【正文】 電視機(jī)等電器。i++)//輸出低 4 位的 0 { sclk=1。i4。 //如果 0，則為 命令，將 sid 置 0 sclk=1。i5。再利用該時(shí)序圖設(shè)計(jì)如下程序。后兩個(gè)位元為 RW 和 RS。 /*設(shè)置光標(biāo)的移動(dòng)方向?yàn)橄蛴?*/ wr_lcd (m,0x0c)。 在對液晶屏進(jìn)行顯示之前要根據(jù)這些常用指令對液晶進(jìn)行初始化操作。常用如下命令。 //清空第二路的比較 /捕捉寄存器的高 8 位 // CCAP2L=0X00。/*寄存器高 8 位置零 */ CCAPM0=0X42。 (7) 啟動(dòng) PCA 計(jì)數(shù)。 脈沖寬度值通 過正弦表格的形式存入程序中的數(shù)組中，在每個(gè)載波周期，輸入對應(yīng)數(shù)值。 //取得電壓的值 i_out=ad(AD_IOUT)*i_c/256。 //轉(zhuǎn)換為 8 位數(shù)值 pwm1=0。//中斷次累計(jì) if(k159){//正半周 // i=k。 void int_time0(void) interrupt 1{ TH0=0XFE。 CL的值小于 EPCn 時(shí)，輸出為低。 PCA 定時(shí)器決定了這四個(gè)模塊的時(shí)間基準(zhǔn)。便會在編譯時(shí)，在工程文件的目錄中產(chǎn)生 hex 文件。文件名需要加上擴(kuò)展名，本次設(shè)計(jì)的程序設(shè)計(jì)采用 C 語言編寫，因此，將程序文件命名為 。如圖 43 所示。在對話框中選擇保存該工程的文件夾 和工程名。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)步驟有三個(gè)，一是選擇開發(fā)環(huán)境的，即程序的編寫、調(diào)試、編譯等操作的環(huán)境與軟件；二是各功能模塊程序的設(shè)計(jì)；三是最終的程序調(diào)試，以實(shí)現(xiàn)要求的功 能。 表 32 LCD12831管腳 引腳 名稱 功能說明 1 VO 亮度調(diào)整，外部接電阻 2 VR 亮度調(diào)整，外部接電阻 3 GND 地 4 VCC 電源 5 NC 保留端 6 RS(CS) 并行：選擇寄存器；串行：數(shù)據(jù)寄存器片選端 7 RW(SID) 并行：讀寫控制器；串行：數(shù)據(jù)輸入端 8 E(SCLK) 并行：讀寫數(shù)據(jù)起始端；串行：輸入脈沖 9 D0 數(shù)據(jù) 0 位，僅在并行有效 10 D1 數(shù)據(jù) 1 位，僅在并行有效 11 D2 數(shù)據(jù) 2 位，僅在并行有效 12 D3 數(shù)據(jù) 3 位，僅在并行有效 13 D4 數(shù)據(jù) 4 位，僅在并行有效 14 D5 數(shù)據(jù) 5 位，僅在并行有效 15 D6 數(shù)據(jù) 6 位，僅在并行有效 16 D7 數(shù)據(jù) 7 位，僅在并行有效 17 PSB 控制信號， 0 為串行， 1 為并行 18 RST 低有效的復(fù)位信號 19 LK 液晶內(nèi)部背光源負(fù)極 20 LA 液晶內(nèi)部背光源正極 為了節(jié)約管腳的使用，簡化電路連接，本次設(shè)計(jì)采用的是串行口連接。因此，所組 成的穩(wěn)壓電路也十分簡單，僅需配置幾個(gè)濾波電容，便可以組成一個(gè)穩(wěn)壓電路。另一路送入 IR2110S的關(guān)斷端 (SD端 )。當(dāng)輸入電源接錯(cuò)時(shí)，二極管反射截止，MOS 的截止，電路中沒有電流流過，切斷了后級負(fù)載與電源的連接。 輸入保護(hù) 輸入的保護(hù)主要有三部分。 KSD9700 是由兩片不同材料的金屬片組成的。磁環(huán)的導(dǎo)磁率為 125，電感量為 ，導(dǎo)磁率為 60。 RF9IRF840RF10IRF840R32100R3310R34D39IN4148HVO_400VHO2R35100R3610R37D40IN4148LO2C50474/630VRF11IRF840RF12IRF840R38100R3910R40D42IN4148HOR41100R4210R43D43IN4148LOVO_L VO_NR44GND 圖 37 開關(guān)電路原理圖 開關(guān)管的控制信號為 IR2110S 隔離后的 SPWM 正弦波，輸入電壓為 400V左右的直流電，經(jīng)過 SPWM 波形調(diào)制后，輸出 220V， 50Hz 的正弦波交流電。自舉二極管所需承受的電流是柵極電荷與開關(guān)頻率之積。 C2 C29 為自舉電容 ， D D21 為自舉 二極管。懸浮電源采用的是自舉電路，可以實(shí)現(xiàn)高端工作電壓在 500V。電磁隔離常用的器件是脈沖變壓器。第一部分是驅(qū)動(dòng)單片機(jī)產(chǎn)生的 SPWM 波形。 設(shè)計(jì)的電路如圖 35 所示。采用高溫膠帶包三層左右。 圖 34 繞制示意圖 先用 5 根 線繞兩圈，如圖中紅色。 (3)副邊繞組匝數(shù) 根據(jù) 原副邊繞組匝數(shù)比 公式 NP /NS=VIN MIN/(2XVOP)，可以計(jì)算出原副邊繞組的匝數(shù) 比為 1： 6。因此，它屬于對稱式變壓器。 VT1 和VT2 輸出 PWM 波，其相位差 180176。 f=)( 1 RdRTCT ? 基于單片機(jī)的正弦波逆變電源設(shè)計(jì) 10 振蕩器的產(chǎn)生的輸出有兩種形式，一種是傳入雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，輸出方式為時(shí)鐘脈沖的形式；另一種傳送到比較器的同相輸入端，輸入方式為以鋸齒波的形式。 PWM 脈沖產(chǎn)生電路 本次設(shè)計(jì) PWM 脈沖產(chǎn)生采用的芯片是 定頻 PWM 芯 片 SG3525。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 31 所示。 STC12C5410AD 是宏晶公司生產(chǎn)的單時(shí)鐘單片機(jī)，指令與 8051 系列完 全兼容，但速度卻快了近 10 倍。 基于單片機(jī)的正弦波逆變電源設(shè)計(jì) 7 顯示 與告警 模塊有 三 部分 。 保護(hù)模塊主要有溫度 控制 、輸出 保護(hù)、 輸入保護(hù) 等 。系統(tǒng)的硬件可分為幾大模塊：主控制器， DCDC 驅(qū)動(dòng)模塊， DCAC 模塊，保護(hù)模塊，顯示模塊。 單 極性調(diào)制時(shí)一個(gè)橋臂為低頻狀態(tài)，另一個(gè)為高頻狀態(tài)，因此，開關(guān)管的導(dǎo)通損耗較低。 在 ur的每半個(gè)周期中，調(diào)制載波的三角波有正有負(fù)，所得 PWM波的幅值有 177。 在 uruc時(shí)， V3的狀態(tài)為通， V4的狀態(tài)為斷。 單極性調(diào)制是指 H 橋 輸出包括 兩個(gè)相反的電平 ，輸出載波 f1 與開關(guān)工作 f2 相同。 實(shí)際應(yīng)用中，只要將圖中的開關(guān)，改為可控的開關(guān)器件，這些開關(guān)器件組成的電路稱為全橋。電流從負(fù)載的左側(cè)流向右側(cè)。隨著人們 使用的電器數(shù)量和種類的增加，對逆變電源的波形、容量等參數(shù)的要求也越高，使得設(shè)計(jì)的逆變電源的復(fù)雜度也越來越高，采用的元件也越來越多。沒有設(shè)計(jì)顯示屏，用戶無法查看輸出參數(shù)。與市電相比波形基本一致。 而 由于輸出波形是方波，上升和下降是突變的，當(dāng)負(fù)載為感 性負(fù)載時(shí)，由于電感對儲能特性，會產(chǎn)生尖峰脈沖高壓。這些器件的出現(xiàn)為逆變電源技術(shù)的高速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而隨著電子技術(shù)的發(fā)展，逆變電源也有一個(gè)高速發(fā)展的歷程。擁有輸入防反接功能，當(dāng)輸入正負(fù)極接錯(cuò)時(shí)， 關(guān)斷輸入與后級電路的連接， 不會燒壞芯片或蓄電池。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文題目： 基于單片機(jī)的正弦波逆變電源設(shè)計(jì) 年 月 日 I 摘要 本 次 設(shè)計(jì)是基于單片機(jī) STC 而設(shè)計(jì)的純正弦波逆變電源。 當(dāng)輸入 U 過高時(shí)，停止 逆變，可以防止 損壞芯片。隨著光伏發(fā)光的推廣，汽車 和車載電器 數(shù)量的增加， UPS 的廣泛應(yīng)用，逆變電源的應(yīng)用場合也越來越多，成了電力電子技術(shù)中不可缺少的部件。 進(jìn)入八十年代以后，電子元件的種類也越來越多，誕生了功率場效應(yīng)管、 MOS 管、可關(guān)斷晶閘管、電力用晶體管、絕緣柵極晶體管等類型的功率型器件。 不足的是 變壓器和濾波器的體積、重量較大，工作的噪音較大。其輸出波形為諧波含量很小的正弦波。如無輸入低壓保護(hù)，超額使用后，導(dǎo)致汽車無法啟動(dòng)。 目前逆變電源的設(shè)計(jì)多采用純硬件設(shè)計(jì)的分立式元件組成的結(jié)構(gòu)。 圖 21 逆變電源工作模型 當(dāng)圖中的 S S4 閉合， S S3 斷開時(shí)。 圖 23 S S3閉合時(shí)的電流方向和波形 當(dāng)開關(guān)開始和閉合的速 度很快時(shí)，負(fù)載兩端的電壓便形成了一個(gè)交流電的過程。典型的 SPWM 調(diào)制方式有 如下兩 種 。 在 波形 ur的負(fù)半周， V1的狀態(tài)為 斷， V2的狀態(tài)為通。 uof表示 uo的基波分量。 這兩 種調(diào)制方式中，雙極性調(diào)制的實(shí)現(xiàn)簡單，缺點(diǎn)是四個(gè)開關(guān)管都處在高頻的工作狀態(tài)，開關(guān)的損耗較大，電路可靠性降價(jià)。 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的正弦波輸出逆變 電源，根據(jù)實(shí)現(xiàn)功能和逆變電源的轉(zhuǎn)換流程。 DCAC 模塊是利用 主控制器 產(chǎn)生的 SPWM 純正弦波 調(diào)制 到 DCDC 電路產(chǎn)生的400V直流上，最終將這個(gè)直流電轉(zhuǎn)換成 220V， 50Hz 的的交流電。負(fù)載功率過高時(shí)，停止逆變轉(zhuǎn)換。 初 始 化SPWM產(chǎn) 生輸 出 模 塊反 饋 網(wǎng) 絡(luò)顯 示 部 分 圖 28 系統(tǒng)程序流程圖 基于單片機(jī)的正弦波逆變電源設(shè)計(jì) 8 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 主控制器 本次設(shè)計(jì)采用的主控制器是單片機(jī) STC12C5410AD。集成了 8 路的高速 10位 AD 轉(zhuǎn) 換模塊，利用這些模塊可以轉(zhuǎn)換出反饋的交流電壓和電流。第 三部分是輸出電壓的整流。振蕩器 的頻率的計(jì)算公式如下。鋸齒波可以保證 VT1 和 VT2 不會同時(shí)導(dǎo)通，控制了死區(qū)時(shí)間。磁通變化范圍較大，可以從 Bm到 +Bm。 NP=(VI/2)*10/(4*f*Bm*Ae)=(310/2) *10/(4*80000**)= NP 取整數(shù) 10 匝。繞制示意圖如圖 34 所示。 (3) 另外 1/2 的次級繞組 按照步驟 1 的方法，采用同樣的繞向繞完剩下的 1/2。 PWM 產(chǎn)生電路產(chǎn)生的兩路 PWM 波 P1 和 P2 后 ，經(jīng)過開關(guān)管的調(diào)制為交流電后，經(jīng)過高頻變壓器，輸出高頻高壓，經(jīng)過四個(gè)二極管來整流。因此，該模塊電路可以分為三部分。光耦 的 優(yōu)點(diǎn)是體積小，結(jié)構(gòu)簡單 ， 缺點(diǎn)是傳輸速度較慢。 低端和高端輸入通道相互獨(dú)立，互不干擾。 C2 C2 C30 和C31 為芯片電源的濾波電容。 自舉二極管是組成自舉電路的重要的自舉器件，主要作用是阻斷直流干線上的高壓。設(shè)計(jì)的電路如圖 37所示。采用 的線在磁環(huán)上繞 90 圈左右，使用的線長在 米左右。散熱風(fēng)扇的控制采用的是熱保護(hù)器 KSD9700。當(dāng)溫度過高時(shí)， SG3525 停止工作。后級負(fù)載正常工作。 O11IN12IP13VCC4IN25IP26O27O38IN39IP310GND11IN412IP413O414LM32422KR6022KR61+12VR+5VGND+5VR6212KR63GNDD25IN4148SHUT 200KR64D26IN4148+12VR18kR65BUZ 圖 311 輸入電壓保護(hù)電路原理圖 輸出保護(hù) 輸出保護(hù)的設(shè)計(jì)采用的是從開關(guān)管的輸出部分取樣，反饋到一個(gè) LM393 組成的電壓比較器，一路送入單片機(jī)的 AD 端，經(jīng)過 AD 轉(zhuǎn)換后修正輸出。 7805 包含三條引腳，分別是輸入、輸出端和接地端。 12832 液晶 模塊引腳定義如表基于單片機(jī)的正弦波逆變電源設(shè)計(jì) 19 32 所示。因此，對系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也很重要。創(chuàng)建工程的步驟為，點(diǎn)擊Project 下的 New Project 菜單，彈出 一個(gè)對話框。 基于單片機(jī)的正弦波逆變電源設(shè)計(jì) 22 圖 42 選擇型號 我們不需要仿真的配置文件，因此，在彈出的是否添加仿真配置文件的對話框中，選擇“ NO”。將該程序文件保存在工程的目錄下。 選擇““ output”選項(xiàng)卡，將“ create HEX file”項(xiàng)打鉤，點(diǎn)確定。 基于單片機(jī)的正弦波逆變電源設(shè)計(jì) 24 表 41 PCA/PWM模塊管腳對應(yīng)表 管腳 第一功能 第二功能 15 PCA0/PWM0 9 PCA1/PWM1 26 PCA2/PWM2 10 PCA3/PWM3 STC12C5410AD 內(nèi)部的 PCA 模塊是一個(gè) 16 位的特殊功能的定時(shí)器，連接了四個(gè)捕獲 /比較模塊。 PWM 輸出模式的工作原理如下： 當(dāng)工作在 PWM 脈沖輸出模式時(shí)。 中 斷 入 口CF、 CCF1位 清 0CCAP1重 新 賦 值CH、 CL清 0中 斷 次 數(shù) 加 1中 斷 次 數(shù) 為 N？中 斷 次 數(shù) 清 0脈 寬 值 送 入 CCAP0HYN中 斷 返 回 圖 46 中斷服務(wù)程序流程圖 設(shè)計(jì)的中斷服務(wù)子程序如下。 //裝入第四路脈沖寬度值 // k++。 //計(jì)算寬度值 pwm2=(unsigned char)pwm_2。//占空比調(diào)整實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓 v_bat=ad(AD_BATTERY)*400/256。 基于單片機(jī)的正弦波逆變電源設(shè)計(jì) 27 unsigned char code pwm[159]={0,4,8,13,17,21,25,29,34,38,42,46,50,54,59,63,67,71,75,79,83,86,90,94,98,102,105,109,113,116,