一種基于檢測10 kV電纜故障的高壓脈沖信號發(fā)生器設(shè)計

T0定時程序的主要代碼：

單片機(jī)中交叉開關(guān)的配置，C8051F310有29個I/O引腳(3個8位口和一個5位口)，每個端口引腳都可以被配置為模擬輸入或數(shù)字I/O。被選擇作為數(shù)字I/O的引腳還可以被配置為推挽或漏極開路輸出。數(shù)字交叉開關(guān)允許將內(nèi)部數(shù)字系統(tǒng)資源映射到端口I/O引腳。在脈沖信號源的設(shè)計中，使用到單片機(jī)的4個I/O端口，分別是P1.0，主要是輸出脈沖信號，還有下面小節(jié)用到的與液晶顯示模塊的連接所用到的P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、PI_5 5個接口。

交叉開關(guān)根據(jù)優(yōu)先權(quán)譯碼表為所選擇的內(nèi)部數(shù)字資源分配I/O引腳，寄存器XBRO和XBR1用于選擇內(nèi)部數(shù)字功能寄存器XBRO和XBR1必須被裝入正確的值以選擇設(shè)計所需要的數(shù)字I/O功能。置‘1’XBR1中的XBARE位將使能交叉開關(guān)。

用端口輸出方式寄存器(PnMDOUT)選擇所有端口引腳的輸出方式(漏極開路或推挽)。I/O引腳的輸出驅(qū)動器特性由端口輸出方式寄存器PnMDOUT中的對應(yīng)位決定，每個端口輸出驅(qū)動器都可被配置為漏極開路或推挽方式。本設(shè)計中將端口P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5所對應(yīng)的端口1輸出方式寄存器P1MDOUT中的相應(yīng)位置1，設(shè)置為推挽方式。

具體配置如下：

3.4 數(shù)碼管顯示軟件設(shè)計

本設(shè)計顯示部分采用的是共陰極8位數(shù)碼管，并用2003驅(qū)動，由于數(shù)碼管是8位即a(P0.0)、b(P0.1)、c(P0.2)、d(P0.3)、e(P0.4)、f(P0.5)、g(P0.6)、dp，dp是顯示小數(shù)點的位，本設(shè)計中并未用到。由于驅(qū)動2003是由8個非門構(gòu)成，所以要想點亮我們的共陰極數(shù)碼管那么相應(yīng)的P0.X應(yīng)設(shè)為0，數(shù)字0-9的ASCII碼為0x40，0x79，0x24，0x30，0x19，0x12，0x02，0x78，0x00，0x10。例如我們想顯示數(shù)字0那么P0=0x40。

而我們的段選是由P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5控制的，第一段數(shù)碼管選中用P1 |=0x02;P1 &=0xC3;第二段數(shù)碼管選中用P1 |=0x04;P1 &=0xC5;第三段數(shù)碼管選中用P1 |=0x08;P1 &=0xC9;第四段數(shù)碼管選中用P1 |=0x10;P1 &=0xD1;第五段數(shù)碼管選中用P1 |=0x20;P1 &=0xE1;

如圖7所示在開機(jī)初始化后我們設(shè)置不同的標(biāo)志位用來顯示不同的內(nèi)容：flage為1表示要顯示脈沖寬度，flage為2表示顯示脈沖的周期，flage為3表示顯示發(fā)送脈沖的時間間隔，flage為4表示發(fā)送脈沖，flage為5表示停止發(fā)送脈沖。

4 發(fā)送脈沖波形圖

我們設(shè)置的脈沖的寬度為4μs，脈沖周期是1 ms，脈沖的間隔時間是6 s時候的發(fā)射脈沖波形圖如圖8所示。

本文實驗所用電纜型號ZRYJLV22額定電壓8.7/15 kV，變壓器為1：40的高頻變壓器，脈沖信號經(jīng)變壓器變壓達(dá)到10 kV的脈沖被直接送到線路，啟動運(yùn)行按鍵向線路注入脈沖，形成入射信號。由圖1可知入射信號經(jīng)電阻R4(1k)分壓被送到示波器，便于實驗中觀察信號，示波器測量到的波形如圖9所示。

5 結(jié)論

本高壓脈沖信號發(fā)生器不但可以實現(xiàn)基本的脈沖信號的發(fā)送與停止功能，而且脈沖寬度、周期和脈沖間隔時間是可以設(shè)置的，可以根據(jù)我們的需要進(jìn)行設(shè)置。本設(shè)計用的變壓器最大匝數(shù)比是1：40，而且有4個檔可以調(diào)節(jié)即1：10、1：20、1：30、1：40，輸入為220 V因此輸出的高壓脈沖電壓最大可以達(dá)到10 kV。可以根據(jù)實際的個人需要變換使用其他的變壓器，把電壓升到你需要的高壓值。本設(shè)計成本低、使用方便而且有較高的可行性。