基于單片機的相位控制器研究和應(yīng)用

1、基于單片機的相位控制器研究和應(yīng)用 摘要：目的：介紹一種相位控制器。方法：利用波形變換電路，將正弦波變?yōu)槊}沖波，讓單片機識別正弦波的過零點，在需要時即時輸出控制信號，使用電器得電工作。結(jié)果：通過單片機控制用電器兩端平均電壓的高低，達到調(diào)節(jié)用電器功率的目的。 關(guān)鍵詞：單片機 過零檢測 相位 負(fù)載 中圖分類號：th134 文獻標(biāo)識碼：a 文章編號：1674-098x（2013）01（b）-0-02 目前市面出售的采用相位控制調(diào)節(jié)用電器實際功率的產(chǎn)品大致有電熱器具，部分調(diào)速電風(fēng)扇等。該文介紹一種基于單片機at89c2051的相位控制器，為實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制或遙控控制創(chuàng)造條件。關(guān)于at89c2051的詳細(xì)資

2、料該文不再贅述。 1 檢測及控制原理 電路原理圖如圖1所示。 單片機at89c2051外部中斷外接k1，用于開機和待機工作，由于在默認(rèn)狀態(tài)下，的優(yōu)先權(quán)最高，無論什么情況下只要中斷成立，必然先進行中斷處理，因此，本設(shè)計用中斷處理來完成待機和開機，p1.2有低電平輸出，d3工作，從而使x1接通負(fù)載回路，負(fù)載rl1工作；待機狀態(tài)p1.2始終保持高電平，d3截止，使x1斷開負(fù)載回路，負(fù)載rl1不工作。 單片機p1.4、p1.3腳外接的開關(guān)k2、k3用于調(diào)節(jié)相位，其實質(zhì)是調(diào)整內(nèi)部定時器時間的長短，在交流電的每半個周期內(nèi)，控制用電器的用電時間。p1.5腳接蜂鳴器，提示待機和開機。p3.7腳外接led用于顯

3、示系統(tǒng)是開機還是待機狀態(tài)，當(dāng)led閃爍時，則表明系統(tǒng)在工作。4腳和5腳，外接y1、c5、c6構(gòu)成單片機時鐘電路，其頻率是12 mhz。 由r1、d1、r2、d2、r3等波形變換電路，將正弦波轉(zhuǎn)換成方波，如圖2所示波形變換圖，正弦波（a）經(jīng)r1、d1、整流得到波形（b）和通過限流電阻r2由d2的1、2腳輸入，d2的3腳輸出方波（c）。其原理是，正弦波過零時刻d2的輸入端截止使其輸出端輸出高電平，正弦波非過零時刻d2的輸入端導(dǎo)通使其輸出端輸出低電平。如此周而復(fù)始，d2的3腳輸出的方波是脈沖周期方波，方波的下降沿為單片機at89c2051完成過零檢測提供條件。這里需要說明一點，過零不是理想的經(jīng)過零電

4、位，因為d2正偏導(dǎo)通存在導(dǎo)通角，所以是盡量接近零電位而已。 單片機at89c2051完成周期波過零檢測。關(guān)于單片機at89c2051的介紹，該文就不做過多闡述，只講與該設(shè)計有關(guān)的內(nèi)容。將d2的3腳產(chǎn)生的方波接到at89c2051的外部中斷 的輸入端，在編寫程序時將設(shè)置成下降沿有效，由圖2所示，下降沿時刻就是交流電過零時刻，這時刻，單片機將產(chǎn)生中斷并執(zhí)行中斷處理，完成了正弦波過零檢測。由單片機的p1.2、r6、d3、r7、x1等構(gòu)成輸出控制電路，rl1為負(fù)載。其原理是當(dāng)p1.2為低電平時，u3工作，x1接通回路，負(fù)載rl1得電。 2 相位調(diào)節(jié) 以上論述可知，正弦波過零時刻讓單片機產(chǎn)生一次中斷，這

5、時啟動單片機內(nèi)部定時器，定時結(jié)束讓p1.2輸出低電平，接通用電器rl1，比如定時器定時時間為零，則用電器rl1滿負(fù)荷工作；若定時器定時時間為0.01 s，則用電器rl1關(guān)斷不工作；若定時器定時時間為0.005 s，則用電器rl1實際功率為額定功率的一半。注意，定時時間不能超過0.01 s，否則就失去相位控制的意義了。根據(jù)以上原理，編寫程序，通過改變定時器的定時時間，控制每半個周期內(nèi)用電器rl1的用電時間，實現(xiàn)相位控制之目的。 3 結(jié)語 該設(shè)計適用于白熾燈調(diào)光、電風(fēng)扇調(diào)速、電熱器具功率調(diào)節(jié)等方面，然而可與遙控接口，實現(xiàn)遙控控制。經(jīng)過試驗證明，調(diào)節(jié)效果非常好，符合設(shè)計的要求。 參考文獻 1 張洪潤，易濤.單片機應(yīng)用技術(shù)教程m.北京：清華大學(xué)出版社，2003. 2 王兆安，