電動(dòng)機(jī)節(jié)能保護(hù)器的軟件電路設(shè)計(jì)與分析

電動(dòng)機(jī)節(jié)能保護(hù)器的軟件電路設(shè)計(jì)與分析 電動(dòng)機(jī)節(jié)能保護(hù)器 1.電動(dòng)機(jī)節(jié)能保護(hù)器的軟件電路設(shè)計(jì)與分析 系統(tǒng)軟件采用 MCS-51匯編語言編寫，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要由主程序、判斷啟動(dòng)子程序、啟動(dòng)延時(shí)子程序、 A/D轉(zhuǎn)換子程序、過流 (反時(shí)限 )判斷子程序、三相電流不平衡判斷子程序、判斷切換子程序等多個(gè)子程序組成。 2.程序流程圖與調(diào)試過程 電動(dòng)機(jī)節(jié)能保護(hù)器的程序流程圖如圖 3-5所示。 調(diào)用過程如下 : 單片機(jī)上電后，主程序先進(jìn)行開機(jī)自檢，然后設(shè)定各 I/O口、定時(shí)器 (包括看門狗定時(shí)器 )的工作狀態(tài)，再對程序中用到的變量、信號(hào)量進(jìn)行初始化，并使用定時(shí)器中斷和A/D中斷。 系統(tǒng)初始化完畢后，調(diào)用判斷啟動(dòng)子程序，先判斷電動(dòng)機(jī)在 Y下還是下啟動(dòng)，并以此為依據(jù)設(shè)定相關(guān)參數(shù)的值，再根據(jù) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果判斷定子電流是否為零。若為零，則電動(dòng)機(jī)未進(jìn)入啟動(dòng)過程，繼續(xù)調(diào)用判斷啟動(dòng)子程序 ；若不為零，則表明電動(dòng)機(jī)已進(jìn)入啟動(dòng)過程，程序轉(zhuǎn)入下一環(huán)節(jié)。判斷啟動(dòng)過程中需給硬件保護(hù)電路發(fā)復(fù)位信號(hào)，以防止保護(hù)器上電時(shí)硬件保護(hù)誤動(dòng)作。 電動(dòng)機(jī)節(jié)能保護(hù)器的程序流程圖 電動(dòng)機(jī)進(jìn)入啟動(dòng)過程后，單片機(jī)調(diào)用啟動(dòng)延時(shí)子程序，判斷啟動(dòng)過程中不平衡故障。若有，則保護(hù)動(dòng)作，單片機(jī)進(jìn)入等待復(fù)位狀態(tài) ；若無，則啟動(dòng)延時(shí)過后，程序轉(zhuǎn)入下一環(huán)節(jié)。 啟動(dòng)過程結(jié)束后，單片機(jī)循環(huán)調(diào)用過流 (反時(shí)限 )判斷子程序、三相電流不平衡判斷子程序和判斷切換子程序。若有保護(hù)動(dòng)作，單片機(jī)進(jìn)入等待復(fù)位狀態(tài) ；若滿足切換條件，則發(fā)出切換信號(hào)，繼續(xù)循環(huán)調(diào)用上述三個(gè)子程序 ；如發(fā)現(xiàn)硬件保護(hù)動(dòng)作，則單片機(jī)直接進(jìn)入等待復(fù)位狀態(tài)。 為了防止電動(dòng)機(jī)在臨界負(fù)載點(diǎn)附近發(fā)生頻繁的切換 (又稱臨界點(diǎn)振蕩 )，單片機(jī)在通過 A/D采樣采入臨界負(fù)載率以后，程序需加入回差值，本設(shè)計(jì)的回差值設(shè)為 3%?；夭钪翟O(shè)定臨界負(fù)載率的調(diào)整均為抑制臨界點(diǎn)振蕩的有效方法。 3.保護(hù)器軟件抗干擾分析以及抗擾措施 單片機(jī)在程序執(zhí)行過程中，因各種干擾的存在，會(huì)使得 PC出現(xiàn)錯(cuò)誤，單片機(jī)程序便脫離正常軌道運(yùn)行，出現(xiàn)“跑飛”現(xiàn)象。當(dāng)程序“跑飛”到某個(gè)單字節(jié)指令上時(shí)，便自己自動(dòng)納入正軌 ；當(dāng)程序“跑飛”到某個(gè)雙字節(jié)指令上，若恰恰在取操作碼時(shí)刻落到其操作數(shù)上，則 CPU誤把操作數(shù)當(dāng)成操作碼，程序仍將出錯(cuò) ；當(dāng)程序“跑飛”到某個(gè)三字節(jié)指令上時(shí)，由于有兩個(gè)操作數(shù)，則 CPU誤把操作數(shù)當(dāng)成操作碼的機(jī)率就更大。 為盡量減輕“跑飛”現(xiàn)象對整個(gè)系統(tǒng)造成的嚴(yán)重后果，在程序設(shè)計(jì)時(shí)，需加入一些抗干擾措施，以盡快將“跑飛”的程序“拉回來”。 指令冗余。 指令冗余是指對某些重要指令的連續(xù)重復(fù)以及在關(guān)鍵地方人為地插入一些單字節(jié)指令 NOP。 例如：對保護(hù)動(dòng)作指令可在程序中寫入 CLR P0.2 CLR P0.2 CLR P0.2 可降低該指令不被執(zhí)行的概率。 還可以在雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令后插入兩個(gè)單字節(jié)指令 NOP，這可以保證其后面的指令不會(huì)被拆散。特別是其后面為對于程序流向起決定作用的指令時(shí) (如 RET, RETI, ACALL, LJMP, JZ等 )，或者是某些對系統(tǒng)工作狀態(tài)起重要作用的指令 (如SETB, EA等 )，若在這些指令前插入兩個(gè)單字節(jié)指令 NOP，可保證亂飛的程序迅速納入軌道，確保這些指令正常執(zhí)行。 軟陷阱。軟陷阱是指在一些沒有寫任何指令的EPROM的空閑區(qū)，寫上無條件跳轉(zhuǎn)指令 : LJMP MAIN 這樣就能使程序“跑飛”到該處時(shí)，將程序“拉回”到入口處。 看門狗技術(shù)。 看門狗技術(shù)是指當(dāng)程序因干擾而在某處出現(xiàn)死循環(huán)后，一段時(shí)間 (人為設(shè)定 )過后，程序回到入口處。其原理是 :人為設(shè)定看門狗定時(shí)器的溢出值，程序在看門狗定時(shí)器未溢出時(shí)，喂看門狗，使得看門狗定時(shí)器恢復(fù)到初始定時(shí)值 ；當(dāng)程序因干擾而在某處出現(xiàn)死循環(huán)后 ；看門狗得不到喂，看門狗定時(shí)器溢出，程序回到入口處。 本設(shè)計(jì)中使用的主芯片 P87LPC767單片機(jī)自帶看門狗。 喂看門狗就是執(zhí)行指令 : WDFeed: MOV WDRST, #lEH MOV WD