【正文】 田闖 ,. 直流電源 屏電池單片機監(jiān)測系統(tǒng) [J]. 西鐵科技 ,2021,(1). [2] 李海濤 ,. 關(guān)于如何提高單片機系統(tǒng)可靠性的探討 [J]. 寧夏機械 ,2021,(3). [3] 高彥波 ,李巖 ,畢曉燕 ,. PC 與單片機之間的遠距離并行通訊卡 [J]. 電站設(shè)備自 動化 ,2021,(3). [4] 李艷 紅 ,. 單片機 I/O 口不宜用作直接驅(qū)動出口 [J]. 電站設(shè)備自動化 ,2021,(2). [5] 彭同明 ,楊少華 ,. “單片機原理及應(yīng)用 ”課程改革 的分析 [J]. 武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)報 ,2021,(1). [6] 宋青 松 ,張旭東 ,王立 賢 ,眭眾國 ,. MCS—96系列單片機與 IBMPC系列微機之間通訊 的實現(xiàn) [J]. 電站設(shè)備自動化 ,2021,(1). [7] 李廣 弟等 .單片機基礎(chǔ) [M].北京航空航天出版社， 2021. [8] 王東峰 等 .單片機 C 語言應(yīng)用 100 例 [M].電子工業(yè)出版社 ， 2021. [9] 陳海宴 .51 單片機原理及應(yīng)用 [M].北京航空航天大學(xué) 出版社， 2021. [10] 劉守義等 .單片機技術(shù)基礎(chǔ) [M].西安電子科技大學(xué) 出版社， 2021. [11] 鐘富昭等 .8051 單片機 典型模塊設(shè)計與應(yīng)用 [M].人民郵電出版社 ， 2021. [12] 李平等 .單片機入門與開發(fā) [M].機械工業(yè)出版社 ， 2021. 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 34 致謝 經(jīng)過半年多的努力，本 設(shè)計終于 順利 的 完成。帶動感性負(fù)載時無方波逆變電源式“嗞嗞”響。擁有全方位的保護功能，可以方便的使用。 //置 SCLK 為 0，產(chǎn)生一個時鐘脈沖 } } } 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 32 第五章 結(jié)束語 本設(shè)計采用單片機 STC12C5410AD 控制的標(biāo)準(zhǔn)正弦波逆變電源。 //將后兩個字節(jié)的低 4 位置 0 for(i=0。//將數(shù)據(jù)移位 sid=CY。j3。 //置 SCLK 為 0，產(chǎn)生一個時鐘脈沖 sid=0。//置 SCLK 為 0，產(chǎn)生一個時鐘脈沖 if(dat_m)//判斷是指令還是數(shù)據(jù) sid=1。//將時鐘線置 1 sclk=0。//置 SCLK 為 0 sid=1。//定義臨時變量 delay (50)。第二次傳輸命令的低 4 位，低4 位置 0，組成一個字節(jié)傳輸。 RS 代表了數(shù)據(jù)與指令的選擇，即本次發(fā)送的命令為數(shù)據(jù)或指令。 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 30 圖 49 LCD 12832串行模式時序圖 單片機向液晶模塊發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)時，一共需要 24 個有效的時鐘脈沖。當(dāng)片選端 CS=1 時，同步時鐘線 SCLK 有效。/*清屏命令 */ delay (100)。 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 29 上 電初 始 化延 時選 擇 串 行 模 式延 時清 除 顯 示延 時設(shè) 定 顯 示 點初 始 化 完 成 圖 48 液晶初始化流程圖 液晶屏 intial 程序如下。返回值包含了位地址計數(shù)器的數(shù)據(jù)。第一行地址為 80H到 87H，第二行的地址為 90H 到 97H。具有較強的控制顯示功能。 //清空第三路的比較 /捕捉寄存器的高 8 位 // CCAP3L=0X00。 //清空第一路的比較 /捕捉寄存器的高 8 位 // CCAP1L=0X00。 //設(shè)置第二路 PWM 口 // CCAPM2=0X42。 /*標(biāo)志位清零 */ CL=0X00。 經(jīng)過以上的步驟后，在對應(yīng)的 PWM 引腳上不斷的產(chǎn)生隨著正弦規(guī)律變化的脈沖寬度，顯示出來的便為準(zhǔn)確的 SPWM 波形。 (5) 將脈沖寬度值 sin[n]裝入 CCAPnH。 (1) 將 PCA 模塊 0 的工作模式通過寄存器定義為 8 位的 PWM 模式。選出的正弦數(shù)組如下。 PCA 定時器的 CH 與 CCAP1H， CL與 CCAL1L 比較，兩者相等時， 產(chǎn)生中斷。 voltage_regulation()。//清 0 i=k。//清 0 pwm_2=m*pwm[j]/216。//計 算寬度值 pwm1=(unsigned char)pwm_1。 //裝入第三路脈沖寬度值 // CCAP3H=pwm3。//重裝計數(shù)值 // TR0=1。流程圖如圖 46 所示。當(dāng) CL 的值為 FF 時，繼續(xù)增加將產(chǎn)生溢出，溢出時變?yōu)?0，此時 EPCn 的值裝載到 EPCnL 和 CCAPnL 中。 SPWM 生成主要工作 PWM 脈沖輸出模式。 表 42 CMOD寄存器定義 名稱 地址 Bit7 Bi6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 CMOD 0XD9 CIDL CPS1 CPS0 ECF 表中的 CPSl 和 CPS0 位是 PCA 計數(shù)脈沖 選擇位。 STC12C5410AD 單片機 PCA 模塊輸出管腳如表 41 所示。每次修改程序后，按 F7，都將重新產(chǎn)生一個 hex 文件，新 hex文件將覆蓋舊文件。右擊“ Target 1”，在彈出的菜單中選擇“ Options for Target Target1”。因此，需要將程序文件加入到工程中。 圖 44 新建程序文件 源程序輸入完成后，點擊保存。工程創(chuàng)建完成后，需要新建一個程序文件。如圖 42 所示。點擊保存按鈕即可。 之后新建一個工程，并將該工程保存在新建的文件夾中。因此，可以選擇 51 的內(nèi)核，在程序中加入 STC12C5410AD 單片機宏定義的頭文件即可使用。兩者缺一不可。在串行工作模式下，根據(jù)同步時鐘線 SCLK和串行數(shù)據(jù)線 SID 配合完成 數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。行寄存器在內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸為串行方式，列寄存器有兩種數(shù)據(jù)傳輸方式，一種是單一方向傳輸，一種是雙向數(shù)據(jù)傳輸。設(shè)計的穩(wěn)壓電路如圖 313 所示。本設(shè)計采用的方案為將輸入的 12V直流電壓經(jīng)過 7805 三端穩(wěn)壓集成電路 ，芯片 輸出穩(wěn)定的 直流 5V電源。有效的保護的電路。設(shè)計電路如圖 311。 Z1 為穩(wěn)壓管，防止 MOS 管的柵極和源極兩端電壓過高，損壞 MOS 管。 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 17 RF1IRF3205Ri1Ri2Z1Ci1GND_INDC_IN +12VGND 圖 310 反接保護原理圖 當(dāng)輸入電源正確接入時， MOS 管體二極管正向?qū)ǎ?MOS 管的柵極電壓大于源極電壓，因此 MOS 管導(dǎo)通。二是防止輸入電壓過低。熱敏電阻接入 DCDC 模塊中PWM 脈沖產(chǎn)生芯片 SG3525 的 關(guān) 斷 端。風(fēng)扇不工作。 另一個是作為 DCDC 模塊的溫度補償模塊，當(dāng)溫度過高時，停止前級 DCDC 的轉(zhuǎn)換。第二層為 45 圈，內(nèi)圈疊在第一層線上，外圈嵌在第一層的空隙中。磁環(huán)為 直徑 40MM的鐵硅鋁 材料制作。 LC 濾波電路設(shè)計 為了濾除開關(guān)管輸出的交流電中高頻成分，以及增強電源的 EMI 特性。 IRF840 的最大 漏 源基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 15 電 壓在 500V， 漏極電流為 8A 左右，足以滿足本次設(shè)計的要求。該二極管擁有較小的 反向漏電流 ，可以有效的減小電荷損失。經(jīng)過計算，本次設(shè)計的自舉電容為100uf/35V。開關(guān)管在開通后，自舉電容兩端的電壓為 10V，開關(guān)管充分導(dǎo)通的所需電壓為 。 LO1COM2VCC3NC4NC5VS6VB7HO8NC9NC10VDD11HIN12SD13LIN14VSS15NC16* IR2110SGNDC22100UF/35VVLD4FM1SC23100UFC24GND+12VLOHOC25100UFC26SDSPWM1SPWM2LO1COM2VCC3NC4NC5VS6VB7HO8NC9NC10VDD11HIN12SD13LIN14VSS15NC16IR2110SGNDC29100UF/35VVND21FM1SC30100UFC31GND+12VLO2HO2C28100UFC27SDSPWM3SPWM4 圖 36 驅(qū)動 隔離原理圖 單片機輸出的四路 SPWM 波輸入到 IR2110S 的 HIN 和 LIN。最高工作 頻率可以為 500KHz。 IR2110S 采用閂鎖和 HVIC 的 CMOS 制造工藝的貼片封裝，具有很強的抗干擾能力。但缺點是體積大，加工復(fù)雜，對傳輸信號有一定的要求。主要 器件為光耦 。第三部分是對開關(guān)管的輸出的波形進行濾波。然后通過 LC 濾波電路濾除 其它雜波，使輸出波形更加完美。因此，該模塊是是整個系統(tǒng)中最重要的組成部分。供給下一級使用。并將線頭去 漆 上錫。相當(dāng)于 10 匝 。在空隙處用另 5 根線繞兩圈，如藍線。 (2) 初級繞組 (低壓部分 ) 低壓繞組分兩層。 繞制步驟為。 (2)原邊繞組匝數(shù) 原邊繞組 匝數(shù) NP 的計算公式如下。 關(guān)于變壓器的參數(shù)計算，主要有以下幾項。 高頻變 壓器磁化特性曲線工作在第一和第三 象限 。 由于 PWM 產(chǎn)生電路屬于高頻電路，與后級電路存在相互干擾的可能性。產(chǎn)生的 PWM 脈 沖送至放大管 VTVT2 的基極。比較器根據(jù)輸入的鋸齒波和誤差放大器的輸出進行比較。 5 腳外接電容 CT， 6 腳外接電阻 RT。 圖 32 SG3525內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 芯片的 1 腳 為反相輸入端， 2 腳為同相的輸入端， 這兩個管腳 連接的是芯片內(nèi)直流開環(huán)增益為 70db 的兩級差分誤差放大器。第二部分是變壓器的設(shè)計。該電壓輸入到高頻變壓器的低壓端，變壓器的高壓端輸出一個 400V左右的交流電。集成了 4 路可編程的 PWM 模塊電路，使得通過編程來產(chǎn)生 SPWM 波形，最終調(diào)制出 50Hz 的交流電。 擁有高速運算、超低功耗、超強抗干擾的性能。程序流程圖如圖 28 所示。液晶屏可以顯示輸出的電壓，電流，頻率等信息。當(dāng)短路恢復(fù)后，自動恢復(fù)逆變轉(zhuǎn)換。如果輸入電壓過低，表示蓄電池電量不足，停止轉(zhuǎn)換，保護蓄電池。輸出的高頻方波經(jīng)過整流濾波后轉(zhuǎn)換為 400V左右的直流電，給整個逆變電源提供足夠的功率。 D C / D C 模 塊1 2 V 直 流輸 入D C / A C 模 塊4 0 0 V D CA C 2 2 0 V 5 0 H z保 護 模 塊散 熱 風(fēng) 扇主 控 制 器反 饋 電 壓 、 電 流S P W M 控 制顯 示 、 告 警 模 塊 圖 27 逆變電 源系統(tǒng)框圖 主控制 器 采用單片機 STC12C5410AD。第三步是將升壓后的交流電進行 濾波 ，得到一個正弦波波形的交流輸出。本次設(shè)計采用單極性調(diào)制方式。 此時的 uo=Ud 。在 ur的正負(fù)半周，對各開關(guān)管的控制規(guī)律相同。 圖 26 雙極性調(diào)制波形圖 對于雙極性調(diào)制，在 ur和 uc的交點時刻控制開關(guān)管的通斷。在 uruc時， V3的狀態(tài)為斷， V4的狀態(tài)為通。在 uruc時， V3的狀態(tài)為通， V4的狀態(tài)為斷。 圖 25 單極性調(diào)制波形圖 基于單片機的正弦波逆變電源設(shè)計 5 在 ur和 uc的相交的時刻控制開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)閉 ， uof表示 uo的基波分量。而這些周期信號經(jīng)過正弦脈寬調(diào)制，稱為 SPWM 調(diào)制，電路結(jié)構(gòu)稱為 SPWM 全橋結(jié)構(gòu)。 圖 24 全橋逆變電源 結(jié)構(gòu)圖 V V V3 和四個開關(guān)管以及 VD VD VD3 和 VD4 四個續(xù)流二極管構(gòu)成了左右兩個橋臂。 電流方向和 波形如圖 23 所示。 電流方向和 波形如圖 22 所示。工作模型如圖 21 所示。 而且 傳統(tǒng)逆變電源基于模擬元件的設(shè)計，沒有可編程的能力，使得逆變電源的可擴展能力差，沒有顯示功能等問題。 隨著逆變電源應(yīng)用的場合越來越多，對逆變電源技術(shù)的發(fā)展要求也越來越高。 另一方面 隨著太陽能發(fā)光的大力推廣，逆變電源在太陽能發(fā)光的過程中有著不可缺少的作用。而目前常見的車載逆變電源有諸多缺點。但缺點是技術(shù)不夠成熟。第三種是純正弦波逆變電源。第二種是修正波逆變電源。 此電源 結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)換效率較高，技術(shù)成熟。 進入 21 世紀(jì)以后，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，逆變電源在設(shè)計上，也漸漸使用微電子元件。限于晶閘管的功率，電源的輸出功率較小。這種轉(zhuǎn)換方式占用空間大，重量大，產(chǎn)生一定的噪聲，而且效率十分低下。 關(guān)鍵詞 單片機，逆變電源，正弦波，反接保護 Abstract The design is based on STC microcontroller designed for pure sine wave inverter. Rated input voltage of 12V DC, output is 50Hz,