智能型框架式斷路器單片機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容性分

1. 快速可靠的復(fù)位電路

　　圖1為-簡(jiǎn)單的RC上電復(fù)位電路，在RC電路充電過(guò)程中，RESET端出現(xiàn)正脈沖，從而使單片機(jī)復(fù)位，這種復(fù)位電路中，干擾易串入復(fù)位端，一般情況下雖不會(huì)造成單片機(jī)的錯(cuò)誤復(fù)位，但會(huì)引起其內(nèi)部寄存器的錯(cuò)誤復(fù)位，造成系統(tǒng)誤動(dòng)。

復(fù)位信號(hào)是單片機(jī)最為敏感的信號(hào)之一，為使單片機(jī)系統(tǒng)安全可靠地工作，使復(fù)位電路具有快速上電復(fù)位、掉電復(fù)位等功能，可采用Motorola公司生產(chǎn)的專用復(fù)位芯片MC33064/MC33164以及其它公司生產(chǎn)的同類產(chǎn)品構(gòu)成的復(fù)位電路，以提高系統(tǒng)受到干擾后復(fù)位的可靠性，圖2所示。

2. 看門狗電路

　　為提高斷路器單片機(jī)系統(tǒng)的抗干擾性，最好直接選用帶有看門狗電路的單片機(jī)較好，它可以通過(guò)用戶編程來(lái)選擇硬件看門狗或軟件看門狗，通過(guò)用戶程序?qū)撮T狗計(jì)數(shù)器進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位操作。

內(nèi)部不帶看門狗電路的單片機(jī)，可以設(shè)計(jì)外接看門狗電路，如圖3所示。

　　圖中將555接成一個(gè)多諧振蕩器，計(jì)數(shù)為16進(jìn)制，當(dāng)數(shù)到第8個(gè)脈沖時(shí)，Q端輸高電平。利用單片機(jī)的一個(gè)I/O口控制計(jì)數(shù)器清零端，只要每次清零的脈沖時(shí)間小于8個(gè)脈沖周期，Q端就保持低電平，當(dāng)單片機(jī)異常時(shí)，計(jì)數(shù)器不能在8個(gè)脈沖內(nèi)清零，則Q端輸出高電平，使單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位。

五、 斷路器單片機(jī)系統(tǒng)的軟件抗干擾措施

1. 單片機(jī)中I/O電路刷新

　　在單片機(jī)結(jié)構(gòu)中，I/O電路一般靠近管芯邊緣，外部的電磁噪聲容易對(duì)其邏輯電路產(chǎn)生影響，因此一方面在硬件上采取措施，如對(duì)I/O端口加電容進(jìn)行濾波，另一方面在用戶程序中應(yīng)定期對(duì)I/O中的寄存器進(jìn)行刷新，以減少由于電磁干擾而產(chǎn)生的誤動(dòng)作。

2. 采用數(shù)字濾波技術(shù)

　　來(lái)自傳感器的信號(hào)中?；祀s各種頻率的干擾信號(hào)，在信號(hào)端采用RC低通濾波器可以抑制高頻干擾信號(hào)，但對(duì)低頻干擾信號(hào)的濾波效果較差，而數(shù)字濾波技術(shù)可以對(duì)來(lái)自電網(wǎng)的極低頻率的干擾信號(hào)進(jìn)行濾波。數(shù)字濾波方法較多，以下僅用均方根法對(duì)輸入的電流和電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理分析。

　　均方根法是根據(jù)電工原理中連續(xù)周期交流信號(hào)的有效值的定義，將連續(xù)信號(hào)離散化，用數(shù)值積分代替連續(xù)積分，從而導(dǎo)出有效值與采樣值之間的關(guān)系。

有效值的計(jì)算公式

利用檢測(cè)電路對(duì)交流電流和交流電壓信號(hào)均勻采樣即將一個(gè)周期n等分，則采樣周期 △t=T/n

此時(shí)

　　這種算法應(yīng)用于連續(xù)周期交流信號(hào)時(shí)，計(jì)算精度高，抗波形畸變能力強(qiáng)，可以連續(xù)采樣，減少單片機(jī)系統(tǒng)的誤動(dòng)，提高系統(tǒng)的抗電磁干擾性。采樣流程見(jiàn)下圖。

3. 設(shè)置自診斷程序

　　為防止單片機(jī)系統(tǒng)RAM區(qū)的數(shù)據(jù)被電磁干擾所破壞，可在RAM區(qū)內(nèi)設(shè)置檢驗(yàn)標(biāo)志，應(yīng)用自診斷程序定期對(duì)這些標(biāo)志進(jìn)行檢驗(yàn)，標(biāo)志正常時(shí)則程序繼續(xù)執(zhí)行，標(biāo)志不正常時(shí)將程序?qū)氤跏蓟刂分?，使系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng)然這種自診斷僅能對(duì)重點(diǎn)RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷，也是一種最初級(jí)的自診斷方式。