基于80C196KC設(shè)計(jì)的5kW高頻通信電源整流及監(jiān)控系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用集中管理、獨(dú)立控制的模式，各模塊都有自己獨(dú)立的監(jiān)控程序，當(dāng)個(gè)別模塊出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響整機(jī)運(yùn)行。由于篇幅限制，本文只給出監(jiān)控模塊的軟件結(jié)構(gòu)。

主監(jiān)控模塊軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各種功能都由相應(yīng)的中斷子程序完成。圖４是主程序流程圖。

系統(tǒng)的初始化包括MCU內(nèi)部控制寄存器的初始化，寄存器區(qū)及數(shù)據(jù)區(qū)的初始化等。自檢包括RAM自檢及控制系統(tǒng)各傳感器自檢，自檢通過(guò)后開(kāi)放中斷及PTS，并調(diào)用顯示初始化子程序，顯示系統(tǒng)主菜單可用鍵盤選擇各子菜單，包括運(yùn)行參數(shù)菜單、狀態(tài)菜單、故障記錄菜單及參數(shù)設(shè)置菜單。其中參數(shù)設(shè)置菜單僅供具有權(quán)限的維護(hù)人員使用，須輸入密碼才可進(jìn)行操作。通信握手通過(guò)發(fā)送特征碼55H及接收回彈的AAH來(lái)確定通信系統(tǒng)的正常與否。

執(zhí)行完初始化及自檢后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，可接收鍵盤中斷，同時(shí)保持串口接收中斷有效。鍵盤中斷子程序如圖5所示。串口數(shù)據(jù)的發(fā)送由子程序調(diào)用完成，接收由中斷實(shí)現(xiàn)，按數(shù)據(jù)的不同類型進(jìn)行相應(yīng)的處理。串口接收子程序如圖6所示。

由于本系統(tǒng)檢測(cè)的模擬量較多，對(duì)于A/D轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)采用了80C196KC所提供的新功能PTS中斷。它以微代碼方式運(yùn)行中斷子程序，此普通中斷速度快，而且由于PTS提供了一種A/D掃描模式，使得對(duì)多個(gè)A/D處理更為方便。表1是用于實(shí)現(xiàn)A/D的PTS中斷的命令塊。

首先在主程序中啟動(dòng)ACH4的A/D轉(zhuǎn)換，當(dāng)該轉(zhuǎn)換完成時(shí)，便引發(fā)一次A/D結(jié)束中斷，進(jìn)而產(chǎn)生一次PTS中斷。當(dāng)PTS中斷執(zhí)行時(shí)，它首先讀取PTS控制塊的內(nèi)容，如表2所示，依次為命令計(jì)數(shù)器，命令寄存器，源／目的寄存器和結(jié)果寄存器。根據(jù)源／目的寄存器的內(nèi)容，讀取該地址的A/D命令并執(zhí)行，然后根據(jù)命令寄存器的UPDT位的值，將源／目的寄存器的地址加二，把上一通道的轉(zhuǎn)換結(jié)果送入該寄存器，同時(shí)計(jì)數(shù)器減一，這樣完成一個(gè)PTS周期。直到計(jì)數(shù)器為零，PTS中斷結(jié)束。

３ 可*性設(shè)計(jì)及抗干擾措施

?主電路中主開(kāi)關(guān)采用帶保護(hù)的IGBT模塊，并外加snnbber電路。

?加入冗余整流模塊，個(gè)別模塊出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響整機(jī)運(yùn)行。

?所有的保護(hù)及安全電路都設(shè)有全硬件繼電保護(hù)，各模塊入口設(shè)熔斷保護(hù)。

?為減少電磁輻射干擾的影響，對(duì)控制板進(jìn)行了屏蔽。

?采用單點(diǎn)接地和隔離電源供電，消除共阻抗回路。數(shù)字地線、模擬地線、信號(hào)源地線和負(fù)載地線分開(kāi)設(shè)置。數(shù)字電路、模擬電路和負(fù)載電路分別單獨(dú)供電，獨(dú)自構(gòu)成回路且單點(diǎn)接地。

?加強(qiáng)電源退耦，電源線與地線之間加退耦電容。

?A/D轉(zhuǎn)換采用軟件濾波，以減小干擾的影響，提高測(cè)量和計(jì)算的準(zhǔn)確性。

?為防止微機(jī)控制器程序執(zhí)行出錯(cuò)或進(jìn)入死循環(huán)，設(shè)WATCHDOG，超出定時(shí)時(shí)間后能自動(dòng)使系統(tǒng)復(fù)位。

總之，本系統(tǒng)采用分級(jí)控制結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)的升級(jí)和維護(hù)，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試、運(yùn)行穩(wěn)定，下一步將進(jìn)行產(chǎn)品化的研究。