基于80C196KC設計的5kW高頻通信電源整流及監控系統

本系統采用集中管理、獨立控制的模式，各模塊都有自己獨立的監控程序，當個(gè)別模塊出現故障時(shí)，不會(huì )影響整機運行。由于篇幅限制，本文只給出監控模塊的軟件結構。

主監控模塊軟件采用模塊化結構設計，各種功能都由相應的中斷子程序完成。圖４是主程序流程圖。

系統的初始化包括MCU內部控制寄存器的初始化，寄存器區及數據區的初始化等。自檢包括RAM自檢及控制系統各傳感器自檢，自檢通過(guò)后開(kāi)放中斷及PTS，并調用顯示初始化子程序，顯示系統主菜單可用鍵盤(pán)選擇各子菜單，包括運行參數菜單、狀態(tài)菜單、故障記錄菜單及參數設置菜單。其中參數設置菜單僅供具有權限的維護人員使用，須輸入密碼才可進(jìn)行操作。通信握手通過(guò)發(fā)送特征碼55H及接收回彈的AAH來(lái)確定通信系統的正常與否。

執行完初始化及自檢后，系統進(jìn)入監控狀態(tài)，可接收鍵盤(pán)中斷，同時(shí)保持串口接收中斷有效。鍵盤(pán)中斷子程序如圖5所示。串口數據的發(fā)送由子程序調用完成，接收由中斷實(shí)現，按數據的不同類(lèi)型進(jìn)行相應的處理。串口接收子程序如圖6所示。

由于本系統檢測的模擬量較多，對于A(yíng)/D轉換，系統采用了80C196KC所提供的新功能PTS中斷。它以微代碼方式運行中斷子程序，此普通中斷速度快，而且由于PTS提供了一種A/D掃描模式，使得對多個(gè)A/D處理更為方便。表1是用于實(shí)現A/D的PTS中斷的命令塊。

首先在主程序中啟動(dòng)ACH4的A/D轉換，當該轉換完成時(shí)，便引發(fā)一次A/D結束中斷，進(jìn)而產(chǎn)生一次PTS中斷。當PTS中斷執行時(shí)，它首先讀取PTS控制塊的內容，如表2所示，依次為命令計數器，命令寄存器，源／目的寄存器和結果寄存器。根據源／目的寄存器的內容，讀取該地址的A/D命令并執行，然后根據命令寄存器的UPDT位的值，將源／目的寄存器的地址加二，把上一通道的轉換結果送入該寄存器，同時(shí)計數器減一，這樣完成一個(gè)PTS周期。直到計數器為零，PTS中斷結束。

３ 可*性設計及抗干擾措施

?主電路中主開(kāi)關(guān)采用帶保護的IGBT模塊，并外加snnbber電路。

?加入冗余整流模塊，個(gè)別模塊出現故障時(shí)，不會(huì )影響整機運行。

?所有的保護及安全電路都設有全硬件繼電保護，各模塊入口設熔斷保護。

?為減少電磁輻射干擾的影響，對控制板進(jìn)行了屏蔽。

?采用單點(diǎn)接地和隔離電源供電，消除共阻抗回路。數字地線(xiàn)、模擬地線(xiàn)、信號源地線(xiàn)和負載地線(xiàn)分開(kāi)設置。數字電路、模擬電路和負載電路分別單獨供電，獨自構成回路且單點(diǎn)接地。

?加強電源退耦，電源線(xiàn)與地線(xiàn)之間加退耦電容。

?A/D轉換采用軟件濾波，以減小干擾的影響，提高測量和計算的準確性。

?為防止微機控制器程序執行出錯或進(jìn)入死循環(huán)，設WATCHDOG，超出定時(shí)時(shí)間后能自動(dòng)使系統復位。

總之，本系統采用分級控制結構，便于系統的升級和維護，同時(shí)也提高了系統的安全性。系統在實(shí)驗室調試、運行穩定，下一步將進(jìn)行產(chǎn)品化的研究。