最高計(jì)數(shù)速率為振蕩頻率的124為確保采樣的正確性要求輸入的電平在變化前至少保持一個(gè)完整周期的時(shí)間以保證輸入信號(hào)至少被采樣一次 捕獲方式 在捕獲方式下通過(guò)t2con控制位exen2來(lái)選擇兩種方式如果exen2 0定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)器或計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出時(shí)對(duì)t2con的溢出標(biāo)志tf2置位同時(shí)

38、激活中斷如果exen2 1定時(shí)器2完成相同的操作而當(dāng)t2ex引腳外部輸入信號(hào)發(fā)生1至0負(fù)跳變時(shí)也出現(xiàn)th2和tl2中的值分別被捕獲到rcap2h和rcap2l中另外t2ex引腳信號(hào)的跳變使得t2con中的exf2置位與tf2相仿exf2也會(huì)激活中斷捕獲方式如圖4所示自動(dòng)重裝載向上或向下計(jì)數(shù)器方式 當(dāng)定時(shí)器2工作于16位自動(dòng)重裝載方式時(shí)能對(duì)其編程為向上或向下計(jì)數(shù)方式這個(gè)功能可通過(guò)特殊功能寄存器t2con見(jiàn)表5的dcen位允許向下計(jì)數(shù)來(lái)選擇的復(fù)位時(shí)dcen位置0定時(shí)器2默認(rèn)設(shè)置為向上計(jì)數(shù)當(dāng)dcen置位時(shí)定時(shí)器2既可向上計(jì)數(shù)也可向下計(jì)數(shù)這取決于t2ex引腳的值參見(jiàn)圖5當(dāng)dcen 0時(shí)定時(shí)器2自動(dòng)設(shè)置

39、為向上計(jì)數(shù)在這種方式下t2con中的exen2控制位有兩種選擇若exen2 0定時(shí)器2為向上計(jì)數(shù)至0ffffh溢出置位tf2激活中斷同時(shí)把16位計(jì)數(shù)寄存器rcap2h和rcap2l重裝載rcap2h和rcap2l的值可由軟件預(yù)置若exen2 1定時(shí)器2的16位重裝載由溢出或外部輸入端t2ex從1至0的下降沿觸發(fā)這個(gè)脈沖使exf2置位如果中斷允許同樣產(chǎn)生中斷當(dāng)dcen 1時(shí)允許定時(shí)器2向上或向下計(jì)數(shù)如圖6所示這種方式下t2ex引腳控制計(jì)數(shù)器方向t2ex引腳為邏輯1時(shí)定時(shí)器向上計(jì)數(shù)當(dāng)計(jì)數(shù)0ffffh向上溢出時(shí)置位tf2同時(shí)把16位計(jì)數(shù)寄存器rcap2h和rcap2l重裝載到th2和tl2中t2ex

40、引腳為邏輯0時(shí)定時(shí)器2向下計(jì)數(shù)當(dāng)th2和tl2中的數(shù)值等于rcap2h和rcap2l中的值時(shí)計(jì)數(shù)溢出置位tf2同時(shí)將0ffffh數(shù)值重新裝入定時(shí)寄存器中當(dāng)定時(shí)計(jì)數(shù)器2向上溢出或向下溢出時(shí)置位exf2位波特率發(fā)生器 當(dāng)t2con表3中的tclx和rclx置位時(shí)定時(shí)計(jì)數(shù)器2作為波特率發(fā)生器使用如果定時(shí)計(jì)數(shù)器作為發(fā)送器或接收器其發(fā)送和接收的波特率可以是不同的定時(shí)器1用于其它功能如圖7所示若rclx和tclx置位則定時(shí)器2工作于波特率發(fā)生器方式波特率發(fā)生器的方式與自動(dòng)重裝載方式相仿在此方式下th2翻轉(zhuǎn)使定時(shí)器2的寄存器用rcap2h和rcap2l中的16位數(shù)值重新裝載該數(shù)值由軟件設(shè)置在方式1和方式3中

41、波特率由定時(shí)器2的溢出速率根據(jù)下式確定定時(shí)器既能工作于定時(shí)方式也能工作與計(jì)數(shù)方式在大多數(shù)的應(yīng)用中時(shí)工作在定時(shí)方式ct2 0定時(shí)器2作為波特率發(fā)生器時(shí)與作為定時(shí)器的操作時(shí)不同的通常作為定時(shí)器時(shí)在每個(gè)機(jī)器周期112振蕩頻率寄存器的值加1而作為波特率發(fā)生器使用時(shí)在每個(gè)狀態(tài)時(shí)間12振蕩頻率寄存器的值加1波特率的計(jì)算公式如下式中rcap2hrcap2l是rcap2h和rcap2l中的16位無(wú)符號(hào)數(shù)定時(shí)器2作為波特率發(fā)生器使用的電路如圖7所示t2con中的rclk或tclk 1時(shí)波特率工作方式才有效在波特率發(fā)生器工作凡是中th2翻轉(zhuǎn)不能使tf2置位故而不產(chǎn)生中斷但若exen2置位且t2ex端產(chǎn)生由1至0的

42、負(fù)跳變則會(huì)使exf2置位此時(shí)并不能將rcap2hrcap2l的內(nèi)容重新裝入th2和tl2中所以當(dāng)定時(shí)器2作為波特率發(fā)生器使用時(shí)t2ex可作為附加的外部中斷源來(lái)使用需要注意的時(shí)當(dāng)定時(shí)器2工作于波特率發(fā)生器時(shí)作為定時(shí)器運(yùn)行tr2 1時(shí)并不能訪問(wèn)th2和tl2因?yàn)榇藭r(shí)每個(gè)狀態(tài)時(shí)間定時(shí)器都會(huì)加1對(duì)其讀寫(xiě)將會(huì)得到一個(gè)不確定的數(shù)值然而對(duì)rcap2則可讀而不可寫(xiě)因?yàn)閷?xiě)入操作將是重新裝載寫(xiě)入操作可能令寫(xiě)和或重裝載出錯(cuò)在訪問(wèn)定時(shí)器2或rcap2寄存器之前應(yīng)將定時(shí)器關(guān)閉清除tr2可編程時(shí)鐘輸出 定時(shí)器2可通過(guò)編程從p10輸出一個(gè)占空比為50的時(shí)鐘信號(hào)如圖8所示p10引腳除了是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的io口外還可以通過(guò)編程使其作

43、為定時(shí)計(jì)數(shù)器2的外部時(shí)鐘輸入和輸出占空比50的時(shí)鐘脈沖當(dāng)時(shí)鐘振蕩頻率為16mhz時(shí)輸出時(shí)鐘頻率范圍為61hz4mhz當(dāng)設(shè)置定時(shí)計(jì)數(shù)器2為時(shí)鐘發(fā)生器時(shí)ct2 t2con1 0t2oe t2mod1 1必須由tr2t2con2啟動(dòng)或停止定時(shí)器時(shí)鐘輸出頻率取決于振蕩頻率和定時(shí)器2捕獲寄存器rcap2hrcap2l的重新裝載值公式如下在時(shí)鐘輸出方式下定時(shí)器2的翻轉(zhuǎn)不會(huì)產(chǎn)生中斷這個(gè)特性與作為波特率發(fā)生器使用時(shí)相仿定時(shí)器2作為波特率發(fā)生器使用時(shí)還可作為時(shí)鐘發(fā)生器使用但是需要注意的是波特率和時(shí)鐘輸出頻率不能分開(kāi)確定這是因?yàn)樗鼈兺褂胷cap2h和rcap2luart at89c52的uart工作方式與at8

44、9c51工作方式相同中斷 at89c52共有6個(gè)中斷向量?jī)蓚€(gè)外中斷int0和int1三個(gè)定時(shí)器中斷定時(shí)器012和串行口中斷所有這些中斷源如圖9所示這些中斷源可通過(guò)分別設(shè)置專(zhuān)用寄存器ie的置位或清0來(lái)控制每一個(gè)中斷的允許或禁止ie也有一個(gè)總禁止位ea它能控制所有中斷的允許或禁止注意表5中的ie6為保留位在at89c51中ie5也是保留位程序員不應(yīng)將1寫(xiě)入這些位它們是將來(lái)at89系列產(chǎn)品作為擴(kuò)展用的定時(shí)器2的中斷是由t2con中的tf2和exf2邏輯或產(chǎn)生的當(dāng)轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)這些標(biāo)志位不能被硬件清除事實(shí)上服務(wù)程序需確定是tf2或exf2產(chǎn)生中斷而由軟件清除中斷標(biāo)志位定時(shí)器0和定時(shí)器1的標(biāo)志位tf

45、0和tf1在定時(shí)器溢出那個(gè)機(jī)器周期的s5p2狀態(tài)置位而會(huì)在下一個(gè)機(jī)器周期才查詢到該中斷標(biāo)志然而定時(shí)器2的標(biāo)志位tf2在定時(shí)器溢出的那個(gè)機(jī)器周期的s2p2狀態(tài)置位并在同一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)差續(xù)道該標(biāo)志時(shí)鐘振蕩器 at89c52中一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器引腳xtal1和xtal2分別是該放大器的輸入端和輸出端這個(gè)放大器與作為反饋原件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器振蕩電路參見(jiàn)圖10 外接石英晶體或陶瓷諧振器激電容c1c2接在放大器的反饋回路上構(gòu)成并聯(lián)并聯(lián)振蕩電路對(duì)外接電容c1c2雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低振蕩器工作的的穩(wěn)定性起振的難易程序及

46、溫度穩(wěn)定性如果使用石英晶體但容使用30pf10pf而如果使用陶瓷諧振器則選擇40pf10pf用戶也可以使用外部時(shí)鐘采用外部時(shí)鐘的電路如圖10右圖所示這種情況下外部時(shí)鐘脈沖接到xtal1端即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端xtal2則懸空由于外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)通過(guò)一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求空閑節(jié)點(diǎn)模式在空閑工作模式狀態(tài)下cpu自身處于睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)這種方式由軟件產(chǎn)生此時(shí)同時(shí)將片內(nèi)ram和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容凍結(jié)空閑模式可由任何允許的中斷請(qǐng)求或硬件復(fù)位終止由硬件復(fù)位終止空

47、閑狀態(tài)只需要兩個(gè)機(jī)器周期有效復(fù)位信號(hào)在此狀態(tài)下片內(nèi)硬件禁止訪問(wèn)內(nèi)部ram但可以訪問(wèn)端口引腳當(dāng)用復(fù)位終止空閑方式時(shí)為避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫(xiě)入激活空閑模式的那條指令后一天指令不應(yīng)是一條指令對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫(xiě)入指令掉電模式在掉電模式下振蕩器停止工作進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令片內(nèi)ram和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變r(jià)am中的內(nèi)容在vcc恢復(fù)到正常工作電平前復(fù)位應(yīng)無(wú)效且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作空閑和掉電模式下端口引腳狀態(tài)如表6所示程序寄存器的功能at89c52有三個(gè)程序加密位可對(duì)

48、芯片上的三個(gè)加密位lb1lb2lb3進(jìn)行編程p或不編程u來(lái)得到如表7所示的功能當(dāng)加密位lb1被編程時(shí)在復(fù)位期間ea端的邏輯電平被采樣并鎖存如果單片機(jī)上電后一直沒(méi)有復(fù)位則鎖存起的初始值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)且這個(gè)隨機(jī)數(shù)會(huì)一直保存到真正復(fù)位為止為使單片機(jī)能正常工作被鎖存的ea電平值必須與該引腳當(dāng)前的邏輯電平保持一致此外加密位只能通過(guò)整片擦除的方法清除flash存儲(chǔ)器的編程at89c52單片機(jī)內(nèi)部有8k字節(jié)的flash perom這個(gè)flash存儲(chǔ)陣列出廠時(shí)處于擦除狀態(tài) 即所有存儲(chǔ)單元的內(nèi)容均為ffh 用戶可隨時(shí)對(duì)其編程編程接口可接受高電平12v或低電平vcc的允許編程信號(hào)低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)

49、而高電平編程模式可與通用eprom編程器兼容 at89c52單片機(jī)中有些屬于低電壓編程方式而有些屬于低電壓編程方式而有些則屬于高電壓編程方式用戶可從芯片上的型號(hào)和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息見(jiàn)表8at89c52的程序存儲(chǔ)器陣列是采用字節(jié)寫(xiě)入方式編程的每次寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)要對(duì)整個(gè)芯片年內(nèi)的perom程序存儲(chǔ)器寫(xiě)入一個(gè)非空字節(jié)必須使用片擦除的方式將整個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容清除編程方法編程前須按表9和表11所示設(shè)置好地址數(shù)據(jù)及控制信號(hào)at89c52編程方法如下在地址線上加上要編程單元的地址信號(hào)在數(shù)據(jù)線上加上要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)字節(jié)激活相應(yīng)的控制信號(hào)在高電壓編程方式時(shí)將eavpp端加上12v編程電壓每對(duì)flash存儲(chǔ)陣

50、列寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)或每寫(xiě)入一個(gè)程序加密位加上一個(gè)aleprog編程脈沖每個(gè)字節(jié)寫(xiě)入周期時(shí)自身定時(shí)的通常約為15ms重復(fù)15的步驟改變編程單元的地址和寫(xiě)入的數(shù)據(jù)直到全部文件編程結(jié)束數(shù)據(jù)查詢at89c52單片機(jī)用data palling表示一個(gè)寫(xiě)周期結(jié)束為特征在一個(gè)寫(xiě)周期中如需讀取最后寫(xiě)入的一個(gè)字節(jié)則讀出的數(shù)據(jù)的最高位p07時(shí)原來(lái)寫(xiě)入字節(jié)最高位的反碼寫(xiě)周期完成后所輸出的數(shù)據(jù)是有效的數(shù)據(jù)即可進(jìn)入下一個(gè)字節(jié)的寫(xiě)周期寫(xiě)周期開(kāi)始后data palling可能隨時(shí)有效readybusy字節(jié)編程的進(jìn)度可通過(guò)rdybsy輸出信號(hào)監(jiān)測(cè)編程期間ale變?yōu)楦唠娖絟后p34rdybsy端電平被拉低表示正在編程狀態(tài)忙狀態(tài)編程

51、完成后p34變?yōu)楦唠娖奖硎緶?zhǔn)備就緒狀態(tài)程序校驗(yàn)如果加密位lb1lb2沒(méi)有進(jìn)行編程則代碼數(shù)據(jù)可通過(guò)地址和數(shù)據(jù)線讀回原編寫(xiě)的數(shù)據(jù)采用如圖12的電路加密位不可直接校驗(yàn)加密位不可直接校驗(yàn)加密位的校驗(yàn)可通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)器的校驗(yàn)和寫(xiě)入狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證芯片擦除利用控制信號(hào)的正確組合表6并保持alepgog引腳10ms的低電平脈沖寬度即可將perom陣列4k字節(jié)和三個(gè)加密位整片擦除代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫(xiě)入1這步驟需再編程之前進(jìn)行讀片內(nèi)簽名字節(jié)at89c52單片機(jī)內(nèi)有3個(gè)簽名字節(jié)地址為030h031h和032h用于申明該器件的廠商型號(hào)和編程電壓讀at89c52簽名字節(jié)com低電平該簽名字節(jié)的過(guò)程和單元030

52、h031h和032h的正常校驗(yàn)相仿其返回值意義如下030h 1eh申明產(chǎn)品由atmel公司制造031h 52h申明為at89c52單片機(jī)032h ffh申明為12v編程電壓032h 05h申明為5v編程電壓at89c52極限參數(shù)直流參數(shù)交流特性在以下工作條件下p0口aleprogpsen的負(fù)載電容為100pf其他輸出口負(fù)載電容為80pf外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器參數(shù)第五章 控制系統(tǒng)原理51系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 單片機(jī)控制的晶閘管觸發(fā)主要由同步信號(hào)檢測(cè)觸發(fā)脈沖電路部分組成如圖所示通過(guò)檢測(cè)電路獲知依據(jù)所要控制的電路要求通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)預(yù)定的程序流程在相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)通過(guò)單片機(jī)io端輸出觸發(fā)脈沖信號(hào)觸發(fā)器硬件組成 圖給出

53、單片機(jī)控制的移相觸發(fā)脈沖控制硬件電路圖單片機(jī)選用at89c共有個(gè)引腳kb內(nèi)存同步信號(hào)的輸入經(jīng)電阻r1r1起到限流和保護(hù)的作用正弦同步信號(hào)經(jīng)vd1和vd2兩個(gè)限制比較器輸入電壓的箝位二極管削波后送入比較器lm339的輸入端lm339輸出為180與電源相位相同的方波同步檢測(cè)信號(hào)發(fā)生正跳變時(shí)由于at89c5采用低電平為有效觸發(fā)信號(hào)經(jīng)反相以中斷方式向單片機(jī)的int0 引腳 提供同步指令從表面上看好像是外部中斷信號(hào)輸入實(shí)際上是要量脈沖的寬度這決定于信號(hào)到來(lái)的時(shí)間使用該比較電路無(wú)論輸入的同步電壓信號(hào)高還是低lm339的輸出信號(hào)都能較準(zhǔn)確的反映同步輸入信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)r2和c3對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行濾波以避免輸出信號(hào)出

54、現(xiàn)波動(dòng)由于at89c為位單片機(jī)所以該觸發(fā)器內(nèi)部均為位數(shù)字量計(jì)算其觸發(fā)延遲角范圍為0180控制精度為0雖然控制精度受到內(nèi)部運(yùn)算位數(shù)的限制但足以滿足一般控制要求at89c52控制的為阻感性負(fù)載其移相范圍00之間所以p0口接顯示兩位動(dòng)態(tài)顯示的led顯示器p1口作為4x4鍵盤(pán)接口其中f鍵作為確認(rèn)鍵由于鍵盤(pán)存在一定的局限性每輸入觸發(fā)角時(shí)必須先確認(rèn)一次然后在輸入想要按下的鍵值否則將會(huì)發(fā)生紊亂其中用p2com位控制口分別為十位和個(gè)位p2端口的pp 引腳26 分別用于輸出三相橋式全控整流電路vt1vt6的觸發(fā)脈沖信號(hào)6路脈沖信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)光電耦合器 移相觸發(fā)脈沖的控制原理 相位控制要求以變流電路的自然換相點(diǎn)為基準(zhǔn)

55、經(jīng)過(guò)一定的相位延遲后再輸出觸發(fā)信號(hào)使晶閘管導(dǎo)通在實(shí)際應(yīng)用中自然換相點(diǎn)通過(guò)同步信號(hào)給出再按同步電壓過(guò)零檢測(cè)的方法在中實(shí)現(xiàn)同步并由控制軟件完成移相計(jì)算按移相要求輸出觸發(fā)脈沖 為三相橋式全控整流電路觸發(fā)脈沖信號(hào)輸出的時(shí)序也可由單片機(jī)根據(jù)同步信號(hào)電平確定當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到a相同步信號(hào)時(shí)輸出脈沖時(shí)序通常采用移相觸發(fā)脈沖的方法即用一個(gè)同步電壓信號(hào)和一個(gè)定時(shí)器完成觸發(fā)脈沖的計(jì)算這在三相電路對(duì)稱(chēng)時(shí)是可行的因?yàn)槿嗤耆珜?duì)稱(chēng)各相彼此相差120電路每隔60換流一次且換流的時(shí)序事先已知該方法所用單片機(jī)資源少只需一個(gè)同步信號(hào)電路比較簡(jiǎn)單但軟件設(shè)計(jì)工作量稍大因?yàn)橹挥靡粋€(gè)同步輸入信號(hào)所有晶閘管的觸發(fā)脈沖延遲都以其為基準(zhǔn)為了保證觸發(fā)脈沖延遲相位的精度用一個(gè)定時(shí)器測(cè)量同步電壓信號(hào)的周期并由此計(jì)算出60和120電角度所對(duì)應(yīng)的時(shí)間由于三相橋式全控整流電路的觸發(fā)電路必須每隔60觸發(fā)導(dǎo)通一只晶閘管也就是說(shuō)每隔60時(shí)間必然要輸出一次觸發(fā)脈沖信號(hào)因此作為基準(zhǔn)的第一個(gè)觸發(fā)脈沖信號(hào)必須調(diào)整到小于60才能保證觸發(fā)脈沖不遺漏當(dāng)以a相同步電壓信號(hào)為基準(zhǔn)單片機(jī)檢測(cè)到a相同步電壓信號(hào)正跳變時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器工作當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)輸出第一個(gè)觸發(fā)脈沖信號(hào)以后由所計(jì)算出的周期確定每隔60己時(shí)輸出一次觸發(fā)脈沖直到單片機(jī)再次檢測(cè)到a相同步信號(hào)的正跳變時(shí)這個(gè)周期結(jié)束開(kāi)始下一個(gè)周期需要注意從單片機(jī)檢測(cè)到同步電壓