新聞中心

EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > PIC16F877單片機(jī)在智能站用電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

PIC16F877單片機(jī)在智能站用電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2012-02-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1 概述

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/172192.htm

供電是直接影響人們?nèi)粘I詈凸ぷ鞯闹匾?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/系統(tǒng)">系統(tǒng)。特別是在變電站、發(fā)電廠、通信機(jī)房、大廈、醫(yī)院等需要重要的地方和實(shí)行無人值守的,供電控制系統(tǒng)能否對(duì)供電進(jìn)行故障監(jiān)測,并能及時(shí)處理,保證系統(tǒng)正常供電,尤其顯得重要。型變電站站用電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用ATS(Automatic Transfer Switch)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)和監(jiān)測及控制技術(shù),來實(shí)現(xiàn)電氣和機(jī)械雙閉鎖,從而根本保證了電源的安全可靠切換。同時(shí)系統(tǒng)還可以方便地實(shí)現(xiàn)多電量的集中監(jiān)測,并可根據(jù)用戶需要接入遠(yuǎn)程監(jiān)測控制系統(tǒng)中。本文主要介紹站用電源系統(tǒng)中的。

2 智能站用電源系統(tǒng)的構(gòu)成和功能

2.1系統(tǒng)工作原理

2.1.1單母線

站用電正常時(shí),兩路電源同時(shí)供電,當(dāng)任意一路電源由于故障或需要而退出時(shí),可自動(dòng)切換至另一路電源供電,當(dāng)退出電源恢復(fù)正常時(shí),可自動(dòng)恢復(fù)主供電電源供電。系統(tǒng)也可以根據(jù)需要選擇某一路電源工作在強(qiáng)制供電模式或停電退出模式。

2.1.2 單母線分段

站用電正常時(shí),兩路電源同時(shí)供電,每一路電源分別帶一段母負(fù)載,實(shí)現(xiàn)母線分段運(yùn)行,當(dāng)任意一路電源由于故障或需要而退出時(shí),可自動(dòng)切換至另一路電源供電,帶兩段母線負(fù)載。當(dāng)退出電源恢復(fù)正常時(shí),可自動(dòng)恢復(fù)為兩路電源供電。系統(tǒng)也可以根據(jù)需要選擇某一路電源工作在強(qiáng)制供電模式或停電退出模式。

2. 2系統(tǒng)構(gòu)成

該系統(tǒng)由ATS自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制器、電壓監(jiān)測模塊、電量監(jiān)測模塊、RS485串行通信接口等構(gòu)成。智能型變電站站用交流電源系統(tǒng)控制器系統(tǒng)框圖如1所示。

2.3 系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)功能說明如下:如果主電源(I)失電,備用電源(II)自動(dòng)投入,保證不間斷供電。由電壓監(jiān)測模塊進(jìn)行電壓檢測,智能模塊單片機(jī)控制器進(jìn)行邏輯控制,ATS執(zhí)行部分實(shí)現(xiàn)自投。另外用戶也可以自主改變主供電電源和備用電源。

3 智能模塊——單片機(jī)控制器的硬件組成

由于該系統(tǒng)所需輸入、輸出點(diǎn)較少,控制程序也相對(duì)簡單,因此可選擇價(jià)格低廉,使用較普遍的元器件來構(gòu)成單片機(jī)控制器系統(tǒng)。本控制器具有開關(guān)輸入、輸出、鍵控、顯示、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、通訊等功能。

在設(shè)計(jì)本控制器時(shí),選用單片機(jī),該單片機(jī)性價(jià)比較高。內(nèi)部帶有368字節(jié)的RAM,256字節(jié)的FLASH,其程序存貯器的容量是8K words,有三個(gè)內(nèi)部定時(shí)器和計(jì)數(shù)器,一個(gè)串行通訊接口,看門狗定時(shí)器等。通過外接8255擴(kuò)展接口芯片;將可帶24點(diǎn)數(shù)字輸入/輸出量,完全能滿足變電站站用交流電源系統(tǒng)的需要。

本系統(tǒng)分別選用8路開關(guān)量信號(hào)輸入和8路開關(guān)量信號(hào)輸出,共可輸入12路開關(guān)量信號(hào)和輸出12路開關(guān)量信號(hào),適當(dāng)留有一定備用點(diǎn)。

4 單片機(jī)控制器的程序設(shè)計(jì)

該控制器使用PIC的匯編語言編程 。整個(gè)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)分主程序模塊和幾個(gè)子程序模塊。它們是:(1) 主程序模塊 (2)顯示子程序 (3)鍵盤處理子程序 (4)輸出子程序(5)通信處理子程序(6)串行中斷服務(wù)子程序。主程序流程框圖如圖2所示

11.jpg

主程序的工作是對(duì)各個(gè)功能模塊的子程序不斷進(jìn)行循環(huán)調(diào)用,從而完成整個(gè)系統(tǒng)的工作。其各個(gè)子程序功能模塊工作過程描述如下:
(1) 系統(tǒng)初始化:對(duì)系統(tǒng)I/O擴(kuò)展芯片8255的控制字進(jìn)行設(shè)置。把它的PA口和PC口的高4位設(shè)為輸入方式,PB口和PC中的低4位設(shè)為輸出方式。設(shè)置系統(tǒng)的串行通訊口控制字,串行通訊的波特率可以通過鍵盤設(shè)置,其初始值為9600,工作在半雙工工作方式。串行中斷級(jí)別為系統(tǒng)最高級(jí)別中斷。
(2) 顯示子程序:主程序調(diào)用運(yùn)行顯示子程序,首先對(duì)系統(tǒng)所處的工作模式進(jìn)行判斷,如在正常工作模式,則按正常工作模式方式將顯示數(shù)據(jù)送顯示器。否則,要對(duì)現(xiàn)在系統(tǒng)所處的工作模式進(jìn)行識(shí)別后,按系統(tǒng)所要求的相應(yīng)功能進(jìn)行相應(yīng)的顯示。
(3)鍵盤處理子程序:主程序調(diào)用鍵盤處理子程序,首先延時(shí)去抖動(dòng)處理后,再次取鍵值,判斷是否干擾,若不是干擾,則根據(jù)相應(yīng)的鍵值轉(zhuǎn)相應(yīng)的鍵處理程序模塊。
(4)輸入、輸出處理子程序:主程序調(diào)用運(yùn)行輸入、輸出子程序,首先讀入系統(tǒng)輸入狀態(tài),如系統(tǒng)工作正常,則該子程序不做處理直接返回,否則轉(zhuǎn)故障處理程序后,延時(shí)輸出。
(5)通信處理子程序:主程序調(diào)用通信處理子程序,首先從保存通訊數(shù)據(jù)的棧中取出數(shù)據(jù)后,再斷判是否讀到了一幀數(shù)據(jù),未到,則不做處理返回。已到,對(duì)所讀數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷后轉(zhuǎn)相應(yīng)的功能處理模塊,進(jìn)行功能處理。
(6)串行中斷服務(wù)子程序:當(dāng)串行中斷發(fā)生時(shí)執(zhí)行該子程序。其主要功能為:判斷通訊中接收的數(shù)據(jù)是否正確,如果不正確,則初始化通訊數(shù)據(jù)接收棧,中斷返回。如果正確,則直接將數(shù)據(jù)入棧,中斷返回。

5.系統(tǒng)抗干擾措施

控制板做好后,軟件的抗干擾措施就顯得尤為重要,因此在軟件方面加強(qiáng)了可靠性設(shè)計(jì),采取了如下措施:a程序中所有空余未用的中斷都應(yīng)編制相應(yīng)的錯(cuò)誤處理程序,一旦由于干擾觸發(fā)了這些中斷,在執(zhí)行完簡單的錯(cuò)誤處理程序后,依然可以轉(zhuǎn)入正常返回。b增加軟件復(fù)位功能,當(dāng)出現(xiàn)一些不可恢復(fù)的情況時(shí),可先執(zhí)行復(fù)位操作,引導(dǎo)機(jī)器重新工作。c為防止RAM中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)遭到破壞,影響程序的正確運(yùn)行,可在RAM中相距較遠(yuǎn)的不同區(qū)域內(nèi)存放若干個(gè)數(shù)據(jù)備份,并在該數(shù)據(jù)區(qū)的特定單元內(nèi)存入標(biāo)志字。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某些特志遭破壞時(shí),可在其余的備份數(shù)據(jù)區(qū)調(diào)用備份數(shù)據(jù)恢復(fù)它。d使用了看門狗定時(shí)器,當(dāng)程序進(jìn)入死循環(huán),時(shí)間超過了看門狗定時(shí)值時(shí),看門狗使系統(tǒng)復(fù)位進(jìn)入出錯(cuò)處理程序,進(jìn)行出錯(cuò)處理最恢復(fù)正常處理程序。

6.結(jié)束語

該系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)成功,投入了正常運(yùn)行。該系統(tǒng)能夠較好保證需要重要電源的地方和無人值守的電源系統(tǒng)的安全可靠供電。還可以方便地實(shí)現(xiàn)多電量的集中監(jiān)測,并將數(shù)據(jù)送入遠(yuǎn)程測控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)用電的集中管理。

參考文獻(xiàn):
[1]房小翠 .單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù).國防工業(yè)出版社,2000.5.20
[2] 潘新民 .微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù). 人民郵電出版社 ,2001.6.08
[3] (加) Myke Predko. PICmicro微控制器編程與自主開發(fā). 姜漢龍譯. 北京: 電子工業(yè)出版社,1999.5.07
[4] 李朝青.PC機(jī)及單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù). 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2000
[5] (美) Mark Nelson.串行通信開發(fā)指南.瀟湘工作室譯. 北京:中國水利水電出版社,2000
[6] (美) Jan Axelson.串行端口大全.精英科技譯. 北京:中國水利水電出版社,2001

單片機(jī)相關(guān)文章:單片機(jī)教程


單片機(jī)相關(guān)文章:單片機(jī)視頻教程


單片機(jī)相關(guān)文章:單片機(jī)工作原理




評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉