基于80C196KC微控制器的晶闸管整流装置数字控制器的设计
基于Intel 87c196kc的某机载设备随动系统数字控制器的实现
・
利 用 该 单 片 机 的 较 强 运 算 能 力 ， 效 率 完 成 高 充分 利用 该单 片机 片 内的硬 件 功能单 元 ， 以
控 制 算 法 的 实 现 ， 高 了随 动 系统 的 实 时 性 ； 提
・
较 少 的硬 件 实 现 了 该 控 制 器 的 角 误 差 、 速 度 误 差 角 的 输 人 以及 后 向通 道 控 制 参 量 的 输 出 。
ｉ ａｔｒ ｓ ｉ ’ｎ Ｘｉ ７ ０ ４ ， Ｃ ｉａ ｎＥ ｓ ｎＤｉ ｒ ｔ Ｘｉ ， ｅ ｔｃｏ ｆ ａ ’ ｄ １ ０ ３ ｈｎ ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ： Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｄ ｓ ｒｂ ｓ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｅ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｖ ｏ ｔ ｏ ｌ ｒｏ ｅ ｔ ｉ ｉ ｉ ａ ｅ ｅ ｃ ｉ ｅ ｈ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｒ ａ ｉ ｔｏ ｆａ ｓ ｒ ｏ ｃ ｎ ｒ ｌ ｆａ ｃ ｒ ａ ｎ ａ ｒ ｚ ｅ ｂ ｒ ｅ ｅ ｅ ｔ ｏ ｏ ｔ ｑ ｉ ｍｅ ｔｉ ｉ ｈ ｅ ｌ ｎ ．Ｔｈ ｉ ｉａ ｏ ｔ ｏ ｌ ｒｉ ｂ ｓ ｄ ｏ ｎ ｅ ７ １ ６ ｃ ｏ ｎ ｌｃｒ — ｐ ｉ ｅ ｕｐ ｃ ｎ ｎ ａ ｆ ｔ ｒｐ ａ ｅ ｇ ｅ ｄ ｇ ｔ ｌ ｎ ｒ ｌ ｓ ａ ｅ ｎ Ｉ ｔ ｌ ｃ ９ ｋ ｃ ｅ ８ ｃｒ ｕ ｔ Ｍ ａ ｉ ｇ ｆ ｌ ｕ ｅ ｏ ｈ ｏ ｒ ｕ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ａ ｉ ｔ ｎ ｔ ｅ ｎ ｃ ｉ ｕ ｃ ｉ ｎ ｉ ｉ ｃ ． ｋ ｎ ｕ ｌ ｓ ｆｔ ｅ ｐ ｗｅ ｆ ｌ ｏ ｅ ｓｎ ｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｏ ｈ ｒ ｏ — ｈ ｐ ｆ ｎ ｔｏ ｓ，ｔ ｅ ｃ ｎ ｐ ｉ ｈ ｏ — ｔ ｏ ｌ ｒｄ ｓ ｇ ｅ ｓ ｓ ｌ ａ ｄ ｃ ｎ ｉ ｅ ｌ ｘ ｂ ｅ ａ ｄ ｒ ｌ ｂ ｅ ｒ ｌ ｅ ｉ ｎ ｄ ｉ ｍａ ｌ ｎ ｏ ｃｓ ，ｆ ｉ ｌ ｎ ｅｉ ｌ． ｅ ｅ ａ Ｋｅ ｏ ｄ ： ｓ ｒ ｏ ｓ ｓ ｅ ； ｃ ｎ ｒ ｌｅ ； ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｌ ｏ ｉｈ ｙ Ｗ ｒ ｓ ｅ ｖ ｙ ｔｍ ｏ ｔ ｏ ｌ ｒ ｏ ｔ ｏ ｌ ｇ ａｇ ｒｔ ｍ ｉ
晶闸管相控整流电路
电源故障
输入电源缺相、电压过高或过 低，影响整流电路的正常运行
。
பைடு நூலகம்
故障诊断方法与步骤
外观检查
观察整流电路的外观，检查是否有明显的烧 毁、断裂等故障现象。
电阻测量
使用万用表测量整流电路中各元件的电阻值， 判断是否正常。
电压测量
测量整流电路的输入和输出电压，判断是否 在正常范围内。
的电压和电流。
电路优化方法
降低损耗 选择低阻抗的元件，以减小电路的导通电阻和漏电流。 采用合理的散热设计，确保元件温度不超过额定范围。
电路优化方法
提高效率
1
2
优化电路布局，减小线路损耗。
3
选择适当的触发延迟角，以平衡输出电压和电流， 提高转换效率。
电路优化方法
01
增强稳定性
02
加入适当的反馈控制，如电压反馈或电流反馈，以提高电 路的稳定性。
稳定性
确保电路在各种工况下都能稳定运行 。
设计原则与步骤
• 可靠性：选用可靠的元件，确保电路的长 期稳定运行。
设计原则与步骤
1. 明确设计要求
确定输出电压、电流的规格以及电路 的效率要求。
2. 选择合适的元件
根据设计要求选择合适的晶闸管、二 极管、电容、电感等元件。
设计原则与步骤
3. 设计主电路
03
优化元件参数匹配，减小参数失配对电路稳定性的影响。
06
晶闸管相控整流电路的 故障诊断与维护
常见故障类型与原因
晶闸管损坏
由于电流过大、电压过高或散 热不良等原因，导致晶闸管烧
毁或击穿。
触发电路故障
电气工程及其自动化专业毕业设计
PWM直流脉宽调速系统的设计摘要以电力电子学和电机调速技术为基础，本文设计了一种基于直流脉宽调速控制技术的直流电机调速系统。
为了得到较好的动静态性能，该控制系统采用了双闭环控制，同时速度调节器和电流调节器都选用PI调节器。
本调速系统采用半桥型电路作为主电路,它相当于降压斩波电路和升压斩波电路的串联组合,选用全控型器件IGBT作开关器件。
控制电路以集成PWM控制器SG3525为核心,3525输出的脉宽调制信号经LM1413放大后作为IGBT的驱动信号。
实验证明本调试系统直流电压大小调节和电机可逆运行的实现非常方便，并具有较硬的静特性和机械特性。
关键词: 升/降压斩波电路；SG3525；直流脉宽调速；MATLABAbstractOn the basis of Power Electronic and electric motor speed adjusting technology, the calibrator designs a speed adjusting system in which Pulse Width Modulation (PWM) controlling technology is used to control D.C. motor. Dual closed loop controlling technic is alse adopted so that the sysetem has satisfactory steady-state and dynamic characters. The system uses single chip micro computer as an auxiliary unit.Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) is selected as power semiconductor on-off element in the system The thesis explains the principle of PWM controlling. The special integrated PWM controller-SG3525 which can help us realize PWM control easily is elaborated , this chip's internal structure and its peripheral circuit are analyzed, and its applying example in this system is given.Key words: Boost/Buck chopper；SG3525；DC Pulse Width speed control；MATLAB目录摘要 ...................................................................... I II ABSTRACT ................................................................... I V 第1章引言.. (1)1.1直流拖动系统 11．2调速系统的性能指标11.3课题来源21.4文献综述31.5直流电机参数 (5)第2章 PWM直流调速系统总体介绍与主电路原理 (6)2.1电路组成及系统分析 62.2主电路工作原理 62.3主电路的组成8第3章 PWM控制电路 (10)3．1PWM基本原理103．2PWM的理论基础 113．3PWM实现方法123．4直流电机的PWM控制技术13第4章转速调节器和电流调节器的设计 (18)4.1PID调节器的基本原理184.2速度调节器ASR 194.3电流调节器ACR 204.4触发输入及保护装置（CSR） 214.5PWM波形发生器244.6电流检测244.7给定单元24第5章MATLB仿真5.1 MATLAB简介5.2 PWM直流脉宽调速系统仿真5.3仿真结果致谢 (25)参考文献 (26)第1章引言在现代科学技术革命过程中，电气自动化在20世纪的后四十年曾进行了两次重大的技术更新。
80C196单片机相关介绍
1. 80C196单片机概述单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer) 简称为单片机。
它在一块芯片上集成了微型计算机的各个组成部件：微处理器(MPU) 或中央处理器(CPU) ，存储器( 包括随机存储器RAM 和只读存储器ROM)和各种I/O 接口电路( 例如并行I/O 接口电路，串行I/O 接口电路，定时器/ 计数器电路，A/D 和D/A 转换器电路等) 。
换句话说, 一块芯片就是一台微型计算机。
由于一块芯片上集成了微型计算机的各个功能部件，因此用单片机构成的控制系统结构紧凑、体积小、价格便宜。
当用于工业环境时，单片机构成的系统更具有可靠性高、抗干扰能力强的优点。
到目前为止，单片机已经被广泛地应用于智能化产品和工业自动化控制设备上。
1.1 MCS-96系列单片机1.1.1 Intel 公司单片机Intel 公司1971年首先推出了微处理器(4004)，之后Intel 公司在研制通用微处理器(8080/85、8086/88 ，80186 、80286 、80386 、80486 、P5) 的同时，从1976年开始推出了8048(MCS-48)、8051(MCS-51)、8096(MCS-96)和80960 等4 个单片机系列产品。
Intel 公司的单片机主要面向控制领域，因此也称为微控制器(MicroController) 。
Intel 公司的单片机是目前国际和国内的主流单片机，应用最为广泛，被誉为“标准工业控制器”。
Intel 公司的单片机系列中，MCS-48系列是最早推出的低挡8 位机；1980年推出的MCS- 51系列单片机属于高档8 位机。
与MCS-48系列单片机相比，MCS-51系列单片机硬件上增加了串行接口，寻址范围从4KB 增大到64KB；软件上增加了减法运算和乘除运算以及布尔运算指令，并且指令的执行速度比MCS-48系列有较大的提高。
1984年，Intel 公司研制出16位单片机，即MCS-96系列微控制器。
基于80C196KC的软开关型脉冲MIG焊机的研究
出 的控 制 指 令 。 驱 动 和放 大 后 ， 功 率 开 关 管 提 经 为
供 固定 频 率 为 ２ Ｈ ０ｋ ｚ的高 频 脉 冲 开 关 信 号 。在 峰 值 电流 期 间 ，采 样 实 际 输 出 的峰 值 电流 ，经 Ａ Ｄ ／ 转 换 后 送 入 单 片 机 与 给 定 的 峰 值 电流 进 行 比较 ， 单 片机 根据 两 者 间偏差 进行 离 散 Ｐ 运算 ， 到 １ Ｉ 得 个 控 制 参 量 。 用 该 控 制 参 量 实 时 调 整 ２ Ｈ 利 ０ｋ ｚ高 频 控 制 脉 冲 的宽 度 ，使 输 出 峰值 电流 与 给 定 峰 值 电
ａ ｌｕ ｅ ｐａ ／ａｅｒｔ ａ ｅａｊｓ ｄｓｐ ｒｔｙＴ ｓ ｈｗ ｔａ ｐｌ Ｇ ｐ ｗ ｒｓｕｃ ｕ ｓｓ ｂｙａｄｒｌ ｌ． ｍｐｉ ｄ ，ｅｋｂｓ ａｉ ｃｎｂ ｄｕｔ ｅ ａａ ｌ．ｅｔ ｓｏ ｔ ｕｓ ＭＩ ｏ ｅ ｏｒｅｒｎ ｔ ｌ ｎ ｅｉ ｙ ｔ ｏ ｅ ｅ ｓ ｈ ｅ ａ ｂ ａ
第４ ６卷 第 ３期
２１ ０ ２年 ３ 月
电 力 电子 技 术
Ｐ ｗ ｒＥ ｅ ｔ ｎ ｃ ｏ ｅ ｌ ｃｒ ｉｓ ｏ
Ｖｏ ．６．Ｎｏ３ １ ４ ．
Ｍａ ｃ ０ ２ ｒｈ２ １
基于 ８ Ｃ ９ Ｋ ０ １６ Ｃ的软开关型脉冲 ＭＩ Ｇ焊机的研究
陈 涛 ，陈克 选 ，李 述 辉
流 相 等 ； 基 值 电流 期 间 ， 用 同 样 的方 法 ， 输 在 采 使
能 够 实 现 射 滴 过 渡 、 轴 向性 好 ，适 用 于 全 位 置 焊 接 、 输 入 量 方 便 可 调 以及 焊 接 质 量 好 等 优 点 ， 热 受
到 国 内外 广 大焊 接 工 作 者 的关 注 。 软 开 关 技 术 采
80C196单片机高性能实现之分析_郭继祖
-21-源安全可靠，笔者总结了两种实用、方便的保护317稳压块的方法，供电子爱好者参考：一是在调压电阻R 1上并联保护二极管D 2（如图2所示），用于防止输出短路时，造成317稳压块的内部元件发生反向偏置而损坏317。
从图2可以看出，当输出短路时，输出端电压会立即变为0V，如果没有保护二极管D 2，则调整端电压不可能立即变为0V，这是因为电容C D 是一个储能元件，C D 仅以确定的放电时间常数逐渐放电，这样就会造成317的输出端电压为0V时，但调整端仍然存在短暂的残留正电压，也就是317的调整端与输出端之间会发生短时间的反向偏置，从而导致317稳压块的损坏。
增加保护二极管D 2能够有效地防止此种现象的发生。
二是在317稳压块的输入端与输出端之间并联保护二极管D 1，其主要作用是当317稳压块的输入输出发生反向偏置时，降低反向偏置电压，保护317稳压块使其不致遭到损坏。
需要说明的是：本文所述的如何才能更好地使用317可调稳压块的方法同样适用于负输出可调稳压块337。
其中的合理设置输入输出压差、减小温度对317三端稳压块性能参数的影响两种方法也适用于固定输出三端稳压块。
参考文献[1]户川治朗,何伟仁.实用电源电路设计手册[M].北京:中国计量出版社,1990:23-56.[2]中国集成电路大全编写委员会.集成稳压器与非线性模拟集成电路[M].北京:国防工业出版社,1990:10-36.80C196单片机高性能实现之分析西北民族大学电气工程学院 郭继祖【摘要】本文就80C196系列单片机的突出性能和特点作详细分析，方便熟悉其他系列单片机的用户尽快对80C196有深刻认识，顺利实现向80C196系列单片机的转换。
Intel 公司的单片机系列中，MCS-48系列是最早推出的低挡8位机；1980年推出的MCS-51系列单片机属高档8位机。
1984年，Intel公司研制出16位单片机，即MCS-96系列微控制器，与前两类单片机相比MCS-96系列单片机无论是在硬件上还是在软件上都做了很大的改进。
基于80C196鼠笼式交流异步电动机软启动器的设计
诸 多 因 素 的 影 响 ，造 成 许 多 电 动 机 的 损 ＶＴ１一 ＶＴ６依 次 滞 后 ６ ０。 。 当 触 发 角 改 变 时 ，三 相 相 电压 也 随 之 变 化 。
系 统 采 用 三 相 分 支 双 相 控 制 电 路 ， 可
控 硅 触 发 脉 冲 的产 生 与 移 相 由微 机 控 制输
出 ， 经 过 功 放 电 路 送 到 可 控 硅 的 门 级 ， 速
度给 定 信 号 与速 度 的 反 馈 信 号 的 偏差 作 为
速 度 控 制 器 的 输 入 信 号 ， 而 动 。 当电 动机 从 投入 电网 时 ，电 占 空 比 可 调 的 Ｐ Ｍ 波 电 流 信 号 波 形 ， 通 输 出 信 号 与 电 流 的 反 馈 信 号 的 偏 差 最 为 电 Ｗ 动 机 从 静 止 状 态 升 速 到 达 稳 定 运 行 的 转 过 控 制 晶 闸 管 导 通 角 的 变 化 来 调 节 电 动 机 流 控 制 器 的 输 入 信 号 ， 电 流 控 制 器 的 输 入
机 一般 采 用 定子 串电 抗 启动 、Ｙ一 △启 动 ， 自 耦 变 压 器 启 动 ， 延 边 三 角 形 启． ４种 方 动 法 。 所 有 这 些 还 有 一 个 共 同 的 缺 点 ， 就 是
电 流 幅 值 、 启 动 时 间 不 可 调 节 ， 由 于 这 些
０是 只 用 于 输 入 的 口 ，与 Ａ／ 序 是 ＶＴ 、 ＶＴ 、 ＶＴ ， 触 发 相 序 依 次 滞 后 输 出 口 ， 其 中 Ｐ 别 滞 后 于 ＶＴ， ＶＴ ＶＴ １ ０ ， 这 样 ， 、 、 。 ８ 向 口 ；Ｐ２是 多 功 能 口 ；Ｐ ３和 Ｐ ４可 作 双 向 口 或 系 统 总 线 。６个 ＨＳ 输 出 端 口 ， ４个 输 入 ０
基于80C196KC的蓄电池在线监测仪
可靠工作… 。目 ， １ 前 蓄电池的检测有 电压 测量 法 、 时法 、 安 内阻 法、 综合测量法等ｌ ， ２ 测量方式 有定期 测试 和在线测 试 ， 据客 ］ 根
器采用 Ｌ ２ 一 ， Ｖ ８ Ｐ转换后的信号送往控制板进行采样。
户要求采用了在线综合测试法， 能实时监测各节电池的电压、
维普资讯
２０ ０ ６钜
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉｓｒｍｅ ｔ Ｔ ｃｎｑ ｅ ａ ｄ Ｓ ｎｏ ｎｔ ｕ ｎ ｅｈ ｉｕ ｎ ｅｓｒ
２ｏ ０６
第５ 期
Ｎｏ５ ．
基 于 ８ Ｃ ９ ＫＣ 的蓄 电池在 线 监 测 仪 ０ １６
得较高 的直流 电压 ， 常采用 多个 蓄 电池 串联 方式 工 作。因此 ， 在工作 过程 中， 应对串联工作的各个 蓄电池 的工作 状态进行 监
测。 以便及时发现故障 ， 更换有 问题 的单个 蓄电池 ， 确保 系统的
过 电压互感器 转换后 ， 送入控制板采样 。电流信号也 经 电流互 感器转换 。实 际应 用 中电 流互感 器 采用 Ｌ ２ 一 Ｐ 电压 互感 Ａ８ Ｎ ，
ｄ ｔｉ ｅａｌ ．
Ｋｅ ｏ ｄ ：ｂ ｔ ｒ ； ｃｏ ｏ ｔ ｌ ｒ ｏ －ｉｅ ｓ ｐ ｒｉ ｎ ｄ ｍｅ ｓ ｒ ｇ ｙ ｗ ｒ ｓ ａｔｙ ｍＪｒｃ ｎｒ ｌ ； ｎ ｌ ｕ ｖｓ ｇ ａ ａ ｕ ｉ ｅ ｏｅ ｎ ｅ ｉ 几百 Ｖ 每节电 ，
蓄电池 电压 、 内阻 ， 合 给 出电池状 态 信 息 ， 供整 组 活化 功 综 提
电流和 内阻 ， 根据综 合判据 判 断蓄 电池 的性 能 ， 实现 了 自动巡
Ｅｌ
回检测 、 手动测试 、 定期放 电监测及 活化功 能 ， 有故障信 息的 具
(完整版)晶闸管可控整流技术直流电机调速系统设计
目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1。
2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介 (1)1。
3 课题设计要求 (1)1.4 课题主要内容 (2)2 主电路设计 (3)2.1 总体设计思路 (3)2.2 系统结构框图 (3)2。
3 系统工作原理 (4)2。
4 对触发脉冲的要求 (5)3 主电路元件选择 (6)3.1 晶闸管的选型 (6)4 整流变压器额定参数计算 (7)4。
1 二次相电压U2 (7)4.2 一次与二次额定电流及容量计算 (8)5 触发电路的设计 (10)6 保护电路的设计 (12)6.1 过电压的产生及过电压保护 (13)6。
2 过电流保护 (13)7 缓冲电路的设计 (14)8 总结 (17)1 绪论1.1 课题背景当今,自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展，而自动调速控制系统的应用在现代化生产中起着尤为重要的作用，直流调速系统是自动控制系统的主要形式.由可控硅整流装置供给可调电压的直流调速系统（简称KZ—D系统）和旋转变流机组及其它静止变流装置相比，不仅在经济性和可靠性上有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
可控硅虽然有许多优点,但是它承受过电压和过电流的能力较差，很短时间的过电压和过电流就会把器件损坏。
为了使器件能够可靠地长期运行,必须针对过电压和过电流发生的原因采用恰当的保护措施.为此，在变压器二次侧并联电阻和电容构成交流侧过电压保护;在直流负载侧并联电阻和电容构成直流侧过电压保护;在可控硅两端并联电阻和电容构成可控硅关断过电压保护；并把快速熔断器直接与可控硅串联，对可控硅起过流保护作用。
随着电力电子器件的大力发展，该方面的用途越来越广泛.由于电力电子装置的电能变换效率高，完成相同的工作任务可以比传统方法节约电能10%~40％，因此它是一项节能技术，整流技术就是其中很重要的一个环节.1.2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介该系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路，采用同步信号为锯齿波的触发电路，本触发电路分成三个基本环节：同步电压形成、移相控制、脉冲形成和输出。
基于80C196MC单片机的正弦脉冲宽度调制变频调速系统
基于80C196MC单片机的正弦脉冲宽度调制变频调速系统张建辉;许莹莹
【期刊名称】《苏州科技学院学报（工程技术版）》
【年(卷),期】2006(019)004
【摘要】设计了一种以80C196MC单片机为控制器,以智能功率模块IPM为开关器件的变频调速系统.80C196MC单片机作为整个变频调速系统的核心,通过软件编程,产生正弦脉冲宽度调制波形来控制绝缘栅双极晶体管的导通和关断,从而达到控制异步电动机转速的目的.实验结果表明,该系统稳定度高,调速范围宽,谐波含量小,具有较强的实用价值.
【总页数】4页(P67-70)
【作者】张建辉;许莹莹
【作者单位】华东交通大学,电气与电子工程学院,江西,南昌,330013;华东交通大学,电气与电子工程学院,江西,南昌,330013
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.80C196MC单片机控制的双PWM变频调速系统 [J], 王满堂;马志源
2.基于脉冲宽度调制技术的变频调速系统研究 [J], 王建清;吕晶;王建平
3.80C196MC单片机及富士IPM-7MBP50RA060在自动门变频调速系统中的应用 [J], 马高印;王福忠;赵新杰
4.采用80C196MC单片机实现的变频调速系统 [J], 齐英鑫
5.基于80C196MC的异步电动机变频调速系统的硬件设计 [J], 熊桂云
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基于80C196KC微控制器的晶闸管整流装置数字控制器的设计
0 引 言
冶金、化工、电力行业中广泛采用了晶闸管可控整流装置。在这些装置中通过控制晶闸管的导通角来
改变电压或电流，并实现稳流控制。这类装置大多采用模拟装置来实现触发和稳流，其硬件电路复杂，调
试困难，不适应现代迅速发展并大量采用的集散型控制系统（简称DCS）的需要。我国现有的数字触发装
置大多采用51系列单片机构成，由于受51系列单片机的运行速度和性能的限制，无法将三相同步信号都
检测出来，运算速度也不够快，因此，控制精度和实时性均不理想，同内还没有性能很可靠的产品。本文
介绍的数字触发装置采用先进的微控制器80C196KC构成。80C196KC运行速度快（比51系列产品快近十倍），
而且它的一些功能对于构成数字触发装置非常实用。第一，它拥有的六个高速输出口刚好用来发生整流装
置所需要的六相触发脉冲,电流反馈、PID控制及触发脉冲的移相由软件来实现，不需要其他移相电路，从
而大大简化了硬件电路；第二，它的两个高速口，可以将三相同步信号都检测出来。而已有的基于51系列
单片机的数字触发装置只采用了单相或两相同步，其它相是依靠推算来确定同步信号到来的时间，所以控
制精度和控制的实时性都不够理想。基于80C196KC微控制器的系统克服了已有系统的不足，大大改善了系
统的整体性能。
1 系统结构
80C196KC单片微控制器控制的晶闸管可控整流系统框图如图1所示。图中虚线框内为单片机所完成的
工作。
(1) CPU主电路
由80C196KC为主组成的CPU电路包括程序存储器（EPROM）电路数据存储器（RAM）电路、总线及读写
控制电路以及CPU的时钟电路、复位电路等，在此不再详述。
(2) 同步信号电路
80C196KC的四个高速输入／高速输出复用口中的两个用作输出口后，就只剩下两个高速输入口可用来
作同步信号检测。也就是说，用高速输入口只能检测到两相同步信号。利用80C196KC的新功能，可以检测
剩下的一相同步信号。80C196KC的计时器T2可采用内部时钟即与T1为同一时钟，同时T2信号捕获口可
将信号的上升沿发生时间记录下来。利用这项功能可将另一相同步信号检测出来。
同步信号的获取是将Uab、Ubc、Uca三路线电压经过光电隔离、滤波整形，获得三路同步脉冲。将其
中两路脉冲送到80C196KC的高速输入口，高速输入口将这两路信号的正、负跳变的发生及发生时间记录在
HIS的FIFO队列寄存器中。由于T2捕获口只能捕获信号的上升沿发生时间，所以另一路同步信号需同时
两个单稳触发器处理，分别将信号的上升沿和下降沿都转化为一个上跳变信号后送到T2信号捕获口，该口
将信号发生的时间记录在T2CAPTURE寄存器中，经CPU识别相序后，根据控制要求将相应的触发脉冲的发
生及发生时间写入高速输出口的保持寄存器中，在触发时间到来后，高速输出口会自动产生6路触发脉冲，
而无需CPU的干涉。
(3) A／D采样电路
80C196KC有内嵌的10位A／D转换器，但10位的A／D转换器的精度只有千分之一,不能满足该系统
的要求。虽然可以通过外接一些高精度的电阻来完成12位的A／D转换,但其可靠程度仍然不高。所以，本
系统采用外接的12位A／D转换器AD1674。在AD1674与80C196连接时，其时序匹配问题需要注意。当采
用16MHz的时钟源时，80C196KC的时钟周期只有125ns，而AD1674的运行速度相对而言比较慢，其使能信
号、片选信号及读／转换信号的有效宽度都在300ns以上，为了使它们的时序匹配，要将AD1674的片选信
号与80C196的就绪控制端READY相连，并在80C196KC的芯片控制字CCR中写入等待周期,得CPU在对AD1
674进行操作时加上等待周期，从而两者时序相匹配。在此系统中需要转换的信号有给定和反馈电流，单
片机通过控制一模拟开关选择需要转换的多路信号中的一个。
(4) 键盘控制与显示电路
为了进行人机对话，实现系统的在线控制，并将电流反馈值实时显示出来，采用专用的8279接口芯片，
配6位LED显示器。需要改变一些设定值时，可以通过按键来实现。当CPU接受到有键按下的信息后，就
转出相应的处理程序。电流反馈值也在LED上实时显示出来。
(5) 隔离驱动电路
从80C196KC的高速输出口输出的六相脉冲需要经过隔离、放大后输出才能驱动晶闸管。在此不再详述。
2 软件技术
系统软件由一个主程序和两个中断子程序组成。主程序框图见图2。
(1) 数字触发大多应用在大功率条件下，其工作电流达十万安培，因此，系统初始化后，为了减小启
动电流对设备及电网的影响，应将工作电流从零逐步增加至给定电流（开环状态下）。系统启动的软件模
块就是完成该工作。
(2) 开HSI和T2捕获中断中断后，系统允许处理HSI和T2捕获中断，得到所需要的同步信号的信息。
要让HSO的引脚上输出要求的触发脉冲，应在HSO－CAM中写入脉冲的上升沿时间和下降沿时间，该系统采
用双窄脉冲触发，脉冲宽度为18度。HSO－CAM中可同时保存八个事件，每次同步信号到来时，只需向其
中写入两个事件，而每个同步信号相距约60度，触发角度在0～120度，因此,在第四个同步信号到来之前,
HSO－C AM中的事件最少已经发生了两个，因此，事件可以及时写入。在HIS中断程序中，先将同步信号
到来的状态（正跳变还是负跳变）和时间读出来，再向HSO－CAM中写入相应的事件；而在T2捕获中断程
序中，还需先判断相序。
(3) 待机状态是80C196系列产品的一种特殊的节电工作方式。在这种方式下，CPU停止工作，CPU时
钟被冻结在逻辑零状态，但外设时钟继续工作。当中断信号到来时 ,CPU退出待机工作方式，进入中断服
务程序。中断服务程序的返回地址为键盘查询,之后进入采样程序模块，这样一来，就保证了在两次同步信
号之间进行一次采样和PID计算。
3 结 论
采用80C196KC构成的该系统由于其运算速度很快，采样、PID运算及显示全部程序可在两次同步信号
之间完成（本文所涉及的该段程序全部运行只需2．5ms左右），而且每个同步信号均被采集到了。因此，
每次同步信号到来之后，在中断程序中都可按最新的电流反馈数据改写触发脉冲发生的时间，所以，该系
统的控制精度和实时性几乎可以与模拟系统相比。
参考文献
1 孙涵芳．INTEL16位单片机．北京：北京航空航天大学出版社，1995
2 喻方平，罗薇．MCS－96系列单片机L／M语言编程及系统设计与调试．北京：电子工业出版社，1998
3 王福瑞．单片微机测控系统设计大全．北京：北京航空航天大学出版社，1998