基于單片機的逆變電源系統(tǒng)設(shè)計

1、第一章 逆變電源的數(shù)字化控制    21.1逆變電源數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展    21.2傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)    21.2.1傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)的缺點    21.2.2傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)的改進(jìn)    21.3逆變電源數(shù)字化控制技術(shù)的現(xiàn)狀    21.3.1逆變電源控制技術(shù)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化    

2、21.3.2逆變電源數(shù)字化需要解決的一些難題    21.4逆變電源數(shù)字化的各種控制策略    21.4.1數(shù)字PI控制    21.4.2滑模變結(jié)構(gòu)控制    21.4.3無差拍控制    21.4.4重復(fù)控制    2第二章 推挽型逆變器的基礎(chǔ)知識    22.1 開關(guān)型逆變器 

3、60;  22.2 推挽型電路    22.2.1 線路結(jié)構(gòu)    22.2.2 工作原理    22.2.2推挽型逆變器的變壓器設(shè)計    2第三章 基于單片機的控制系統(tǒng)設(shè)計    23.1 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計    23.1.1  AT89C52單片機 &

4、#160;  23.1.2顯示電路    23.1.3 A/D轉(zhuǎn)換電路    23.1.4 SPWM波形電路    23.1.5 SA828主要特點    23.1.6 SA828工作原理    23.1.7內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理    23.1.8 SA828 初始化寄存器編程&#

5、160;   23.1.9 SA828控制寄存器編程    23.2 系統(tǒng)軟件的設(shè)計    23.2.1 初始化程序    23.2.2 主程序    23.2.3 SA838初始化及控制子程序    23.2.4 ADC0809的控制及數(shù)據(jù)處理子程序    23.2.

6、5 數(shù)據(jù)處理及電壓顯示子程序    23.2.6 輸出頻率測試計算及顯示子程序部分    2第四章    聯(lián)機調(diào)試及結(jié)果分析    24.1 聯(lián)機調(diào)試情況    24.2 實驗驗證及結(jié)果分析    24.3結(jié)論    2參考文獻(xiàn)    2第

7、一章 逆變電源的數(shù)字化控制1.1逆變電源數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對逆變電源提出了更高的要求，高性能的逆變電源必須滿足：高輸入功率因數(shù)，低輸出阻抗；暫態(tài)響應(yīng)快速，穩(wěn)態(tài)精度高；穩(wěn)定性高，效率高，可靠性高；電磁干擾低等。要實現(xiàn)這些功能，離不開數(shù)字化控制技術(shù)。1.2傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)1.2.1傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)的缺點傳統(tǒng)的逆變電源多為模擬控制系統(tǒng)。雖然模擬控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但其存在很多固有的缺點：控制電路的元器件比較多，電路復(fù)雜，所占的體積較大；靈活性不夠，硬件電路設(shè)計好了，控制策略就無法改變；調(diào)試不方便，由于所采用器件特性的差異，致使電源一致性差，且模擬器件的工作點

8、的漂移，導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)的漂移。模擬方式很難實現(xiàn)逆變電源的并聯(lián)，所以逆變電源數(shù)字化控制是發(fā)展的趨勢，是現(xiàn)代逆變電源研究的一個熱點。1.2.2傳統(tǒng)逆變電源控制技術(shù)的改進(jìn)為了改善系統(tǒng)的控制性能，通過模擬、數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，將微處理器與系統(tǒng)相連，在微處理器中實現(xiàn)數(shù)字控制算法，然后通過輸入、輸出口或脈寬調(diào)制口（pulse width modulation,PWM）發(fā)出開關(guān)控制信號。微處理器還能將采集的功率變換裝置工作數(shù)據(jù)，顯示或傳送至計算機保存。一些控制中所用到的參考值可以存儲在微處理器的存儲器中，并對電路進(jìn)行實時監(jiān)控。微處理器的使用在很大程度上提高了電路系統(tǒng)的性能，但由于微處理器

9、運算速度的限制，在許多情況下，這種微處理器輔助的電路控制系統(tǒng)仍舊要用到運算放大器等模擬控制元件。近年來隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，一些專用心片的產(chǎn)生，使逆變電源的全數(shù)字控制成為現(xiàn)實。實時地讀取逆變電源的輸出，并實時地處理，使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于逆變電源控制成為可能，從而可對非線性負(fù)載動態(tài)變化時產(chǎn)生的諧波進(jìn)行動態(tài)補償，將輸出諧波達(dá)到可以接受的水平。1.3逆變電源數(shù)字化控制技術(shù)的現(xiàn)狀1.3.1逆變電源控制技術(shù)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化隨著電機控制專用芯片的出現(xiàn)和控制理論的普遍發(fā)展，逆變電源技術(shù)朝著全數(shù)化智能化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，逆變電源的數(shù)字控制技術(shù)發(fā)生了一次大飛躍。逆變電源數(shù)字化控制的優(yōu)點在

10、于各種控制策略硬件電路基本是一致的，要實現(xiàn)各種控制策略，無需變動硬件電路，只需修改軟件即可，大大縮短了開發(fā)周期，而且可以應(yīng)用一些新型的復(fù)雜控制策略，各電源之間的一致性很好，這樣為逆變電源的進(jìn)一步發(fā)展提供了基礎(chǔ)，而且易組成可靠性高的大規(guī)模逆變電源并聯(lián)運行系統(tǒng)。1.3.2逆變電源數(shù)字化需要解決的一些難題  數(shù)字化是逆變電源發(fā)展的主要方向，但還是需要解決以下一些難題：  a)逆變電源輸出要跟蹤的是一個按正弦規(guī)律變化的給定信號，它不同于一般開關(guān)電源的常值控制。在閉環(huán)控制下，給定信號與反饋信號的時間差就體現(xiàn)為明顯的相位差，這種相位差與負(fù)載是相關(guān)的，這就給控制器的設(shè)

11、計帶來了困難。  b)逆變電源輸出濾波器對系統(tǒng)的模型影響很大，輸入電壓的波動幅值和負(fù)載的性質(zhì)，大小的變化范圍往往比較大，這些都增加了控制對象的復(fù)雜性，使得控制對象模型的高階性、不確定性、非線性顯著增加。   c)對于數(shù)字式PWM，都存在一個開關(guān)周期的失控區(qū)間，一般是在每個開關(guān)周期的開始或上個周期之末來確定本次脈沖的寬度，即使這時系統(tǒng)發(fā)生了變化，也只能在下一個開關(guān)周期對脈沖寬度做出調(diào)整，所以現(xiàn)在逆變電源的數(shù)字化控制引起了廣泛的關(guān)注。1.4逆變電源數(shù)字化的各種控制策略   逆變電源數(shù)字控制方法成為當(dāng)今電源研究領(lǐng)域的一個

12、熱點，與數(shù)字化相對應(yīng)，各種各樣的離散控制方法也紛紛涌現(xiàn)，包括數(shù)字比例-積分-微分（PI）調(diào)節(jié)器控制、無差拍控制、數(shù)字滑變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制以及各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，從而有力地推動逆變電源控制技術(shù)的發(fā)展。1.4.1數(shù)字PI控制數(shù)字PI控制以參數(shù)簡單、易整定等特點得到了廣泛應(yīng)用。逆變器采用模擬數(shù)字PI控制時，如果只是輸出電壓的瞬時值反饋，其動態(tài)性能和非線性負(fù)載時的性能不會令人滿意；如果是輸出濾波電感或輸出濾波電容的電流瞬時值引入反饋，其性能將得到較大改進(jìn)，然而，龐大的模擬控制電路使控制系統(tǒng)的可靠性下降，調(diào)試復(fù)雜，不易于整定。數(shù)字信號處理芯片的出現(xiàn)使這個問題得以迅速解決，如今各種補償措施及控制方式可以

13、很方便地應(yīng)用于逆變電源的數(shù)字PI控制中，控制器參數(shù)修改方便，調(diào)試簡單。但是，數(shù)字PI控制算法應(yīng)用到逆變電源的控制中，不可避免地產(chǎn)生了一些局限性：一方面是系統(tǒng)的采樣量化誤差，降低了算法的分辨率，使得PI調(diào)節(jié)器的精度變差；另一方面，采樣和計算延時使被控系統(tǒng)成為一個具有純時間滯后的系統(tǒng)，造成PI控制器設(shè)計困難，穩(wěn)定性減小，隨著高速專用芯片及高速A/D的發(fā)展，數(shù)字PI控制技術(shù)在逆變電源的控制中會有進(jìn)一步的應(yīng)用。1.4.2滑模變結(jié)構(gòu)控制   滑模變結(jié)構(gòu)控制（sliding mode variable structure control

14、，SVSC）最顯著的特點是對參數(shù)變化和外部擾動不敏感，即魯棒性強，加上其固有的開關(guān)特性，因此非常適用于閉環(huán)反饋控制的電能變換器。基于微處理器的離散滑?？刂剖鼓孀兤鬏敵霾ㄐ斡休^好的暫態(tài)響應(yīng)，但系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能不是很理想。具有前饋控制的離散滑模控制系統(tǒng)1，暫態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度得到提高，但如果系統(tǒng)過載時，滑?？刂破鞯呢?fù)擔(dān)將變得非常重。自矯正離散滑?？刂瓶梢越鉀Q這個問題。   逆變器的控制器由參數(shù)自適應(yīng)的線性前饋控制器和非線性滑模控制器組成，滑模控制器僅在負(fù)載導(dǎo)致輸出電壓變化時產(chǎn)生控制力，穩(wěn)態(tài)的控制力主要由前饋控制器提供，滑模控制器的切換面（超平面）是根據(jù)優(yōu)化準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計的。

15、1.4.3無差拍控制   無差拍控制（deadbeat control）是一種基于電路方程的控制方式，其控制的基本思想是將輸出正弦參考波等間隔地劃分為若干個取樣周期，根據(jù)電路在每一取樣周期的起始值，用電路理論算出關(guān)于取樣周期中心對稱的方波脈沖作用時，負(fù)載輸出在取樣周期末尾時的值。這個輸出值的大小，與方波脈沖的極性與寬度有關(guān)，適當(dāng)控制方波脈沖的極性與寬度，就能使負(fù)載上的輸出在取樣周期的末后與輸出參考波形相重合2。不斷調(diào)整每一取樣周期內(nèi)方波脈沖的極性與寬度，就能在負(fù)載上獲得諧波失真小的輸出。因此，即使在很低的開關(guān)頻率下，無差拍控制也能夠保證輸出波形的質(zhì)量，這

16、是其它控制方法所不能做到的,但是，其也有局限性：由于采樣和計算時間的延遲，輸出脈沖的占空比受到很大限制；對于系統(tǒng)參數(shù)的變化反應(yīng)靈敏，如電源電壓波動、負(fù)載變動，系統(tǒng)的魯棒性差。對于采樣和計算延時的影響，一種方法是通過修改輸出脈沖方式的方法來減小計算延時造成的占空比局限；另一種方法是通過狀態(tài)觀測器對系統(tǒng)狀態(tài)提前進(jìn)行預(yù)測，用觀測值替代實際值進(jìn)行控制，從而避免采樣和計算延時對系統(tǒng)的影響。為了提高系統(tǒng)的魯棒性，一種方法是采用負(fù)載電流預(yù)測方法來減小負(fù)載變動對電源輸出的影響，但實際改善的程度有限；另一種可行的方法是對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行在線辨識，從而實時確定控制器參數(shù)，以達(dá)到良好的控制效果。但是，在線系統(tǒng)辨識的計算

17、復(fù)雜度和存儲量都非常大，一般的微處理器很難在很短的時間內(nèi)完成，因此實現(xiàn)的可能性不大，所以還沒有一種比較好的方法來解決無差拍控制魯棒性差的問題。正是由于無差拍控制在電源控制中的不足及局限性到目前還難以解決，使得無差拍控制在工業(yè)界的應(yīng)用還有待不斷的深入研究。1.4.4重復(fù)控制   逆變器采用重復(fù)控制（repetitive control）是為了克服整流型非線性負(fù)載引起的輸出波形周期性的畸變，它通常與其他PWM控制方式相結(jié)合。重復(fù)控制的思想是假定前一周期出現(xiàn)的基波波形將在下一基波周期的同一時間重復(fù)出現(xiàn)，控制器根據(jù)給定信號和反饋信號的誤差來確定所需的校正信號，然

18、后在下一個基波周期的同一時間將此信號疊加到原控制信號上，以消除后面各周期中將出現(xiàn)的重復(fù)畸變3。   雖然重復(fù)控制使系統(tǒng)獲得了很好的靜態(tài)性能，且易于實現(xiàn)，但該技術(shù)卻不能夠獲得好的動態(tài)性能。自適應(yīng)重復(fù)控制方案成功地應(yīng)用于逆變器的控制中。   模糊控制（fuzzy control）能夠在準(zhǔn)確性和簡潔性之間取得平衡，有效地對復(fù)雜的電力電子系統(tǒng)做出判斷和處理。將模糊控制應(yīng)用于逆變器，具有如下優(yōu)點:模糊控制器的設(shè)計不需被控對象的精確數(shù)學(xué)模型,并且有較強的魯棒性和自適應(yīng)性；查找模糊控制表只需占有處理器很少的時間，可采用較高采樣率來補償模糊

19、規(guī)則和實際經(jīng)驗的偏差。   將輸出電壓和濾波電感電流反饋，即電壓誤差和電感電流作為輸入模糊變量，可以實現(xiàn)逆變器的模糊控制，整流性負(fù)載時，其輸出電壓總諧波失真（total harmonic distortion,TH）小于5，將模糊控制與無差拍控制相結(jié)合，可用來補償由于非線性負(fù)載導(dǎo)致的電壓降落，5-6。模糊控制從模仿人的思維外特性入手，模仿人的模糊信息處理能力。它對系統(tǒng)的控制是以人的經(jīng)驗為依據(jù)的，而人的經(jīng)驗正是反映人在思維過程中的判斷、推理、歸納。理論上已經(jīng)證明，模糊控制可以任意精度逼近任何線性函數(shù)，但受到當(dāng)前技術(shù)水平的限制，模糊變量的分檔和模糊

20、規(guī)則都受到一定的限制，隸屬函數(shù)的確定還沒有統(tǒng)一的理論指導(dǎo)，帶有一定的人為因素，因此，模糊控制的精度有待于進(jìn)一步提高。   此外神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是一種使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制方法。因為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是建立在強有力的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上，所以它有很大的潛力，這個數(shù)學(xué)基礎(chǔ)包括各種各樣的已被充分理解的數(shù)學(xué)工具。在無模型自適應(yīng)控制器中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也是一個重要組成部分。但由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)技術(shù)沒有突破，還沒有成功地應(yīng)用于逆變電源的控制中。第二章 推挽型逆變器的基礎(chǔ)知識2.1 開關(guān)型逆變器廣義地說，凡用半導(dǎo)體功率器件作為開關(guān)，將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài)的主電路都叫做開關(guān)

21、變換電路，這種變換可以是交流電和直流電之間的變換，也可以是電壓或電流幅值的變換，或者是交流電的頻率、相數(shù)等的變換。按電力電子的習(xí)慣稱謂，基本的電力電子電路可以分為四大類型，即ACDC電路、DCAC電路、ACAC電路、DCDC電路。本文中的逆變電路就屬DCAC電路。開關(guān)逆變器中的開關(guān)都是在某一固定頻率下工作，這種保持開關(guān)頻率恒定，但改變接通時間長短（即脈沖寬度），使負(fù)載變化時，負(fù)載上電壓變化不大的方法，稱脈寬調(diào)制法（Pluse Width Modulation,簡稱為PWM）4。由于電子開關(guān)按外加控制脈沖而通斷，控制與本身流過的電流、二端所加的電壓無關(guān)，因此電子開關(guān)稱為“硬開

22、關(guān)” 。凡用脈寬調(diào)制方式控制電子開關(guān)的開關(guān)逆變器，稱為PWM開關(guān)型逆變器。本文是用SPWM專用產(chǎn)生芯片控制電子開關(guān)的通斷，屬硬開關(guān)技術(shù)。相對應(yīng)有另一類控制技術(shù)“軟開關(guān)” ，它是一種使電子開關(guān)在其兩端電壓為零時導(dǎo)通電流，或使流過電子開關(guān)電流為零時關(guān)斷的控制技術(shù)。軟開關(guān)的開通、關(guān)斷損耗理想值為零，損耗很小，開關(guān)頻率可以做到很高。2.2 推挽型電路各種變換電路按其是否具備電能回饋能力分為非回饋型和回饋型，非回饋型電路按其輸出端與輸入端是否電氣個力分為非隔離型和隔離型。隔離型電路又分為正激型、反激型、半橋型、全橋型和推挽型。帶中心抽頭變壓器原邊兩組線圈輪流工作的線路一般稱

23、為推挽線路，它不太適合離線變換器的應(yīng)用。推挽型電路的一個突出優(yōu)點是變壓器雙邊勵磁，在輸入回路中僅有1個開關(guān)的通態(tài)壓降，而半橋型電路和全橋型電路都有2個，因此在同樣的條件下，產(chǎn)生的通態(tài)損耗較小，而且不需驅(qū)動隔離，驅(qū)動電路簡單，這對很多輸入電壓較低的電源十分有利，因此低電壓輸入類電源應(yīng)用推挽型電路比較合適。但是功率開關(guān)所承受的電壓應(yīng)大于2  。2.2.1 線路結(jié)構(gòu) 圖1-1  推挽型電路原理圖推挽型電路的原理圖如圖1-1所示。 主變壓器 原邊繞組 接成推挽形式，副變繞組 接成全波整流形式。 

24、;                                                  

25、;                                                  

26、;                                                  

27、;                                      2.2.2 工作原理由于驅(qū)動電路作用，兩個功率開關(guān)管 、 交替導(dǎo)通。當(dāng) 導(dǎo)通時， 加到

28、60;上，所有帶“” 端為正。功率開關(guān)管 通過變壓器耦合作用承受 的電壓。副邊繞組 “” 為正，電流流經(jīng) 、L到負(fù)載上。原邊電流是負(fù)載折算至原邊的電流及原邊電感所定的磁化電流之和。導(dǎo)通期間，原邊電流隨時間而增加，導(dǎo)通時間由驅(qū)動電路決定。 關(guān)斷時，由于原邊能量的儲存和漏電感的原因， 的漏極電壓將升高.2.2.2推挽型逆變器的變壓器設(shè)計推挽型逆變器設(shè)計在整個電源的設(shè)計過程中具有最為重要的地位，一旦完成設(shè)計，不宜輕易改變，因此設(shè)計時對各方面問題考慮周全，避免返工，造成時間和經(jīng)費的浪費。下面介紹具體設(shè)計。變壓器是開關(guān)電源中

29、的核心元件，許多其他主電路元器件的參數(shù)設(shè)計都依賴于變壓器的參數(shù)，因此應(yīng)該首先進(jìn)行變壓器的設(shè)計。高頻變壓器工作時的電壓、電流都不是正弦波，因此其工作狀況同工頻變壓器是很不一樣的，設(shè)計公式也有所不同。需要設(shè)計的參數(shù)是電壓比、鐵心的形式和尺寸、各繞組匝數(shù)、導(dǎo)體截面積和繞組結(jié)構(gòu)等，所依據(jù)的參數(shù)是工作電壓、工作電流和工作頻率等5。另外，變壓器兼有儲能,限流,隔離的作用.在磁心大小,原邊電感,氣隙大小,原,副邊線圈匝數(shù)的選擇,以及在磁心內(nèi)直流成分和交流成分之間的相互影響都應(yīng)在設(shè)計中細(xì)致考慮. 第三章 基于單片機的控制系統(tǒng)設(shè)計   按照設(shè)計的要求，基于單片機

30、AT89C52的設(shè)計主要實現(xiàn)以下功能：SA828的初始化及控制、ADC0809采樣的數(shù)據(jù)的處理和輸出顯示電壓頻率。選用單片機作為主控器件，控制部分的原理框圖如下：            圖3-1  控制系統(tǒng)原理框圖 3.1 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計圖3-2為控制部分的電路原理圖。電路主要由AT89C52單片機、四位顯示及驅(qū)動電路、AD采樣電路、復(fù)位電路等組成。 圖3-23.1.1  AT89C52單片機AT89C

31、52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8為單片機，片內(nèi)含8k bytes 的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8052善拼引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大AT89C52單片機適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場合。6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)可充擦寫Flash閃速存儲器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz24MHz三級加密程序存儲器256&

32、#215;8字節(jié)內(nèi)部RAM32個可變成I/O口線3個16位定時計數(shù)器8個中斷源可編程串行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閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，3個16位定時/計數(shù)器，一個6向量兩極中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，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)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時器/計數(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硬件復(fù)位。引腳功能：Vcc：

33、電源電壓GND：地P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口P0寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。P1口：P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口P1寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口

34、使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。與AT89C51不同之處是，P1.0和P1.1還可分別作為定時/計數(shù)器2的外部技術(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX）。Flash編程和程序校驗期間，P1接收低8位地址。P2口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX D

35、PTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX RI指令）時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，他們被內(nèi)部上拉電阻拉高可作為輸入端口。此時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口出了作為一般的I/O線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表：端口引腳    第二功能P3.0   

36、 RXD（串行輸入口）P3.1    TXD（串行輸出口）P3.2     （外中斷0）P3.3     （外中斷1）P3.4    T0（定時/計數(shù)器0）P3.5    T1（定時/計數(shù)器1）P3.6     （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7     （外部數(shù)據(jù)存儲器

37、讀選通）此外，P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個周期以上高電平將使單片機復(fù)位。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。對于本次設(shè)計的引腳使用情況如下：P1口：控制LED數(shù)碼管8位段碼;P3.0，P3.1，P3.4，P3.5：數(shù)碼管位選通口;XTAL：接晶振;RST：接復(fù)位電路;P0： ADC0809的結(jié)果輸入；SA828的控制字口;P2.0：SA828的片選;P2.7：ADC0809的片選;P3.2：外部中斷0 .AT89C52是一個低電

38、壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256×8位的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），3個16位定時/計數(shù)器、6個中斷源、低功耗空閑和掉電方式等特點。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，可以滿足系統(tǒng)要求。系統(tǒng)采用5V電源電壓，外接12M晶振。3.1.2顯示電路顯示的方法分為動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示就是在同一時刻只顯示一種字符，其顯示方法簡單，只需將顯示段碼送至段碼口，并把位控字送至位控口即可。動態(tài)顯示是利用人眼對視覺的殘留效應(yīng)，采用

39、動態(tài)掃描顯示的方法。7本設(shè)計采用動態(tài)顯示，顯示電路采用四位一體共陽極LED數(shù)碼管，從P1口輸出段碼，位選控制端接于P3.0,P3.1,P3.4,P3.5。段驅(qū)動采用74LS245，位選驅(qū)動采用74LS244。硬件連接圖如下：  圖3-3  顯示部分硬件連接圖3.1.3 A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換器采用集成電路0809完成，0809是8位MOS型A/D轉(zhuǎn)換器。1).主要特性  8路8位AD轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位;       具有轉(zhuǎn)換起停控制端; &#

40、160;   轉(zhuǎn)換時間為100s;      單個5V電源供電   模擬輸入電壓范圍05V，不需零點和滿刻度校準(zhǔn);   工作溫度范圍為-4085攝氏度；      低功耗，約15mW。 2).內(nèi)部結(jié)構(gòu)  ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型DA轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、三

41、態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。因此，ADC0809可處理8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨工作。輸入輸出與TTL兼容。   圖3-4ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖3).外部特性（引腳功能） ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖3-5 所示。下面說明各引腳功能。             IN0IN7：8路模擬量輸入端。2-12-8：8位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、

42、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。如表所示。ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 圖                                     3-5 ADC0809

43、引腳圖START： AD轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入，高電平有效。 EOC： AD轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平                （轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基準(zhǔn)電壓。Vcc

44、：電源，單一5V。GND：地。表3-6ADDA、ADDB、ADDC真值表 ADC0809的工作過程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 AD轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到AD轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示AD轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當(dāng)OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。4).AD0809與控制電路的連接如下圖: 圖 3-7 AD08

45、09的連接電路3.1.4 SPWM波形電路    由于逆變開關(guān)管的開關(guān)時間要由載波與調(diào)制波的交點來決定。在調(diào)制波的頻率、幅值和載波的頻率這3項參數(shù)中不論哪一項發(fā)生變化時，都使得載波與調(diào)制波的交點發(fā)生變化。因此，在每一次調(diào)整時，都要重新計算交點的坐標(biāo)。顯然，單片機的計算能力和速度不足以勝任這項任務(wù)。過去通常的作法是：對計算作一些簡化，并事先計算出交點坐標(biāo)將其制成表格，使用時進(jìn)行查表調(diào)用。但即使這樣，單片機的負(fù)擔(dān)也很重。為了減輕單片機的負(fù)擔(dān)，一些廠商推出了專用于生成三相或單相SPWM波控制信號的大規(guī)模集成電路芯片，如HEF4752、SLE4520、

46、SA828、SA838等等。采用這樣的集成電路芯片，可以大大地減輕單片機的負(fù)擔(dān)，使單片機可以空出大量的機時用于檢測和監(jiān)控。這里詳細(xì)介紹SA828三相SPWM波控制芯片的主要特點、原理和編程。3.1.5 SA828主要特點.適用于英特爾和摩托羅拉兩種總線格式,接口通用性好, 編程，操作簡單,方便,快捷。.應(yīng)用常用的對稱的雙邊采樣法產(chǎn)生PWM波形, 波形產(chǎn)生數(shù)字化,無時漂,無溫漂穩(wěn)定性好。.在外接時鐘頻率為12.5MHZ時載波頻率可高達(dá)24KHZ,可實現(xiàn)靜音運行。最小脈寬和死區(qū)時間通過軟件設(shè)置完成,既節(jié)約了硬件成本,又使修改靈活方便。調(diào)制頻率范圍寬,精度高(12位),

47、輸出正弦波頻率可達(dá)4KHZ,可實現(xiàn)高頻率高精度控制及光滑的變頻.。.在電路不變的情況下, 通過修改控制暫存器參數(shù),就可改變逆變器性能指標(biāo),驅(qū)動不同負(fù)載或工作于不同工況。.可通過改變輸出SPWM脈沖的相序?qū)崿F(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)。.獨立封鎖端可瞬時封鎖輸出PWM脈沖亦使微處理器防止突然事件的發(fā)生。3.1.6 SA828工作原理    SA828是MITEL公司推出的一種專用于三相SPWM信號發(fā)生和控制的集成芯片。它既可以單獨使用，也可以與大多數(shù)型號的單片機接口。該芯片的主要特點為：全數(shù)字控制；兼容Intel系列和MOTOROLA系列單片機；輸出

48、調(diào)制波頻率范圍04kHz;12位調(diào)速分辨率；載波頻率最高可達(dá)24kHz；內(nèi)部ROM固化波形：可選最小脈寬和延遲時間(死區(qū))；可單獨調(diào)整各相輸出以適應(yīng)不平衡負(fù)載。8SA828采用28腳的DIP和SOIC封裝。其引腳如圖3-8所示。各引腳的功能如下：   (1)輸入類引腳說明   AD0AD7：地址或數(shù)據(jù)輸入通道。  SET TRIP：通過該引腳，可以快速關(guān)斷全部SPWM信號輸出,高電平有效。   ：硬件復(fù)位引腳，低電平有效。復(fù)位后,寄存器的 、 、WTE和R

49、ST各位為0。  CLK：時鐘輸入端，SA828既可以單獨外接時鐘，也可以與單片機共用時鐘。                                        ：片選引

50、腳。 、 、ALE：用于“  ”模式，分別接收寫、讀、地址鎖存指令。INTEL模式下ALE的下降沿傳送地址， 的上升沿給SA828寫數(shù)據(jù)。 在此模式下不用。  R 、AS、DS：用于“R ”模式，分別接收讀寫、地址、數(shù)據(jù)指令。MOTOROLA模式下，AS的下降沿傳送地址，當(dāng)R 為低電平時，DS的下降沿給SA828寫數(shù)據(jù)（ 接底電平）  (2)輸出類引腳說明        

51、60;                               圖3-8  RPHB、YPHB、BPHB：這些引腳通過驅(qū)動電路控制逆變橋的R、Y、B相的下臂開關(guān)管。  RPHT、YPHT、BPHT：這些引腳通過驅(qū)動電路控制逆變橋的R、Y、B相的上

52、臂開關(guān)管。  它們都是標(biāo)準(zhǔn)TTL輸出每個輸出都有12mA的驅(qū)動能力，可直接驅(qū)動光偶。   ：該引腳輸出個封鎖狀態(tài)。當(dāng)SETTRIP有效時， 為低電平、表示輸出已被封鎖。它也有12mA的驅(qū)動能力，可直接驅(qū)動一個LED指示燈。   ZPPR、ZPPY、ZPPB：這些引腳輸出調(diào)制波頻率。   WSS：該引腳輸出采樣波形。3.1.7內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理SA828內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-9所示。來自單片機的數(shù)據(jù)通過總線控制和譯碼進(jìn)入初始化寄存器或控制寄存器，它們對相控邏輯電路進(jìn)行控制。外部時鐘輸

53、入經(jīng)分頻器分成設(shè)定的頻率，并生成三角形載波，三角載被與片內(nèi)ROM中的調(diào)制波形進(jìn)行比較，自動生成SPWM輸出脈沖。通過脈沖刪除電路，刪去比較窄的脈沖(如圖3-10所示)，因為這樣的脈沖不起任何作用，只會增加開關(guān)管的損耗。通過脈沖延遲電路生成死區(qū)，保證任何橋臂上的兩個開關(guān)管不會在狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間短路。 圖3-9  SA828的內(nèi)部結(jié)構(gòu)  片內(nèi)ROM存有正弦波形。寄存器列陣包含3個8位寄存器和2個虛擬寄存器。他的虛擬寄存器R3的寫操作結(jié)果是R0,R1,R2中的數(shù)據(jù)寫入控制寄存器。虛擬寄存器R4的寫操作結(jié)果是R0,R1,R2中的數(shù)據(jù)寫入初始化寄存器。各寄存

54、器地址如表3-11所列。圖 3-10 脈沖序列中的窄脈沖AD2    AD1    AD0    寄存器    功能0    0    0    R0    暫存數(shù)據(jù)0    0   

55、60;1    R1    暫存數(shù)據(jù)0    1    0    R2    暫存數(shù)據(jù)0    1    1    R3    傳控制數(shù)據(jù)1    0 

56、;   0    R4    傳初始化數(shù)據(jù)表 3-11其工作過程可簡析如下：由于調(diào)制波形關(guān)于90度，180度，270度對稱，故波形ROM中僅有090度的波形瞬時幅值，采樣間隔0.23度, 90度內(nèi)共384組8位采樣值存入ROM中，每個采樣值線性的表達(dá)正弦波的瞬時值, 通過相位控制邏輯，將它組成0360度的完整波形.該調(diào)制波與載波比較產(chǎn)生三相六路雙極性PWM調(diào)制波形.其經(jīng)脈沖寬度取消電路，將脈沖寬度小于取消時間的脈沖去掉,再經(jīng)脈沖延時電路引入死區(qū)時間，從而保

57、證了在轉(zhuǎn)換瞬間高，低端功率開關(guān)不會出現(xiàn)共同導(dǎo)通現(xiàn)象。圖3-9中24位初始化暫存寄存器,可用來設(shè)置輸出波形參數(shù)，例如載波頻率，最小脈寬， 脈沖取消時間計數(shù)器置”0”圖3-12    Intel總線時序等。一經(jīng)設(shè)置好，運行中不允許改變。24位控制寄存器，用來調(diào)整改變調(diào)制波頻率，幅值，輸出關(guān)閉，過調(diào)制選擇，開機關(guān)機等.上述設(shè)置和調(diào)整均通過微處理器或微控制器發(fā)出指令，數(shù)據(jù)先存入三個8位暫存寄存器R0，R1，R2中，然后通過R3和R4分別傳送給24位初始化寄存器和24位控制寄存器。初始化或調(diào)整時，  端要置0。SA828由外配的微處理

58、器通過復(fù)用MOTEL總線控制，并與外配的微處理器接口，該接口總線有自動適應(yīng)英特爾和摩托羅拉兩種總線格式及工作時序的能力（兩種總線的工作時序如圖3-12和3-13），在電路啟動運行后,當(dāng)AS/ALE端從低電平變?yōu)楦唠姇r，內(nèi)部檢測電路鎖存DS/  的狀態(tài)，若檢測結(jié)果為高電平則自動進(jìn)入英特爾模式，若檢測結(jié)果為低電平，則選擇摩托羅拉模式工作，總線連接和定時信息相對所用微處理器而言，這個過程在每次AS/ALE變?yōu)楦唠娖綍r要進(jìn)行，實際中模式選擇由系統(tǒng)自動設(shè)定。圖3-13 Motorola總線時序3.1.8 SA828 初始化寄存器編程  

59、;  初始化是用來設(shè)定與電機和逆變器有關(guān)的基本參數(shù)。它包括載波頻率設(shè)定、調(diào)制波頻率范圍設(shè)定、脈沖延遲時間設(shè)定、最小刪除脈寬設(shè)定、幅值控制。初始化編程時，即設(shè)定各寄存器內(nèi)容。下面分別介紹這些內(nèi)容的設(shè)定。9(1)載波頻率設(shè)定    載波頻率(即三角波頻率)越高越好，但頻率越高損耗會越大，另外，還受開關(guān)管最高頻率限制，因此要合理設(shè)定。設(shè)定字由CFS0-CFS2這3位組成。載波頻率 通過下式            

60、                     (31)求出。式中K為時鐘頻率,n值的二進(jìn)制數(shù)即為載波頻率設(shè)定字，可以取1，2，4，8，16或32。由于K=12MHz ，當(dāng)n=1時，反算得 =23.4375KHz,考慮到 (max)=24KHz ,  < (max) 當(dāng)n=2時， =11.71725

61、KHz ,故n取1 ，實際 =23.4375KHz 。    (2)調(diào)制波頻率范圍設(shè)定根據(jù)調(diào)制頻率范圍確定設(shè)定字。設(shè)定調(diào)制波頻率范圍的目的是在此范圍內(nèi)進(jìn)行l(wèi)2位分辨率的細(xì)分，這樣可以提高控制精度，也就是范圍越小控制精度越高。調(diào)制被頻率范圍設(shè)定字是由FRS0FRS2這3位組成。調(diào)制波頻率 通過下式          (32)求得。m值的二進(jìn)制數(shù)即為調(diào)制波頻率范圍設(shè)定字。上面已得 =23.4375KH

62、z ，  若取 =500Hz則m=8.192 ,考慮到調(diào)制波的頻率為400Hz，則m=8 ,反算得 =488.28Hz 。(3)脈沖延遲時間設(shè)定該設(shè)定字是由PDY0PDY5這6位組成。脈沖延遲時間 通過下式           (33)求得。設(shè)脈沖延遲時間  則 =60 (4)最小刪除脈寬設(shè)定最小刪除脈寬設(shè)定字是由PDT0PDT6這7位組成。最小刪除脈寬&#

63、160;由下式                 (34)        圖3-14 延遲前后脈寬關(guān)系求得?？紤]到延遲(死區(qū))的因素，在延遲時通常的做法是在保持原頻率不變的基礎(chǔ)上，使開關(guān)管延遲開通如圖3-7所示實際輸出的脈寬延遲前的脈寬-延遲時間。由結(jié)構(gòu)圖 可知SA828的工作順序是先刪除最窄脈沖，然后再延遲所以式(34)給出的&

64、#160;應(yīng)是延遲前的最小刪除脈寬。它等于實際輸出的最小脈寬加上延遲時間，即 實際輸出的最小脈寬十  ,假設(shè)實際輸出的最小脈寬=10 那么 =15 則 =180> =128  , =10.67 s最小脈寬為5.67 s 。(5)幅值控制AC是幅值控制位。當(dāng)AC0時，控制寄存器中的R相的幅值就是其他兩相的幅值。當(dāng)AC=l時，控制寄存器中的R、Y、B相分別可以調(diào)整各自的幅值，以適應(yīng)不平衡負(fù)載。初始化寄存器通常在程序初始化時定義。這些參數(shù)專用于逆變電路中因

65、此，在操作期間不應(yīng)該改變它們。如果一定要修改，可先用控制寄存器中的 來關(guān)斷SPWM輸出，然后再進(jìn)行修改。3.1.9 SA828控制寄存器編程    控制寄存器的作用包括調(diào)制波頻率選擇(調(diào)速)、調(diào)制波幅值選擇(調(diào)壓)、正反轉(zhuǎn)選擇、輸出禁止位控制、計數(shù)器復(fù)位控制、軟復(fù)位控制?？刂茢?shù)據(jù)仍然是通過RoR2寄存器輸入并暫存，當(dāng)向R3虛擬寄存器寫操作時將這些數(shù)據(jù)送入控制寄存器。  (1)調(diào)制波頻率選擇調(diào)制波頻率選擇字由PFS0PFS7這8位組成。通過下式     (3-5)求得

66、 值，它的二進(jìn)制數(shù)即是調(diào)制波頻率選擇字。取 =400Hz ,  =488.28Hz ,得 =3355.45179    (2)調(diào)制波幅值選擇通過改變調(diào)制波幅值來改變輸出電壓有效值，達(dá)到變頻同時變壓的目的。輸出電壓的改變要根據(jù)U/f曲線，隨頻率變化進(jìn)行相應(yīng)的變化。調(diào)制波幅值是借助于8位幅值選擇字(RAMP、YAMP、BAMP)來實現(xiàn)的。每一相都可以通過計算下式           

67、;            %        (3-6)求出A值，它的二進(jìn)制數(shù)即為幅值選擇字(即RAMP或YAMP或BAMP)。式中的 就是調(diào)壓比 ，注意，初始化寄存器的AC位決定了R相幅值是否代表另二相幅值。  = =91.8=92 (3)輸出禁止位控制輸出禁止位 。當(dāng) 0時，關(guān)斷所有SPWM信號輸出。(4)計數(shù)器復(fù)位

68、控制計數(shù)器復(fù)位位 ，當(dāng) 0，使內(nèi)部的相計數(shù)器置為0(R相)。(5)軟復(fù)位控制RST是軟復(fù)位位。它與硬復(fù)位 有相同的功能。高電平有效。SPWM波形的產(chǎn)生，選擇專用的芯片SA828，如前面所講，這里不再論述。它和單片機的接口如下圖所示：  3.2 系統(tǒng)軟件的設(shè)計3.2.1 初始化程序  系統(tǒng)上電時,初始化程序?qū)?shù)據(jù)存儲區(qū)清零。3.2.2 主程序  完成定時器的初始化，開各種中斷，循環(huán)調(diào)用各個子程序。包括電壓顯示子程序、AD轉(zhuǎn)換子程序、828初始化子程序。主程序流程圖見圖程序清單如

69、下: START: SETB IT1         選擇INT1為邊沿觸發(fā)方式       SETB EX1          開外中斷1       SETB EA    &#

70、160;      開總控制中斷       CLR PX1           外中斷1為低優(yōu)先級       SETB IT0          脈沖下降沿觸發(fā)外中斷

71、0       SETB EX0          開外中斷0       MOV TMOD,#01H      T0工作在定時，方式1       SETB PX0   

72、;       外中斷0為高優(yōu)先級       MOV TH0,#00H       MOV  TL0,#00H       ACALL KAISHI       ACALL INCADC 

73、      AJMP START3.2.3 SA838初始化及控制子程序按照單片機與SA828的接線圖，P2.0作為SA828的片選控制口，因此SA828的起始地址為FE00H。系統(tǒng)上電復(fù)位之后首先對SA828寫初始化字和控制字。具體計算如前面所述。流程圖如下：程序清單如下：CLR P2.1          禁止PWM輸出MOV A,#80H    

74、60;   SA828初始化寄存器MOV DPTR,#0FE00H  SA828地址MOVX DPTR,A      給R0寫數(shù)據(jù)INC DPTRMOV A,#60HMOVX DPTR,A      給R1寫數(shù)據(jù)INC DPTRMOV A,#04HMOVX DPTR,A      給R2寫

75、數(shù)據(jù)INC DPTRINC DPTRMOVX DPTR,A       給初始化寄存器R4寫數(shù)據(jù)MOV A,#1BH       SA828控制寄存器MOV DPTR,#0FE00H  SA828地址MOVX DPTR,A      給R0寫數(shù)據(jù)INC DPTRMOV A,#2DHMOVX 

76、;DPTR,A      給R1寫數(shù)據(jù)INC DPTRMOV A,#05CHMOVX DPTR,A       給R2寫數(shù)據(jù)INC DPTRMOVX DPTR,A       給控制寄存器R3寫數(shù)據(jù)SETB P2.1          &#

77、160;允許PWM輸單片機對采樣到的輸出如做PI調(diào)節(jié)計算轉(zhuǎn)換為電壓幅值控制字后，需要重新寫入控制字，其方法是相同的。3.2.4 ADC0809的控制及數(shù)據(jù)處理子程序單片機與ADC0809的接線圖所示，P2.7作為ADC0809的片選控制口，因此ADC0809的起始地址為7F00H。如圖所示，ADC0809的地址選擇線接地，固定8路模擬數(shù)據(jù)輸入端重IN-0為電壓采樣輸入端。ADC0809的CLK信號是從AT89C52的ALE端經(jīng)四分頻器74LS74分頻后得到的，工作頻率為500HZ，轉(zhuǎn)換時間為128us左右，據(jù)此設(shè)計一個延時時間，延時時間一到，采用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。即用軟件測試EO

78、C（P3.1）的狀態(tài)，若測試結(jié)果為1，則轉(zhuǎn)換結(jié)束接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，否則等待，直到測試結(jié)果為1。因為ADC0809的最大輸入電壓為5V，其轉(zhuǎn)換結(jié)果FFH對應(yīng)5V。所以FFH對應(yīng)的輸入應(yīng)大于等于5V，表示輸入超過量程。本設(shè)計中FFH對應(yīng)36V，其轉(zhuǎn)換公式為  ，X=  ，因此程序中有二進(jìn)制轉(zhuǎn)換及乘14子程序，除以100處理為小數(shù)點固定顯示在次低位。另外，考慮到系統(tǒng)存在電磁干擾，采用了中值濾波子程序進(jìn)行軟件抗干擾。中值濾波對于去掉由于偶然因素引起的波動或采樣器不穩(wěn)定而造成的誤差所引起的脈動干擾比較有效。中值濾波之后將最優(yōu)值存于6AH中再進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。流程圖如圖

79、下面是程序清單：   INCADC:MOV R0,#2CHMOV R2,#03HSAMP: MOV DPTR,#7F00H  AD0809端口地址送DPTR      MOV A,#00H       輸入通道0選擇      MOVX DPTR,A    啟

80、動A/D轉(zhuǎn)換      MOV R7,#0FFH    延時查詢方式DELAY:DJNZ R7,DELAYLOOP1:JB P3.1,T1        查詢p3.1是否為1      JNB P3.1,LOOP1   T1:MOVX A,DPTR  

81、0; 讀取從IN0輸入的轉(zhuǎn)換結(jié)果      MOV R0,A      INC R0DJNZ R2,SAMP以下是數(shù)字濾波程序流程圖及程序清單： FILTER:MOV A,6CH       CJNE A,6DH,CMP1       AJMP CMP2

82、60;  CMP1:JNC CMP2        XCH A,6DH        XCH A,6CH   CMP2:MOV A6DH        CJNE A,6EH,CMP3      

83、60; MOV 6AH,A   CMP3:JC CMP4        MOV 6AH,A   CMP4:MOV A,6EH        CJNE A,6CH,CMP5        MOV 6AH,A  &

84、#160;CMP5:JC CMP6        XCH A,6CH   CMP6:MOV 6AH,A   濾波結(jié)果存于6AHRET3.2.5 數(shù)據(jù)處理及電壓顯示子程序DISPLAY:MOV A,6AHACALL L1  十進(jìn)制轉(zhuǎn)換ACALL PLAYRETPLAY:      顯示程序MOV A,

85、R5    分離D1ANL A,#0FHMOV 50H,AMOV A,R5    分離D2ANL A,#0F0HSWAP AMOV 51H,AMOV A,R4    分離D3ANL A,#0FHMOV 52H,AMOV A,R4    分離D4ANL A,#0F0HSWAP AMOV 53H,APLAY1:C

86、LR P2.6CLR P2.5CLR P2.4CLR P2.3MOV R1,#50H 顯示數(shù)據(jù)首地址MOV P1,#0FFH 清除原來的數(shù)據(jù)SETB P2.3    顯示最低位MOV A,R1MOV DPTR ,#TABMOVC A,A+DPTRMOV P1,ALCALL DL1MS    數(shù)據(jù)顯示1msCLR P2.3MOV P1,#0FFHIN

87、C R1SETB P2.4       顯示次低位MOV A,R1MOV DPTR ,#TABMOVC A,A+DPTRANL A,#7FH      小數(shù)固定顯示MOV P1,ALCALL DL1MSCLR P2.4MOV P1,#0FFHINC R1SETB P2.5