【正文】 圖 39 所示。一 個是當溫度超過一定值時開啟散熱風扇。散熱風扇的控制采用的是熱保護器 KSD9700。正常溫度情況下，兩個金屬片斷開，相當于開關(guān)斷開。當金屬片感知溫度超過 40 攝氏度時，兩個金屬片粘合，相當于開關(guān)閉合，此時風扇開始工作 。 DCDC 模塊的溫度補償傳感器采用 NTC 熱敏電阻。當溫度過高時， SG3525 停止工作。一是防止輸入反接。因此，設計了一 避免 反接電路。設計的電路如圖 310 所示。后級負載正常工作。 電路中 Ri1 與電容 Ci1 為 緩沖電路，防止上電瞬間電壓過高損壞 MOS 管。 輸入電壓保護采用一個 LM324 運放組成的電壓比較器。同時，輸出一個信號控制蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲報警。 O11IN12IP13VCC4IN25IP26O27O38IN39IP310GND11IN412IP413O414LM32422KR6022KR61+12VR+5VGND+5VR6212KR63GNDD25IN4148SHUT 200KR64D26IN4148+12VR18kR65BUZ 圖 311 輸入電壓保護電路原理圖 輸出保護 輸出保護的設計采用的是從開關(guān)管的輸出部分取樣，反饋到一個 LM393 組成的電壓比較器，一路送入單片機的 AD 端，經(jīng)過 AD 轉(zhuǎn)換后修正輸出。當 IR2110S 的 SD端接收到信號后，停止驅(qū)動隔離，則不再輸出 SPWM波形。設計的電路如圖 312 所示。因此需要設計一個直流 5V的產(chǎn)生電路，作為芯片的電源使用。 7805 包含三條引腳，分別是輸入、輸出端和接地端。芯片內(nèi)部已經(jīng)集成了過流、過熱的保護電路。 +C7110uFC72+C7047uFVIN1GND2VOU3U67805+5VC73+C7410uFGND+12V 313 直流 5V電源原理圖 顯示 與報警 模塊 液晶顯示 本設計采用的液晶顯示是 12832 液晶模塊。矩陣驅(qū)動系統(tǒng)包括行驅(qū)動器，列 寄存器 ，偏壓電路，電源等電路。 12832 液晶 模塊引腳定義如表基于單片機的正弦波逆變電源設計 19 32 所示。當 PSB 引腳連接低電平時，液晶進入串行工作模式。設計的電路如圖 314 所示。 U5BELLE2C3B1Q1S8550VCCGND100R7BUZ 圖 315 蜂鳴器電路原理圖 基于單片機的正弦波逆變電源設計 21 第四章 系統(tǒng)的軟件設計 硬件是一個設計的身體，而軟件則是一個設計的靈魂。因此，對系統(tǒng)的軟件設計也很重要。 開發(fā)環(huán)境介紹 本次設計采用 Keil uVision3 軟件，由于 Keil uVision3 的庫中并不包含 STC 系列的單片機，但 STC 與 51 系列單片機的內(nèi)部核心基本相同。創(chuàng)建的步驟如下。新建文件夾完成后啟動 Keil uVision3 軟件。創(chuàng)建工程的步驟為，點擊Project 下的 New Project 菜單，彈出 一個對話框。將該工程保存在新建的文件夾中。如圖 41 所示 圖 41 新建工程 點擊保存按鈕后，需要選擇單片機型號。選擇之后，點擊確定按鈕。 基于單片機的正弦波逆變電源設計 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”。 圖 43 添加仿真配置 一個新的工程創(chuàng)建成功。點擊 File 下的New 菜單，在軟件中彈 出一個新的文本輸入窗口。如圖圖 44 所示。將該程序文件保存在工程的目錄下。 基于單片機的正弦波逆變電源設計 23 程序文件雖然創(chuàng)建保存成功，但并沒有與工程關(guān)聯(lián)，加入到工程中。右擊左側(cè)目錄樹中的“ Source Group1”，在彈出的下拉菜單中選擇“ Add file to Group”，出現(xiàn)一個對話框，雙擊創(chuàng)建的 即可。 圖 45 添加文件 程序文件添加完成后，需要將編寫的程序編譯成單片機能識別的 hex 文件。 選擇““ output”選項卡，將“ create HEX file”項打鉤，點確定。 編譯的快捷鍵是 F7。編譯完成后，在軟件的下方狀態(tài)欄中可以查看該程序生成的 代碼大小。 SPWM 也是 PWM 的一種特殊形式，是指在 PWM 的基礎上方式有所改變， I 相等但不同大小，脈沖的大小按照一定的規(guī)律變化，輸出結(jié)果即為正弦波。 基于單片機的正弦波逆變電源設計 24 表 41 PCA/PWM模塊管腳對應表 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 16 位的特殊功能的定時器，連接了四個捕獲 /比較模塊。 PCA 模式寄存器 CMOD的位定義如表 42 所示。兩個位的決定了 PCA 脈沖源輸入。 表 43 PCA計數(shù)脈沖選擇表 CPS1 CPS0 脈沖源 0 0 系統(tǒng)時鐘 /12 0 1 系統(tǒng)時鐘 /2 1 0 T0的溢出脈沖 1 1 ECI 外部時鐘 PCA/PWM 模塊共有四種工作模式，分別為：上升 /下降沿捕獲模式， PWM 脈沖輸出模式，軟件定時器模式，高速輸出模式。 PWM 輸出模式的工作原理如下： 當工作在 PWM 脈沖輸出模式時。當 CL的值大于或等 于 EPCn 時，輸出為高。從而實現(xiàn)了在更新 PWM 時，不會產(chǎn)生干擾。本次設計采用的 SPWM 波形通過軟件中斷的形式來實現(xiàn)，綜合使用了 PWM 模式和 16基于單片機的正弦波逆變電源設計 25 位定時器模式。 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 中斷服務程序流程圖 設計的中斷服務子程序如下。//重裝初值 TL0=0X09。//使能定時器 CCAP0H=pwm0。 //裝入第二路脈沖寬度值 // CCAP2H=pwm2。 //裝入第四路脈沖寬度值 // k++。//重新賦值 pwm_1=m*pwm[i]/216。//轉(zhuǎn)換為 8 位數(shù)值 pwm2=0。 pwm1=0。 //計算寬度值 pwm2=(unsigned char)pwm_2。 //清 0 } else{//周期結(jié)束 // k=0。 //清 0 pwm_1=m*pwm[i]/216。 pwm2=0。//占空比調(diào)整實現(xiàn)穩(wěn)壓 v_bat=ad(AD_BATTERY)*400/256。 //取得電流 } } STC12C5410AD 產(chǎn)生 SPWM 波形的基本原理是將載波周期值賦給 CCAP1H 和CCAP1L。在中斷的服務程序中，將下一個 SPWM 波要求的脈沖寬度裝載到 CCAPOL 中。 圖 47 SPWM波形脈寬示意圖 脈沖寬度值需要通過 MATLAB 來計算出 220V， 50Hz 交流電的正弦表，本次設計選出了 159 個典型值，存入數(shù)組中。 基于單片機的正弦波逆變電源設計 27 unsigned char code pwm[159]={0,4,8,13,17,21,25,29,34,38,42,46,50,54,59,63,67,71,75,79,83,86,90,94,98,102,105,109,113,116,120,123,127,130,134,137,140,143,147,150,153,156,159,161,164,167,170,172,175,177,179,182,184,186,188,190,192,194,196,198,199,201,203,204,205,207,208,209,210,211,212,213,213,214,214,215,215,216,216,216,216,216,216,215,215,214,214,213,213,212,211,210,209,208,207,205,204,203,201,199,198,196,194,192,190,188,186,184,182,179,177,175,172,170,167,164,161,159,156,153,150,147,143,140,137,134,130,127,123,120,116,113,109,105,102,98,94,90,86,83,79,75,71,67,63,59,54,50,46,42,38,34,29,25,21,17,13,8,4}。設計如下。 (2) 16 位計數(shù) /定時器 CH、 CL 清 0。 (4) PCA 比較 /捕獲模塊寄存 CCAPMn 定義為使能比較模式，匹配中斷設為允許。 (6) 開 PCA 模塊中斷及總中斷。 (8) 直到最大數(shù)值 N，完成循環(huán)。 寄存 器定義的實現(xiàn)程序如下。 //該指令為選擇 PCA 計數(shù)器的工作頻率輸入源 // CCON=0X00。 /*寄存器低 8 位置零 */ CH=0X00。 //設置第一路 PWM 口 // CCAPM1=0X42。 //設置第三路 PWM 口 // 基于單片機的正弦波逆變電源設計 28 CCAPM3=0X42。 //清空第一路的比較 /捕捉寄存器的低 8 位 // CCAP0H=0X00。 //清空第二路的比較 /捕捉寄存器的低 8 位 // CCAP1H=0X00。 //清空第三路的比較 /捕捉寄存器的低 8 位 // CCAP2H=0X00。 //清空第四路的比較 /捕捉寄存器的低 8 位 // CCAP3H=0X00。//使能 PCA 計數(shù)器 // } 液晶驅(qū)動程序設計 本設計采用的 12832 液晶屏的控制器為臺灣矽創(chuàng)公司生產(chǎn)的 ST7920。在程序編寫時，僅需根據(jù)指令集輸入對應的指令便可實現(xiàn)對液晶屏顯示的控制。 (1)設定 DDRAM DDRAM 是指 Display Data RAM，可以設置顯示地址計數(shù)器。 (2)設定 CGRAM 即輸入要顯示的字符的 ASCII 碼。 (4)顯示狀態(tài) (5)讀取忙碌標志 讀取忙碌標志位 BF，可以查看上條指令是否完成。在每次發(fā)送指令前，都要判斷忙碌標志位。初始化的程序流程如圖 48 所示。 void init_lcd (void)//LCD 的初始化程序 { psb=0。 wr_lcd (m,0x01)。//延時 wr_lcd (m,0x06)。 } 當片選端 CS=0 時，同步時鐘線 SCLK 無效，數(shù)據(jù)無法輸入?？梢哉５妮斎霐?shù)據(jù)。 12832 液晶模塊的串行工作模式的時序如圖 49 所示。首先傳輸 5 位全是 1 的同步位元字串，實現(xiàn)的功能是重置傳輸計數(shù)以及同步串行傳輸。 RW 代表了數(shù)據(jù)的傳輸方向，即控制讀數(shù)據(jù)或?qū)憯?shù)據(jù)。第 8 位位元為固定的 0。一個有效的一字節(jié)命令 分兩將傳輸，第一次傳輸命令的高 4 位，低 4 位置 0，組成一個字節(jié)傳輸。將這 24 位數(shù)據(jù)傳輸完成后，收發(fā)數(shù)據(jù)。 void wr_lcd (uchar dat_m,uchar content)//液晶屏發(fā)送數(shù)據(jù)子程序 {//兩個參變量，第一個定義了命令是數(shù)據(jù)還是指令，第二個為具體的內(nèi)容 uchar a,i,j。//延時 a=content。//置 CS 為 1 sclk=0。//置 SID 為 1，前 5 個 1 為同步元字串 for(i=0。i++)//發(fā)送 5 次時鐘 { sclk=1。//將時鐘線置 0 }//產(chǎn)生了一個下降沿，即為一個有效的時鐘脈沖 sid=0。//置 SCLK 為 1 sclk=0。 //如果 1，則為數(shù)據(jù)，將 sid 置 1 else sid=0。 //置 SCLK 為 1 sclk=0。//傳輸?shù)牡?8 位為 0 sclk=1。 //置 SCLK 為 0，產(chǎn)生一個時鐘脈沖 for(j=0。j++)//傳輸后兩個字節(jié)， { for(i=0。i++)//將命令拆分 { a=a1。//得到數(shù)據(jù)的溢出位，進行傳輸 sclk=1。 //置 SCLK 為 0，產(chǎn)生一個時鐘脈沖 } sid=0。i4。 //置 SCLK 為 1 sclk=0。由于單片機的引入，使得輸出的波形形狀得到了保證。得益于單片機自帶 AD 轉(zhuǎn)換器和四路 PWM 模塊，使得設計出的電路簡單、可靠。調(diào)試時，采用 一個 12V 的蓄電池作為輸入，經(jīng)過示波器十倍衰減后觀察輸出的波形，正弦波很標準。均正常使用。經(jīng)過測試，可帶動負載為 300W 左右。達到了良好的轉(zhuǎn)換效果。 在此， 首先感謝我的導師對我的培養(yǎng)、悉心 指導和關(guān)心