【正文】 //提取當(dāng)前輸入捕獲計(jì)數(shù)值 round_icp=number_icp_newodd_dat_icp。 //占空比計(jì)算 odd_dat=number_int0_new。 //中斷0周期值參數(shù) static uint odd_dat。 led[13]=(k_change/10)%10。led_list()。 else phase=(double)time_phase/round_f。 //超前，滯后標(biāo)志位 time_2=time_3。 //T/C中斷屏蔽寄存器}/***************定時(shí)器1中斷函數(shù)，***************/SIGNAL(SIG_OVERFLOW1){ TCNT1=0。 //異步模式狀態(tài)寄存器 OCR2 = 0x00。 //定時(shí)器1的輸出比較器B TCNT1 = 0x00。 } }}//觸發(fā)晶閘管定時(shí)器程序include include define uchar unsigned chardefine uint unsigned intvoid timers_init(void){ TCNT0 = 0x00。 TCNT0 = 0x00。 }}//cSIGNAL(SIG_OVERFLOW0){ if(t0_h) { TCNT0 = 0x00。 }}//bSIGNAL(SIG_OUTPUT_COMPARE1B){ if(b_flg) { sbi(PORTC,4)。}//aSIGNAL(SIG_OUTPUT_COMPARE1A){ if(a_flg) { sbi(PORTC,3)。0x00ff。 t0_l=t2amp。}/**************************************中斷1中斷函數(shù)，由B相同步信號(hào)提供**************************************/SIGNAL(SIG_INTERRUPT1){ OCR1B = TCNT1+dc。/***************中斷初始化***************/void extint_init(void){ MCUCR = 0x0A。//等待 return ADC。=0xf8。 ADMUX = 0x40。 } dc=10240adc_d+20。 adc_d=0。 //開(kāi)全局中斷 m_i=0。 //初始化I/O口 extint_init()。}int main(void){ uint adc_d。 //輸出 PORTD = 0x0。 //保存各相要延時(shí)的時(shí)間參數(shù)static void io_init(void){ PORTB = 0x0。從論文的選題到最后完成，都得到了他的精心指導(dǎo)和耐心教誨。5．通過(guò)由按鍵組合及數(shù)碼管組組成人機(jī)交互系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置與信息的查詢，通過(guò)該人機(jī)交互系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)各種定值的校正。2．使用AVR單片機(jī)實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)的采集。為防止程序進(jìn)入死循環(huán)，經(jīng)常采用看門狗技術(shù)。（3）看門狗（WATCHDOG）技術(shù)看門狗是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)時(shí)器。（2）開(kāi)關(guān)量軟件抗干擾技術(shù) 開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)主要來(lái)自電動(dòng)機(jī)、繼電器觸點(diǎn)信號(hào)和手動(dòng)自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)信號(hào)?？刂葡到y(tǒng)的抗干擾不可能完全依靠硬件解決，那樣會(huì)增加系統(tǒng)本身的成本；況且在實(shí)際中，往往是完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)后，才發(fā)現(xiàn)存在的干擾，此時(shí)若推翻原來(lái)的設(shè)計(jì)就浪費(fèi)了寶貴的時(shí)間和人力物力：因此軟件抗干擾技術(shù)就是監(jiān)督和判斷應(yīng)用系統(tǒng)是否出錯(cuò)或失效的一種方法，這是應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾的最后一道屏障?？朔姶鸥蓴_問(wèn)題，最主要的手段就是接地。模擬電路中的模擬信號(hào)放大器則更經(jīng)不起來(lái)自電源的干擾。電源在提供能源的同時(shí)，直接將噪聲加在微控制器上。信號(hào)在印刷線路板上傳輸有一定的延遲時(shí)間，其傳播速度約為光速的1／3—1／2之間。微控制器主要采用高速CMOS技術(shù)制造。（1）抗電磁干擾。由于軟件抗干擾措施是以CPU為代價(jià)的，應(yīng)合理使用軟件方法，避免影響CPU在系統(tǒng)中正常運(yùn)行。因此，必須采取有效的抗干擾措施，以保障它的穩(wěn)定運(yùn)行。其中定時(shí)器0工作于定時(shí)器模式，每10ms產(chǎn)生一次中斷，用來(lái)定時(shí)采樣同步發(fā)電機(jī)電壓值，如圖58，其中ADC中斷完成發(fā)電機(jī)電壓轉(zhuǎn)換值的讀取，定時(shí)器0完成ADC轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)。以機(jī)端電壓采集為例，程序流程圖如56： 圖56 電壓采集子程序流程圖將轉(zhuǎn)換后的方波信號(hào)接入Atmega16單片機(jī)的中斷口INT0，ICP1端口。在本設(shè)計(jì)中，采用AVR單片機(jī)的片內(nèi)逐次逼進(jìn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。軟件系統(tǒng)主要是對(duì)要采集的端電壓信號(hào)、端電流、頻率和相位等參數(shù)的運(yùn)算和處理，并根據(jù)采集到參數(shù)的變化設(shè)置相應(yīng)的中斷服務(wù)程序以進(jìn)行控制輸出、設(shè)定開(kāi)機(jī)關(guān)機(jī)功能等。這樣不但麻煩，而且需要斷點(diǎn)拆下器件，容易弄壞器件的引腳。運(yùn)行界面如圖53：圖53 除此之外AVR單片機(jī)提供程序在線下載接口ISP(In System Program)，即：在燒入程序時(shí)不需要將CPU從電路板上取下，也不需要斷電，通過(guò)SPI串行通信接口將程序?qū)懭氲絾纹瑱C(jī)的程序儲(chǔ)存器里面。較之串口下載方式和STK500下載方式，并口下載線成本低，有較多軟件支持，適合大范圍推廣。STK500方式也有其缺點(diǎn)：價(jià)格較高。與并口下載方式和USB下載方式相對(duì)比，STK500具有速度快，AVR Studio直接支持該下載方式等優(yōu)點(diǎn)。AVR連ATmel公司的包括向?qū)А⑽谋揪庉嬈骱驼{(diào)試器等；工程項(xiàng)目采用模塊化管理，可視化編程；提供多種向?qū)еС謩?dòng)態(tài)添加/刪減各種模塊和中斷函數(shù)，自動(dòng)生成代碼；文本編輯器支持自動(dòng)提示函數(shù)參數(shù)信息，函數(shù)檢索和插入等功能。由于C語(yǔ)言在單片機(jī)設(shè)計(jì)中具有直觀、可讀性強(qiáng)、程序移植容易等優(yōu)點(diǎn)，AVR單片機(jī)一般都是應(yīng)用基于C語(yǔ)言的編譯器和集成環(huán)境。連續(xù)采樣N次（N為奇數(shù)），然后將N次的采樣值從小到大排列，再取中間的值作為采樣值。如果事先知道采樣的信號(hào)，其在兩個(gè)采樣點(diǎn)之間不可能有太大的變化，則可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，確定一個(gè)最大偏差值。所謂數(shù)字濾波，就是通過(guò)一定的計(jì)算程序，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以提高有用信號(hào)在采集值中的比例，減少各種干擾和噪聲。此外，在計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，由于執(zhí)行裝置本身有寄存作用，故可仍然保持在原位。如果是用u(n)來(lái)進(jìn)行控制，可以先利用式（410）計(jì)算出，再根據(jù)下式計(jì)算u（n）： （411） 為了編制程序方便，可以將式（410）改寫成下式： （412）其中： 由上式可知，增量式算法只需要保持現(xiàn)時(shí)以前3個(gè)時(shí)刻的偏差值即可。但是分析（47）可以發(fā)現(xiàn)有不少缺陷，首先是計(jì)算工作量大，每計(jì)算一次u(n)要完成n+3次加法和至少3次乘法，而且計(jì)算量隨著時(shí)間的推移逐漸增加；其次要保存e(t)所有采樣時(shí)刻的值，這就要占用比較大的內(nèi)存空間。根據(jù)數(shù)值積分原理： （45） 誤差函數(shù)的微分則可以進(jìn)行如下近似： （46）綜合（43），（44），（46）可以得到如下的差分方程： U(n)= （47）在以上三個(gè)式子中，T為采樣時(shí)間間隔，分別為，的簡(jiǎn)寫，=0，1，2，…………，n。微分控制能迅速的反映偏差的變化率，因而能使控制器具有“超前”控制功能；同時(shí)根據(jù)自動(dòng)控制理論可知，適當(dāng)?shù)膽?yīng)用微分控制可以減少控制系統(tǒng)輸出的超調(diào)量，并且有利于系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高，正是因?yàn)槿绱?，通過(guò)綜合的應(yīng)用以上控制，可以使控制器具有相當(dāng)高的“智能”。比例積分微分調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)器的如下規(guī)律： (42)式中：Td——微分時(shí)間。本節(jié)將著重介紹數(shù)字PID算法以及其在本勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中的具體實(shí)現(xiàn)，PID參數(shù)可由運(yùn)行調(diào)試人員通過(guò)鍵盤輸入并保存。控制算法是勵(lì)磁控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，控制算法的選擇關(guān)系到整個(gè)控制系統(tǒng)的控制效果。其接線圖如下圖所示。所以本裝置使用2個(gè)8位移位寄存器74HC595組成的串連轉(zhuǎn)換為并聯(lián)的電路來(lái)驅(qū)動(dòng)2個(gè)4位8段數(shù)碼管組，其電路圖如圖315所示。在短時(shí)間內(nèi)逐個(gè)掃描數(shù)碼管，使目測(cè)起來(lái)數(shù)碼管總是為點(diǎn)亮狀態(tài)。去抖動(dòng)時(shí)間短，會(huì)造成連續(xù)按鍵；去抖動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)使按鍵遲鈍。圖312裝置外部觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)回路 開(kāi)關(guān)量輸出電路開(kāi)關(guān)量輸出除了CPU主系統(tǒng)的端口輸出、信號(hào)線、晶閘管驅(qū)動(dòng)等低壓輸出外，還包括保護(hù)的跳閘出口、合閘出口、中央信號(hào)繼電器驅(qū)動(dòng)等與強(qiáng)電有關(guān)的電路。這類開(kāi)關(guān)量輸入與CPU主系統(tǒng)使用共同電源，無(wú)需電氣隔離，可直接接CPU端口，如圖311所示。此方波與UA進(jìn)入的信號(hào)相與，得到電壓、電流三相參數(shù)的相位值，并送入推挽電路，進(jìn)行放大，最后通過(guò)兩個(gè)二級(jí)管整流得到正向觸發(fā)脈沖。由晶閘管構(gòu)成的三相全橋半控整流是勵(lì)磁系統(tǒng)的功率單元，為使半控橋正常工作，需要使晶閘管元件按照一定的次序?qū)?，這就需要按照一定的次序?qū)чl管的門極施加觸發(fā)脈沖。將整形后的電流信號(hào)輸入AVR單片機(jī)的ICP引腳，當(dāng)外部中斷引腳INT0觸發(fā)的同時(shí)也將ICP引腳設(shè)置為上升沿觸發(fā)，當(dāng)電流信號(hào)的上升沿到來(lái)時(shí)，定時(shí)器1的數(shù)值t保存到單片機(jī)內(nèi)部的寄存器, 這樣就測(cè)得了電壓和電流的過(guò)零時(shí)間差，即可求得功率因數(shù)角，并推斷出電壓和電流之間的時(shí)間關(guān)系如下： (34) （35）當(dāng)小于即時(shí)，可判斷電流滯后于電壓；當(dāng)大于即時(shí)，則判斷電流超前于電壓，如圖38所示。在本文中，利用AVR單片機(jī)的硬件特性，通過(guò)一次采集獲得頻率及相位角（功率因數(shù)角），并可判斷電壓和電流在時(shí)間上的超前滯后關(guān)系，僅占用單片機(jī)的一個(gè)外部中斷，一個(gè)輸入捕獲引腳ICP和一個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為方便。其軟件實(shí)現(xiàn)原理為：將前面測(cè)量電壓時(shí)采集到的正弦信號(hào)通過(guò)過(guò)零比較電路，將其轉(zhuǎn)換為只有正值和負(fù)值的方波，將方波通過(guò)反相光電隔離芯片，可以屏蔽外部干擾，還可以濾除方波中的低電平，得到系統(tǒng)的頻率信號(hào)接入到AVR單片機(jī)的一個(gè)外部中斷引腳INT0，ICP1端口。同時(shí)，該比較器的輸出的上升沿也為AD轉(zhuǎn)換開(kāi)始提供依據(jù)。全波精密整流電路如圖34所示。另外，還可以由程序?qū)⑵渑c對(duì)應(yīng)的給定值進(jìn)行比較，得到我們想要的電壓偏差，把電壓偏差送至D/A，通過(guò)觸發(fā)電路可以控制晶閘管導(dǎo)通角，從而控制勵(lì)磁電流。經(jīng)過(guò)程序運(yùn)算，把電壓偏差輸出到D/A（PWM），經(jīng)過(guò)觸發(fā)電路，控制晶閘管導(dǎo)通角。勵(lì)磁控制回路可以根據(jù)機(jī)端電壓偏差和其他反饋信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，從而達(dá)到自動(dòng)改變勵(lì)磁電流的目的。整流二極管是共陽(yáng)極接法，晶閘管是共陰極接法，D為續(xù)流二極管。數(shù)據(jù)采集單元的功能是采集由被保護(hù)設(shè)備的電流電壓互感器輸入的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后轉(zhuǎn)化為所需數(shù)字量；微機(jī)處理單元以ATmega16微處理器為核心，ATmega16是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。第三章 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)單片機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的主要任務(wù)是：將輸入的電氣信號(hào)，經(jīng)各自的信號(hào)處理及變換電路對(duì)信號(hào)濾波、隔離放大適配到A/D轉(zhuǎn)換的量程內(nèi)。當(dāng)＜0時(shí)為負(fù)調(diào)差，調(diào)節(jié)特性上翹，發(fā)電機(jī)端電壓隨著無(wú)功電流增大而上升。這些變化與機(jī)組的無(wú)功調(diào)節(jié)特性有關(guān)，為了合理而穩(wěn)定地分配組間的無(wú)功負(fù)荷，機(jī)組的無(wú)功調(diào)節(jié)特性應(yīng)有適當(dāng)?shù)恼{(diào)差系數(shù)。ΔU對(duì)的控制調(diào)節(jié)規(guī)律：同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)主要作用是通過(guò)給定控制電壓控制三相半橋整流電路的導(dǎo)通角，從而調(diào)控勵(lì)磁電流，達(dá)到控制端電壓的目的。所以，要保證供電質(zhì)量，同步發(fā)電機(jī)必須隨著無(wú)功負(fù)荷的變化不斷調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。圖中將綜合放大和功率放大合并為一個(gè)單元，并認(rèn)為未加校正裝置。這里只介紹自勵(lì)式直流勵(lì)磁機(jī)的傳遞函數(shù)。同步變壓器為／Y—11接線，使同名相的同步電壓超前主電路電壓，圖中未單獨(dú)畫出同步電路。若整流橋是三相全控，則晶閘管導(dǎo)通順序?yàn)椋獳、－C、＋B、－A、＋C、－B，則三相觸發(fā)電路按相每隔向?qū)?yīng)相發(fā)一個(gè)觸發(fā)脈沖；若是三相半控橋，則每隔發(fā)一個(gè)觸發(fā)脈沖。圖2－10 綜合放大電路工作特性功率放大單元的輸入為Uk，包括觸發(fā)電路在內(nèi)，功率放大單元也認(rèn)為是一階慣性環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)如下： （24）式中Kp為功率放大系數(shù)，Tp為功率放大單元的時(shí)間常數(shù), IZTL為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器單元部分的電流。為增加運(yùn)算放大器帶負(fù)荷的能力，在限福電路之后，增加一級(jí)互補(bǔ)射極跟隨器，作功率放大。由運(yùn)算放大器構(gòu)成的綜合放大環(huán)節(jié)電路如圖2－