【文章內(nèi)容簡介】 周期（200ms,）之后X25045將以RESET信號(hào)作出響應(yīng)。利用X25045低Vcc檢測電路，可以避免低電壓狀況的影響，系統(tǒng)復(fù)位。X25045的存儲(chǔ)器部分是CMOS的4096位串行EPROM，它在內(nèi)部以5128位組織。X25045的特點(diǎn)是允許簡單的三線總線工作的串行外設(shè)接口和軟件協(xié)議。第3章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)　單片機(jī)系統(tǒng)中的程序存儲(chǔ)器只有寫入相應(yīng)的程序后，控制器才能運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)所要求的功能，而使所求功能實(shí)現(xiàn)的過程就是系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的軟件采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于實(shí)時(shí)性要求較高的部分，由于匯編語言具有靈活性好、代碼轉(zhuǎn)換速度快等特點(diǎn)，可采用匯編語言來編寫 程序，其他部分采用高級(jí)語言編寫，程序可讀性好。 整個(gè)軟件系統(tǒng)包括主程序、初始化子程序、中斷服務(wù)子程序、顯示子程序、鍵盤子程序等，主程序如圖31所示，首先初始化，然后觸發(fā)A/D對(duì)各項(xiàng)進(jìn)行采樣、分析計(jì)算，從而確定投切電容數(shù)量，并對(duì)補(bǔ)償情況做詳細(xì)記錄，通過顯示設(shè)備顯示出來，進(jìn)而對(duì)后面的檢測控制做指導(dǎo)作用?！　〕跏蓟绦蚴箤⒁褂玫臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)器清零或者放入設(shè)定數(shù)據(jù)。　　電壓檢測程序進(jìn)行電壓測量，并對(duì)每次電壓測量值進(jìn)行分析，找出電壓過零點(diǎn)，記下過零點(diǎn)的時(shí)間。由于被測信號(hào)是正弦半波，其有效值可以用峰點(diǎn)值或者半波內(nèi)的平均值代替（平均值比峰點(diǎn)值準(zhǔn)確）。如果20～40s時(shí)間內(nèi)電壓持續(xù)高于正常值，則作為過電壓處理。電流檢測程序與電壓檢測程序相似?！　「鶕?jù)電壓、電流的過零點(diǎn)時(shí)間差得到其相位差，再通過計(jì)算或查表求得cosΦ（功率因數(shù)）和sinΦ，把電壓、電流、sinΦ和系數(shù) 這四者相乘，就得到需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率量，然后將此與電容器組的功率進(jìn)行比較，決定是否投切電容器組。　　投切電容器組要體現(xiàn)反時(shí)限特性，即如果偏差值較大，相應(yīng)地縮短兩次動(dòng)作的間隔時(shí)間?！　≡谟?jì)時(shí)、相位檢測和對(duì)自復(fù)位電路輸出一定頻率的方波過程中，都需要一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。這可以使用89C52內(nèi)部定時(shí)器，在程序安排中采用中斷方式。圖31主程序流程圖基本程序流程如圖32所示，首先程序開始進(jìn)行初始化，然后觸發(fā)A/D對(duì)各相進(jìn)行采樣，n個(gè)數(shù)據(jù)采完為止，分別開始計(jì)算，將各相當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行循環(huán)顯示，利用鍵盤進(jìn)行工作方式控制，固定狀態(tài)顯示、可以設(shè)置參數(shù)(包括功率因數(shù)上限、過壓保護(hù)值、過流保護(hù)值、延時(shí)投切值)、進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)投切，若為手動(dòng)則手動(dòng)投入或切除一組電容,若為自動(dòng)則通過計(jì)算，根據(jù)需要補(bǔ)償?shù)娜萘浚M(jìn)行自動(dòng)投切，之后返回到采樣階段，從而進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。 圖32基本程序流程 CPU取指令過程是先取操作碼，再取操作數(shù)，當(dāng)PC受干擾出現(xiàn)錯(cuò)誤。程序便脫離正常軌道“跑飛”，當(dāng)“跑飛”到某雙字節(jié)指令，若取指令時(shí)刻落在操作數(shù)上，誤將操作數(shù)當(dāng)作操作碼，程序?qū)⒊鲥e(cuò)。 若“飛”到了三字節(jié)指令，出錯(cuò)機(jī)率更大， 在程序的關(guān)鍵地方人為插入一些單字節(jié)的空操作指令NOP，或?qū)⒂行У膯巫止?jié)指令重寫，稱為指令冗余。通常在雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令之后插入兩條單字節(jié)的NOP指令，可保證其后的指令不被拆散。對(duì)于程序流向起重要作用的指令如RET，RETI，LCALL，LJMP，JC 等，在其前面插入兩條NOP指令，這樣即使失控程序“跑飛”到操作數(shù)上，由于空操作指令NOP 的存在，也可避免后面的指令被當(dāng)作操作數(shù)執(zhí)行，程序會(huì)自動(dòng)納入正軌。采用指令冗余使“跑飛”的程序恢復(fù)正常是有條件的，首先“跑飛”的程序必須落在程序區(qū)，其次必須能夠執(zhí)行到所設(shè)置的指令冗余。在一個(gè)程序中指令冗余不能使用過多，否則會(huì)降低程序的執(zhí)行效。 軟件“看門狗”技術(shù)如果“跑飛”程序陷入死循環(huán)中，指令冗余和軟件陷阱都將無能為力，通常采用程序監(jiān)視技術(shù)，又稱“看門狗”技術(shù)，使程序脫離死循環(huán)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的程序往往采用循環(huán)運(yùn)行方式，每一次循環(huán)時(shí)間基本固定，“看門狗”技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)時(shí)間超過已知的循環(huán)設(shè)定時(shí)間，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入了死循環(huán)，然后強(qiáng)迫程序轉(zhuǎn)向出錯(cuò)處理，使系統(tǒng)運(yùn)行納入正軌。以下面一段程序?yàn)槔龢?gòu)成的定時(shí)約為10ms 的軟件“看門狗” 假定系統(tǒng)時(shí)鐘60MHz。MOV TMOD 。 設(shè)置T0 為16位定時(shí)方 SETB ET0 。 允許T0中斷 SETB PT0 。 設(shè)置T0為高級(jí)中斷MOV TH0,0E0H 。 定時(shí)T0約為10msSETB TR0 。 啟動(dòng)T0 SETB EA 。開中斷　 軟件“看門狗”啟動(dòng)后，系統(tǒng)工作程序必須每隔小于10ms 的時(shí)間執(zhí)行一次MOV TH0,0E0H 指令：重新設(shè)置T0 的計(jì)數(shù)初值。如果程序“跑飛”后執(zhí)行不到這條指令，則在10ms 內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一次T0 溢出中斷： 在T0中斷向量區(qū)安排一條LJMP ERR 轉(zhuǎn)入出錯(cuò)處理即可使程序自動(dòng)入軌。 重要數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)系統(tǒng)受到干擾時(shí)，會(huì)使RAM中的一些數(shù)據(jù)遭到破壞,因此系統(tǒng)重要信息應(yīng)采取備份措施。 下面介紹一種三重?cái)?shù)據(jù)冗余編碼，它是將每個(gè)重要的系統(tǒng)信息重復(fù)存放在三個(gè)互不相關(guān)的地址單元中，建立雙重?cái)?shù)據(jù)備份。 如果系統(tǒng)采用了片外RAM，應(yīng)在片外RAM中對(duì)重要信息進(jìn)行雙重備份，因?yàn)槠釸AM中的信息只有MOVX指令才能對(duì)它進(jìn)行修改，而能夠修改片內(nèi)RAM中信息的指令則要多得多。當(dāng)系統(tǒng)受到干擾后可以根據(jù)這些備份信息進(jìn)行系統(tǒng)信息的恢復(fù)，通常采用三中取二的表決流程。所有重要系統(tǒng)信息都要一一進(jìn)行表決，對(duì)表決成功的信息將結(jié)果再寫回到原來的地址，以進(jìn)行統(tǒng)一，對(duì)于表決失敗的信息要進(jìn)行登記。若表決全部成功，系統(tǒng)將得到滿意的恢復(fù)，如果有失敗者，則應(yīng)根據(jù)失敗信息的特征采取其他的補(bǔ)救措施，如從現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)來幫助判斷，或按該信息的初始值處理等。第4章 系統(tǒng)穩(wěn)定設(shè)計(jì)影響單片機(jī)系統(tǒng)可靠安全運(yùn)行的因素主要來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾,并受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件選擇、安裝、制造工藝的影響。這些都構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)的干擾因素，常會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行失常，輕則影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，重則會(huì)導(dǎo)致事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。干擾形成的基本要素有3個(gè): (1) 干擾源。指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號(hào),如雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時(shí)鐘等都可能成為干擾源。 (2) 傳播路徑。指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。 (3) 敏感器件。指容易被干擾的對(duì)象。如:APD、DPA 變換器,單片機(jī),數(shù)字IC ,弱信號(hào)放大器等。在低壓配電系統(tǒng)中，采用微機(jī)控制晶閘管投切電容組實(shí)現(xiàn)基波無功的跟蹤補(bǔ)償。當(dāng)配電系統(tǒng)非線性用電負(fù)荷比重較大時(shí)，并聯(lián)電容組的投入，一方面由于電容器組的諧波阻抗小，注入電容器組的諧波電流大，使電容器過負(fù)荷，嚴(yán)重影響其使用壽命；另一方面，當(dāng)電容器組的諧波容抗與系統(tǒng)等效諧波感抗相等而發(fā)生諧振時(shí)，引起電容器諧波電流嚴(yán)重放大，其結(jié)果是電容器因過熱而損壞，系統(tǒng)電壓嚴(yán)重畸變，影響其他用電設(shè)備的安全運(yùn)行。因此，應(yīng)采取抗諧波措施，以確保并補(bǔ)電容器的安全運(yùn)行。由于電力系統(tǒng)中的諧波源主要是電流源，電流源的內(nèi)阻抗很大，當(dāng)外阻抗發(fā)生變化時(shí)其電流基本不變。諧波電流源的負(fù)荷是整個(gè)供電系統(tǒng)，它包括主系統(tǒng)和所有用戶的電力設(shè)備。電容器引起的諧波電流放大的基本原理可用圖41和圖42說明。圖41諧波電流放大系統(tǒng)接線圖圖42系統(tǒng)電流放大等效電路圖設(shè)諧波源h次諧波電流為Ih，進(jìn)入主系統(tǒng)的電流為Ish,進(jìn)入電容器的電流為Ich。在Ish＞Ih時(shí)，稱作系統(tǒng)諧波電流放大；在Ich＞Ih時(shí)，稱作電容器諧波電流放大；在Ish＞Ih和Ich＞Ih同時(shí)發(fā)生時(shí)，稱為諧波電流嚴(yán)重放大。通過進(jìn)行負(fù)荷二相短路且一相開路等不對(duì)稱運(yùn)行工況的平衡化補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)來觀察平衡化處理的效果。平衡化效果如表43所示。從表中可見，該補(bǔ)償控制系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了對(duì)不平衡負(fù)荷的平衡化處理，從電源側(cè)向負(fù)荷看去。不對(duì)稱負(fù)荷等效為三相對(duì)稱負(fù)荷。表43平衡化效果圖負(fù)荷情況負(fù)荷電流La Lb Lc補(bǔ)償前系統(tǒng)電流Ia Ib Ic補(bǔ)償后系統(tǒng)電流Ia Ib Ic R=10 0 0 R=20 0