一種基于單片機(jī)的計(jì)算機(jī)控制逆變電源軟件設(shè)計(jì)

林宗洪，佘明輝

(湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建莆田351254)

摘要：設(shè)計(jì)基于單片機(jī)AT89C51為核心設(shè)計(jì)而成的逆變電源。文章簡述了系統(tǒng)中電壓信號處理電路AT89C51的設(shè)計(jì)方法，同時，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用匯編語言，對單片機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。程序是在Windows XP環(huán)境下采用HK-51系列仿真開發(fā)系統(tǒng)編寫的，可以對鍵盤輸出的信號進(jìn)行采集控制。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制;逆變電源;單片機(jī);信號處理

收稿日期:2015-01-08

作者簡介:林宗洪(1971-)，男，福建莆田人，講師，碩士，主要從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、軟件工程方面的研究；佘明輝(1965- ),男，福建莆田人，教授，碩士，主要從事隨機(jī)多址、網(wǎng)絡(luò)通信工程方面的研究。

中圖分類號：TN911文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

所謂“綠色照明”——逆變電源，是指高效照明器具，淘汰和替代傳統(tǒng)的低效照明電光源，節(jié)約照明用電，減少發(fā)電產(chǎn)生的SO2、CO2、NO2等廢氣、塵埃或廢料，建立優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)舒適、安全可靠、有益環(huán)境和改善人們生活質(zhì)量、提高工作效率、保護(hù)人們身心健康的照明環(huán)境，以滿足國民經(jīng)濟(jì)和人民群眾日益增長的對照明質(zhì)量和照明環(huán)境的需要[1-5]?！熬G色照明”的內(nèi)涵可以用高效、節(jié)能、環(huán)保、健康來概括，核心是節(jié)能和環(huán)保[6-8]。在保證節(jié)能與環(huán)保的前提下，“綠色照明”旨在獲得一個良好的照明質(zhì)量環(huán)境，創(chuàng)造一個因地制宜并與周圍景物、自然環(huán)境和諧協(xié)調(diào)的光照條件，讓人們能在適宜光照和良好環(huán)境下學(xué)習(xí)工作和生活。

1系統(tǒng)模型

綠色照明系統(tǒng)是由系統(tǒng)總控制電路、再充電控制電路、電池檢測電路、報警電路和逆變電路等組成?？偟姆娇驁D如圖1所示：

圖1　系統(tǒng)的方框圖

在整個系統(tǒng)中MCU監(jiān)測顯示報警控制電路是總電路的核心，它對各個電路傳過來的信號進(jìn)行接收處理或發(fā)出各種指令和信號使各個小電路開始不同的工作。具體起到了總體控制、監(jiān)控、顯示、報警和使能等功能。其中，再充電控制電路作用是在有連接電源的情況下，MCU發(fā)送一個觸發(fā)信號使在充電控制電路工作。MCU是在判斷到蓄電池的容量低于預(yù)設(shè)值時才會發(fā)出觸發(fā)信號的，預(yù)設(shè)值具體多少可以自行設(shè)定。電池檢測電路作用是負(fù)責(zé)對蓄電池容量、溫度、電壓以及電流等參數(shù)的檢測，并傳送給MCU。報警電路作用是由MCU控制是否報警。當(dāng)MCU判斷到電池容量比我們預(yù)設(shè)的容量報警值小時，單片機(jī)發(fā)出報警信號。逆變電路由單片機(jī)控制其工作，它是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，可將12V或24V的直流電轉(zhuǎn)換成220V、50Hz的交流電。

2逆變系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

逆變電源系統(tǒng)由DC輸入、MOS管推動電路、變壓器、電壓采集電路、電壓信號處理電路AT89C51等組成。信號處理電路圍繞中央處理器進(jìn)行規(guī)律的動作，聽從CPU的命令。系統(tǒng)方框圖如圖2所示：

圖2　逆變系統(tǒng)方框圖

2.1　逆變電路原理

圖3　逆變電路原理圖

逆變電路主要是由R、C自舉振蕩推動MOS管2N3055不斷開關(guān)，這樣直流電輸入之后，經(jīng)過這個MOS管的開關(guān)動作，就形成一定的交流特性，經(jīng)過修正電路修正，就可以得到類似電網(wǎng)上的那種正弦波交流，然后送入一個工頻變壓器，輸入12V輸出則為220V，然后由變壓器輸出送給負(fù)載使用。如圖3所示。測量結(jié)果如表1所示。其U1為OUT1與OUT2間電壓，U2為OUT2與OUT3間電壓，U3為OUT1與OUT3間電壓，U4為變壓器兩端電壓。

表1　測量數(shù)據(jù)

2.2　逆變系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

圖4　主程序流程圖

主程序設(shè)計(jì)是主要用于完成整個電路的工作秩序，起到控制的作用。先讀取AD0809轉(zhuǎn)換結(jié)果，并將結(jié)果數(shù)字處理并調(diào)顯示。主程序流程圖如圖4所示。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用匯編語言，對單片機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。程序是在Windows XP環(huán)境下采用HK-51系列仿真開發(fā)系統(tǒng)編寫的，可以對鍵盤輸出的信號進(jìn)行采集控制。系統(tǒng)的程序如下:

LED_0 EQU 30H;存放三個數(shù)碼管的段碼

LED_1 EQU 31H

LED_2 EQU 32H

ADC EQU 35H；存放轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)

ST BIT P3.2

OE BIT P3.0

EOC BIT P3.1

ORG 00H

START: MOV LED_0,#00H

MOV LED_1,#00H

MOV LED_2,#00H

MOV DPTR,#TABLE;送段碼表首地址

SETB P3.4

SETB P3.5

CLR P3.6;選擇ADC0808的通道3

WAIT: CLR ST

SETB ST

CLR ST;啟動轉(zhuǎn)換

JNB EOC,$; 等待轉(zhuǎn)換結(jié)束

SETB OE ; 允許輸出

MOV ADC,P1; 暫存轉(zhuǎn)換結(jié)果

CLR OE;關(guān)閉輸出

MOV A,ADC;將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換成BCD碼

MOV B,#100

DIV AB

MOV LED_2,A

MOV A,B

MOV B,#10

DIV AB

MOV LED_1,A

MOV LED_0,B

LCALL DISP;顯示AD轉(zhuǎn)換結(jié)果

SJMP WAIT

DISP: MOV A,LED_0;數(shù)碼顯示子程序

MOVC A,@A+DPTR

CLR P2.3

MOV P0,A

LCALL DELAY

SETB P2.3

MOV A,LED_1

MOVC A,@A+DPTR

CLR P2.2

MOV P0,A

LCALL DELAY

SETB P2.2

MOV A,LED_2

MOVC A,@A+DPTR

CLR P2.1

MOV P0,A

LCALL DELAY

SETB P2.1

RET

DELAY: MOV R6,#10;延時5毫秒

D1: MOV R7,#250

DJNZ R7,$

DJNZ R6,D1

RET

TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H

DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH

END

3結(jié)語

基于單片機(jī)的計(jì)算機(jī)控制逆變電源，本文在軟件方面基本能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求：其一是輸出AC220V±10% ；其二是輸出端電壓值顯示。逆變器用途廣泛，它可用于各類交通工具，如汽車、各類艦船以及飛行器，在太陽能及風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域，逆變器有著不可替代的作用。隨著技術(shù)的發(fā)展，用戶在移動中需要使用的電子設(shè)備越來越多，逆變能夠隨時為這些設(shè)備提供充足的交流電源。

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責(zé)任編輯：吳旭云

Design for a SCM-based Computer Inverter Power Supply Software

LIN Zonghong, SHE Minghui

(Meizhouwan Vocational Technology College, Putian 351254, China)

Abstract：An inverter power supply based on AT89C51 of SCM is designed. This paper briefly introduces the design method of the voltage signal processing circuit AT89C51 in the system, at the same time, the software design uses the assembly language to program the SCM and achieve various functions. In addition, the program is written by using HK-51 series simulation development system in Windows XP environment, which can collect and control the signal output from the keyboard of the computer.

Keywords：computer-controlled; inverter power supply; SCM; signal processing