具有多种输出模式微弧氧化电源的单片机控制系统

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DSC控制的多输出方式微弧氧化电源研制

ｖｌｇｏｒｅｎｗｏＩＴｃｏｐｒ，ｈｕｌｂｉｇＧＢｎｅｔｒｃｒｕｔｉａｏｔｄｔｅｕｅｔｅｖｌｍｅａｄｔｏｔｅｓｕｃｓａｄｔＧＢｈｐｅｓｔｅｆｌｒｅＩＴｉｖｒｉｃｉｓｄｐｅｒｄｃｈｏｕｎｏａｄｅｏｉｒｖｆｃｅｃｎｔｅｖｌｇｏｒｅｔｅｖｒｂｅｏｔｕｖｆｒｒｂａｎｄｂｈｗｈｐｅｈｃｏ－ｍｐｏｅｅｆｉｎｙｉｏｔｅｓｕｃｓ，ｈａｉｌｕｐｔｗａｅｏｍｓａｅｏｔｉｅｙｔｅｔｏｃｏｐｒｗｉｈｃｎｉｈａａｓｎｃｈｏｉｖｒｎｇｔｅｖｌｇｏｒｅｄｒｅｉｒｐｒｌｇｃｓｑｅｃ．ｈｏｔｏｙｔｍｓｄｓｇｅｔｅｔｔｅｐｓｔｅｏｅａｉｏｔｅｓｕｃｅｖｄｗｔａｐｏｅｏｉｅｕｎｅＴｅｃｎｒｌｓｓｉｖａｉｈｅｉｅｉｎｄｗｉｈ
第４卷第９期６
电力电子技术
ＰｏｒＥｌｃｒｎｃｗｅｅｔｏ
２１０２年９月
Ｓｐｅｅ０２ｅｔｍｂｒ２１
ＤＣＳ控制的多输出方式微弧氧化电源研制
田明辉，马跃洲，马颖，杨亮
输出方式。工艺实验结果表明，除直流方式仅能用于阳极氧化外，他４种方式均可进行镁合金ＭＯ．中带其Ａ其
放电回路的脉冲方式综合效果最优。关键词：电源；微弧氧化；控制系统

微弧氧化脉冲电源的研究

微弧氧化脉冲电源的研究作者：张锐来源：《价值工程》2013年第14期摘要：本文首先介绍了微弧氧化技术，结合微弧氧化技术的特点，对微弧氧化电源主电路的设计进行了详细的介绍，提出了微弧氧化电源的设计要求。

通过晶闸管调压电路来调节输出电压大小，主电路采用调压电路和逆变电路结合的方式。

Abstract： This paper first introduces the micro-arc oxidation technology. Combined with the characteristics of micro-arc oxidation technology， it presents the design of the main circuit of micro-arc oxidation power， and puts forward the design requirement of micro-arc oxidation power supply. It regulates the pressure the output voltage by thyristor voltage regulator circuit， and the main circuit uses a combination of voltage regulator circuit and inverter circuit.关键词：微弧氧化；整流；逆变Key words： micro-arc oxidation；rectifier；inverter中图分类号：TM919 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）14-0053-020 引言从日常生活到最尖端的科技，都离不开电源技术的参与和支持，我国金属表面处理用电力半导体电源行业，电源技术正是在这种环境中一步步发展起来，随着电力半导体器件品种和技术水平的不断提高，应用行业包括电镀、铝合金型材表面氧化、电子铝箔腐蚀等，金属表面处理用电力半导体整流电源的品种越来越多[1，2]。

单片机最小系统电路工作原理

单片机最小系统电路工作原理单片机是一种集成电路，它包含了中央处理器、存储器、输入输出接口以及定时器等功能模块。

而单片机最小系统电路则是指由外部晶振、电源和复位电路构成的最基本的单片机电路。

下面将详细介绍单片机最小系统电路的工作原理。

单片机最小系统电路主要由晶振、电源和复位电路组成。

其中晶振是单片机的时钟源，电源为单片机提供工作电压，而复位电路则用于初始化单片机。

晶振是单片机最小系统电路的核心部分。

晶振通过振荡频率来产生时钟信号，控制单片机的工作节奏。

晶振一般由晶振管脚和两个电容组成。

当电源接通后，晶振开始振荡，产生一定频率的时钟信号。

这个时钟信号会通过时钟输入管脚输入到单片机内部，控制其工作状态。

晶振的频率决定了单片机的工作速度，一般常用的频率有4MHz、8MHz等。

电源是单片机最小系统电路的供电部分。

单片机需要稳定的电压来正常工作，常用的电源电压为5V。

电源电压通过电源引脚接入单片机，提供工作所需的电流。

同时，电源电压还需要进行滤波和稳压处理，以保证电压的稳定性。

电源的质量直接影响到单片机的工作稳定性，因此在设计电源时需要特别注意。

复位电路用于初始化单片机。

当单片机上电时，复位电路会将单片机的内部寄存器清零，使其进入初始状态。

复位电路主要包括复位电路芯片和复位电路元件。

复位电路芯片是一个专门用来产生复位信号的集成电路芯片，它可以检测电源电压的变化，并在电源电压稳定后产生一个复位信号。

而复位电路元件则用于对复位信号进行处理和分配，确保单片机的各个部分都能正常复位。

在单片机最小系统电路中，晶振、电源和复位电路相互协作，使单片机能够正常工作。

晶振提供稳定的时钟信号，控制单片机的节奏；电源为单片机提供工作电压，确保其正常运行；复位电路用于初始化单片机，使其进入初始状态。

三者共同构成了单片机最小系统电路，为单片机的正常工作提供了必要的支持。

单片机最小系统电路是单片机工作的基础，它由晶振、电源和复位电路构成。

单片机的swo接口电路

单片机的swo接口电路单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器和各种输入/输出设备的集成电路。

它被广泛应用于各种电子设备和系统中，如家用电器、汽车电子、工业控制等领域。

其中，单片机的SWO（Serial Wire Output）接口电路是其重要的一部分。

SWO接口是一种用于调试和性能分析的串行调试接口。

它可以通过单根线路传输调试信息，包括程序计数器、寄存器值、变量值等。

这对于开发人员来说是非常有用的，因为它可以帮助他们更快地发现和解决程序中的问题。

SWO接口电路通常由以下几个部分组成：1. 单片机芯片，作为整个系统的核心部分，单片机芯片包含了CPU、存储器、外设等。

在SWO接口电路中，单片机芯片需要支持SWO功能，并且需要有相应的引脚用于连接SWO线路。

2. 调试模块，这是用于连接单片机芯片和开发工具的模块，通常包括调试接口、调试软件等。

调试模块可以将调试信息通过SWO 线路发送到开发工具，从而实现调试和性能分析的功能。

3. 连接线路，连接单片机芯片和调试模块的线路，通常是一根细小的线路，用于传输调试信息。

这个线路需要保持良好的信号完整性，以确保调试信息的准确传输。

设计和实现SWO接口电路需要考虑诸多因素，包括信号完整性、电磁兼容性、功耗等。

同时，开发人员还需要根据具体的单片机和调试工具的特性来进行相应的调试和验证工作，以确保SWO接口电路能够稳定可靠地工作。

总的来说，SWO接口电路是单片机系统中的重要组成部分，它为开发人员提供了强大的调试和性能分析功能。

通过合理的设计和实现，SWO接口电路可以帮助开发人员更快地发现和解决问题，提高单片机系统的可靠性和稳定性。

单片机控制三相pwm产生器的逆变电源设计

单片机控制三相pwm产生器的逆变电源设计
单片机控制三相PWM产生器逆变电源设计的主要步骤如下：
1. 确定系统需求：确定逆变电源的输入电压、输出电压和输出功率等参数。

2. 选取逆变电路拓扑结构：根据系统需求和应用场景选择逆变电路的拓扑结构，常见的有全桥逆变电路、半桥逆变电路等。

3. 设计逆变器电路：根据所选拓扑结构设计逆变器电路，包括功率开关器件（如MOSFET、IGBT等）、滤波电路（如输出滤波电感、滤波电容等）以及保护电路等。

4. 设计PWM控制器电路：根据系统需求，选取适当的单片机作为PWM控制器，并设计相应的控制电路，如电源电压检测电路、电流传感器电路等。

5. 编写单片机程序：根据控制策略和PWM控制器的特性编写单片机程序，实现对逆变器的控制。

6. 调试和验证：完成硬件电路和软件程序的设计后进行调试和验证，确保逆变电源能按照设计要求正常工作。

需要注意的是，在设计过程中需要考虑电路的稳定性、效率、保护和可靠性等因素，并进行必要的电路仿真和实验验证。

基于单片机的SPWM逆变电源设计

06 结论与展望
研究成果总结
成功实现了基于单片机的SPWM逆变电源设计，具有高效率、高稳定性、低成本等优点。
采用了先进的控制算法，实现了对输出电压和电流的精确控制，提高了电源的性能。
实验结果表明，该设计在各种负载条件下均能保持稳定的输出，满足实际应用需求。
未来研究方向与展望
进一步优化控制算法，提高电源的动态响应和稳定性。
选择一款具有高速处理能力和丰富外设接口的单片机，如STM32F103系列。
硬件配置
根据设计需求，配置单片机所需的件设计
电源电路
设计电源电路，为单片机和其他电路提供稳定的电源。
驱动电路
设计驱动电路，用于驱动逆变器开关管。
采样电路
设计采样电路，用于采集逆变器输出电压和电流等信号。
单片机技术的普及
单片机作为一种集控制、运算、存储等功能于一体的微处理器，被广泛应用于各种电子设备中。
SPWM逆变电源概述
SPWM逆变电源的基本原理
01
通过控制开关的占空比，使得输出电压或电流的脉冲宽度按正
弦规律分布，从而得到类似正弦波的输出波形。
SPWM逆变电源的特点
02
输出波形质量高、谐波含量低、动态响应快、易于数字化实现
等。
SPWM逆变电源的应用
03
在电机控制、不间断电源、有源滤波器等领域具有广泛的应用。
02 SPWM逆变电源原理
SPWM技术原理
SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）技术是一种模拟正弦波的脉冲宽度调制技术，通过改变脉冲宽度来模拟正弦波的幅值。
SPWM技术广泛应用于逆变电源、电机控制等领域，具有高精度、高效率、低谐波等优点。

单片机的电源电路工作原理

单片机的电源电路工作原理
单片机的电源电路主要由电源的输入和滤波、稳压、调节等部分组成，其工作原理如下：
1. 输入电源：单片机通常使用直流电源供电，一般情况下使用稳定、纹波低的电源，如电池或直流稳压器。

2. 滤波器：为了去除电源输入中的纹波干扰，需要在电源输入端使用滤波电路。

滤波电路通常由电容、电感和电阻组成，可以通过将纹波滤除来保证电源的稳定性。

3. 稳压器：由于电源的电压波动会对单片机的正常工作产生影响，需要使用稳压器来保持稳定的电压输出。

稳压器一般分为线性稳压器和开关稳压器两种类型。

线性稳压器通过不间断地调整输出电压来保持稳定性，而开关稳压器则将输入电压转换成高频脉冲，并经过滤波得到稳定的输出。

4. 调节电路：为了保证单片机系统在不同的工作状态下能够正常工作，需要使用调节电路来进行电压的调节或切换。

调节电路一般由集成电路和外部元器件组成，通过控制开关或调整电阻来实现电压的调节。

总之，单片机的电源电路通过对输入电源进行滤波、稳压和调节等处理，确保单片机系统能够正常工作，并提供稳定的电源供应。

微弧氧化电源IGBT驱动和保护研究

动模块２Ｄ１Ａ进行了原理、用等方面的介绍。Ｓ３５应－ｊ √
关键词：微弧氧化；Ｂ；ＩＴ驱动电路；Ｓ３５Ｇ２Ｄ１Ａ
００尊
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中圈分类号：（９Ｔ．９
。
文＿识码；献标Ａ
文章编号：翟譬９１
ａｐｉａｉｎｆｒｉｇｍｏｕｅ２Ｄ３５ｄｖｌｐｄｂＯＮＣＴｒｃｎｌ，ｉｈｉｓｅｉｌｏｒｉｇｈｇ — ｗｅＧＢＴｐｌｔｓｏｉｎｄｌＳ１ＡｅｅｏｅｙＣｃｏｄｖＥＰｅｅｔｗｈｃｓｐｃａｙｆｒｉｎｉｈｐｙｌｄｖｏｒＩ．
ａｄｔｅｐｍａｙｒａｏｆｃｕｉｇｆｉｒａｄｇｖｓｓｖｒｌｍｅｓｒｓａｏｔｐｏｅｔｇＩＢａｓｔｉｔｏｕｅｈｒｎｉｌｓａｄｎｈｒｒｅｓｎｏａｓａｌｅ，ｎｉｅｅｅａａｕｅｂｕｒｔｃｉＧＴ，ｌｏｉｎｒｄｃｓｔｅｐｃｐｅｎｉｎｕｎｉ
维普资讯
第３６卷第１Ｏ期２Ｏ０６年１０月
重晖俄
ＥｅｔｃＷｅｄｎｃｉｅｌｃｒｌｉｇＭａｈｎｉ
Ｖｏ＿６Ｎｏ１ｌ．Ｏ３Ｏｃ２ｏｔｏ６
徽菰氧纯电源ｉＴ驱动和裸护ＢＧ
ＲｅｅｒｈｏＧＢＴｉｉｇａｏｅｔｏｎＡＯｏｃｑｐｅｔｓａｃｆＩｄｒｖｎｎｄｐｒｔｃｉｎｉＭｓｕｒｅｅｕｉｍｎ

基于单片机的自动增氧控制器设计

基于单片机的自动增氧控制器设计浙江海洋学院机电工程学院俞红杰单海校中国人民解放军第4806工厂蒋炼强摘要介绍了一种基于AT89C51单片机控制的自动增氧控制器。

它可以通过键盘操作实现对数据采集、显示及控制等功能,系统软件采用汇编语言编写,在软件设计中,采用了数字技术消除干扰,提高了抗干扰能力。

该控制器具有操作方便、准确、体积小、经济、抗干扰能力强的特点。

关键词单片机增氧机自动控制基金项目:浙江海洋学院科研资助项目(X03L16))1系统功能描述自动增氧控制器是一种随时检测水中溶解氧并根据氧气浓度自动控制增氧机的装置。

它采用极谱型复膜氧电极作为溶氧传感器,以AT89C51单片机作为检测和控制核心,采用可控硅和光电耦合器控制增氧机和报警等电路。

系统结构如图1所示。

图1系统结构示意图2硬件设计2.1总体结构自动增氧控制系统由单片机控制电路、信号处理电路、控制电路、键盘输入及显示电路、声光报警电路和增氧机工作状态检测电路等部分组成,系统硬件电路框图如图2。

图2系统硬件电路框图2.2信号采集电路信号采集电路由溶氧传感器、温度传感器和A/D转换器组成。

氧探头和温度探头转换的信号较弱,进行A/D转换前先用放大器进行放大处理。

利用ADC0809转换器8通道可实现水中溶解氧和温度等多个参数的多路信号采集和转换。

为防止输出电压过大损害A/D转换器,进行模数转换前应加限幅保护电路,使其输出电压在0~5V。

2.3单片机控制电路由于采集到的信号是连续变化的模拟量,不能被单片机直接处理,所以,必须把这些模拟量转换成数字量后才能够输入到单片机中进行处理,这里选用了经济实用的ADC0809来完成模数转换。

ADC0809与AT89C51的连接如图3所示。

图3AT89C51与ADC0809的连接图虽然本设计中只用了通道I N0和I N1,但是为了方便以后的扩展,地址选择线ABC接到了地址总线的低3位。

ADC0809片内具有三态输出锁存缓冲器,可直接与单片机的数据总线相连,这里将它的数据输出口直接与单片机的数据总线P0口相连,AT89C51的P0口作为数据总线,又作为低8位地址总线。

钛合金微弧氧化脉冲电源

钛合金微弧氧化脉冲电源
钛合金微弧氧化脉冲电源是一种用于钛合金微弧氧化工艺的电源设备。

钛合金微弧氧化是一种通过在钛合金表面产生微弧放电来形成氧化层的工艺，可以改善钛合金的耐磨、耐腐蚀和耐热性能。

钛合金微弧氧化脉冲电源的作用是提供稳定的脉冲电流用于产生微弧放电。

脉冲电流具有高峰值电流和短脉冲宽度的特点，可以有效控制微弧放电的能量和时间，从而控制氧化层的形成和性能。

钛合金微弧氧化脉冲电源通常包括高频逆变器、变压器和输出电极等组成部分。

通过调整电源参数，如脉冲频率、幅度和宽度，可以实现对氧化层形成过程的精确控制，从而得到理想的氧化层性能。

此外，钛合金微弧氧化脉冲电源还可以具备保护功能，如过流保护、过压保护和过热保护等，确保设备和操作人员的安全。

总之，钛合金微弧氧化脉冲电源是实现钛合金微弧氧化工艺的关键设备，通过提供稳定的脉冲电流，并具备保护功能，可以有效控制钛合金表面的氧化层形成和性能，提高钛合金的功能性能和应用价值。

基于80C196KC的大功率微弧氧化电源控制系统的研究_陈克选

文章编号:1673-5196(2006)03-0014-04基于80C196KC的大功率微弧氧化电源控制系统的研究陈克选,刘纪周,李春旭,李鹤岐,赵介勇(兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州730050)摘要:针对镁合金表面处理对参数调节和效率的要求,研制了大功率微弧氧化电源控制系统,该系统以80C196K C 为核心,对整个系统的动作程序和工艺参数进行控制,电源实现了双向不对称脉冲输出和在大电流、高电压工况下主要参数的一定范围调节.硬件电路与软件设计中采用有效的抗干扰措施,使整个控制系统稳定、可靠.实验结果表明,该系统可以满足微弧氧化工艺的要求,实现微弧氧化的自动化.关键词:微弧氧化电源;80C196KC;双向不对称脉冲中图分类号:T G174.442文献标识码:AInvestigation of control system of80C196KC-basedhigh-power supply for microarc oxidationCHEN Ke-xuan,LIU J-i zhou,LI Chun-xu,LI He-qi,ZH AO Jie-yong(College of M aterials Science and Engineerin g,Lanzhou Un iv.of T ech.,L anz hou730050,Ch ina)Abstract:Aimed at the requirement o f prim ar y parameter adjusting and efficiency in the pr ocess of mag-nesium allo y surface treatment,a contr ol sy stem of hig h-pow er supply for m icroarc ox idatio n w as deve-l o ped.M onolithic co mputer80C196KC w as ado pted as the kernel of this co ntro lling sy stem to control sys-tem operation and processing parameters during the m icroarc oxidation.With this high-pow er supply,tw o-w ay asy mmetric pulse output,prim ary parameter s could be continuously adjusted w ithin a g iv en rang e in the condition of hig h current and high v oltag e mode.Some effective ant-i interference m easures w ere ap-plied in hardw are circuit and softw are prog ram designing,making the controlling system steady and relia-ble.The exper im ental result show ed that the r equirement o f m icroarc ox idatio n processing could be met w ith this system.T he autom ation o f micro ar c oxidation w as realized.Key words:pow er supply for micro arc o xidation;80C196KC;tw o-w ay asym metr ic pulse微弧氧化(Microarc Ox idation,简称M AO)又称微等离子体氧化或阳极火花沉积,是一种在有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术[1].该技术利用微等离子体和电化学原理,使材料表面产生微区弧光放电,在热力学、电化学和等离子体共同作用下,原位生长陶瓷层,氧化生成的保护膜可达300L m,最高显微硬度超过H V3000,绝缘电阻大于100M8.与基体结合力强,尺寸变化小,使铝、镁合金耐磨损、耐腐蚀、耐热冲击且绝缘性能得到极大改善[2],MAO处理过程中受到电参数、溶液成分、处理温度等诸多因素的影响,进而影响到陶瓷层的性收稿日期:2005-09-16作者简介:陈克选(1962-),男,山西临猗人,博士,副教授.能.根据所形成的工艺条件和应用领域的不同,该陶瓷层能明显提高基体材料的物理性能.该技术在航空、航天、机械、电子、装饰等领域有着广泛的应用前景.微弧氧化电源是保证微弧氧化工艺的关键环节之一,其主要功能是在微弧氧化处理过程中,产生脉冲电场以及实现对过程参数的自动检测和控制.目前微弧氧化采用的电源模式以直流电和工频正弦交流电较为普遍[3].随着微等离子体表面处理技术的发展,对表面处理工艺所使用的电源也提出了许多新的要求.这些新工艺往往对电源的输出波形有特殊要求,且在高电压、大电流的大功率输出工况下,要求电源的主要参数能够随着工艺过程的进展大范第32卷第3期2006年6月兰州理工大学学报Jo ur nal of L anzho u U niv ersity of T echno lo gyVo l.32No.3Jun.2006围地连续调节,这不仅给电源主电路的设计带来了难度,同时对电源的控制系统设计也提出了更高的要求.采用高性能的单片机或DSP (数字信号处理器)构成其控制系统是今后发展的趋势.结合实际,本文介绍了一种基于80C196KC 的电源控制器设计和实现的方法.1 电源主电路组成微弧氧化电源的主电路由变压器升降压(两路输出)、可控硅整流、电感电容滤波、IGBT 斩波变换器4部分组成.电源的前级为:380V 三相交流电经工频变压器升降压后的两路输出送至三相半控整流桥,经电感、电容滤波后,获得正负两路电压连续可调的大功率直流电源,以满足后级斩波电路的需要.电源的后级是由IGBT 所构成的斩波器,斩波电路的拓扑结构如图1所示.图1 微弧氧化电源斩波电路Fig.1 Chopper circuit of power supply for microarcoxidation其工作原理为:在控制脉冲的作用下首先驱动Q 1、Q 4对正电源V P 进行斩波,输出一定脉冲个数后关断正脉冲,延时一定时间再驱动Q 2、Q 3对负电源V N 进行斩波,输出一定脉冲后关断负脉冲,延时一定时间后再切换到正电源进行斩波,如此循环下去,在负载上就可得到工艺所要求的双向不对称交流方波电压波形,满足微弧氧化工艺要求.2 控制系统控制系统主要以高性能80C196KC 16位单片机为核心,对微弧氧化动作程序和工艺参数进行控制,实现微弧氧化的自动化.控制系统框图如图2所示.主要由以下几部分组成.2.1 单片机最小系统单片机最小系统由单片机80C196KC 、复位电路、时钟电路、外部程序存储器28C64和数据存储器6264等组成.复位电路采用MAX705监控芯片,它可以输出宽度高达200m s 的低电平复位脉冲,足以保证80C196KC 的可靠复位,另外,它还有电压监测以及看门狗的功能;在外部扩展了一片电可擦除图2 控制系统结构框图Fig.2 Block diagram of control system存储器28C64,用来存放程序,这样做还可以抛开仿真器,通过反复写入调试程序的办法来开发系统程序,节省了硬件投资;系统中还外扩了一片RAM (6264),以供调试时存放采集到的工艺参数.2.2 参数预置与显示电路系统预置参数为脉冲频率、占空比和正负脉冲个数,参数给定是通过电位器来调节的.单片机的A/D 转换通道ACH 0~ACH 3从4个多圈精密电位器采样到0~5V 的电压信号,转换成0~1023的数字量,在单片机内部进行相应的处理后,将各个给定参数存入内存并显示出来.操作人员可以方便地进行最佳参数的调节.显示电路采用MAX7219来实现.MA X7219是一个专用的LED 显示驱动器,采用3线串行接口传送数据,它的内部有8字节静态显示RAM 和6个特殊功能寄存器,它们是可寻址的,即可以有选择地任意写入[4].M AX7219采用串行寻址方式,在传送的串行数据中包含有RAM 地址,以动态扫描方式进行显示.另外M AX7219可以非常方便的实现级联,将前一片的DOUT 接到后一片DIN 上(如同多片74LS164),各片的CLK 、LOAD 分别并接.与单片机接口时,只需3位控制线即可进行多片M AX7219的控制.每片M AX7219可以驱动8位LED,级联一片MAX7219即可同时显示4个4位数参数.2.3 脉冲电路由于微弧氧化工艺要求的特殊性(脉冲频率、占空比、正负脉冲个数各参数在一定范围内连续可调),给驱动IGBT 的控制脉冲的设计提出了较高要求.80C196KC 中的高速输出器H SO 用于按程序设定时间去触发某一事件,由于要求CPU 的开销极#15#第3期陈克选等:基于80C196K C 的大功率微弧氧化电源控制系统的研究少,故速度很高[5].被触发的事件包括:复位定时器T2,接通多达6根输出线(H SO.0~H SO.5)等.同一时刻可以挂号8个事件.程序设计非常简单,只需把命令和预定触发时间写入CAM (按内容寻址存储器)即可.写入一条命令的一般格式是:LDB H SO -COM MA ND,#w hat -to -do ADD H SO -TIM E,T IMER1,#w hen -to -do -it 因此,可以利用H SO 输出满足设计要求的两路脉冲,利用定时器T 2作为H SO 的时间基准,且定时器T2采用内部时钟,让输出的脉冲周期等于T2的复位周期,在设计脉冲程序中,周期时间常数与频率存在下面关系(若用12MH z 晶振):N T =750000/f(1) 占空比时间常数:N D =N T D(2)程序设计中采用定时器T 2作为H SO 的时间参考基准.写入占空比时间常数同时写入一条让高速输出口置低的命令,写入周期时间常数的同时写入一条使高速输出口置高的命令,并写入一条复位定时器T2的命令,这样通过改变N T 和N D 的值就可输出频率和占空比可调的脉冲,斩波子程序流程图如图3所示.在命令中设置CAM 锁定位(H SO_COM MM AND.7=1),可以使该命令保持在CA M 中,为了从CAM 中清除被锁定的事件,可以向CAM 清除位IOC2.7写入1,除了集成有高速输出口外,80C196KC 还集成了高速输入口,可以记录某一事件发生的时间,时间基准由定时器T 1提供,共可记录8个时间.H SI 共有4条外部输入引脚H IS.0~H IS.3,每个引脚上产生外部事件的形式可以由事件形式寄存器来选择,设计中将H SO 输出的两路脉冲接到H IS 的两个引脚上,并且把这两个引脚事件形式设置为每次负跳变.通过不断查询H IS 状态寄存器就可以控制输出脉冲的个数.设计中为了避免两路脉冲同时输出,当正脉冲输出时,使产生负图3 斩波程序流程图Fig.3 Software flow chart of chopper program脉冲的输出口置低,正脉冲输出口输出一定个数脉冲后置低,延时一定时间(死区时间)切换至负脉冲输出口后再输出一定个数的负脉冲.这样就可以避免触发IGBT 时发生直通现象,保证设备的安全可靠.2.4 保护电路保护电路主要完成故障信号的检测、输出保护信号及LED 故障显示等功能.在所研制的微弧氧化电源中,设计了过热、IGBT 过流两种综合保护措施,并采取封闭式保护,当有故障发生时,单片机首先判断是否真的出现了故障,以排除误报警,如果真的有以上两种故障之一发生,就彻底封闭IGBT 的输出,并在显示板闪烁显示故障信息.2.5 状态量输入电路状态量输入电路主要是控制系统处于参数调节状态还是处于工作状态.为便于对参数的调节,在设计的过程中保证了只有将确认键按下才能有触发脉冲输出.为了防止一些无用信号对单片机控制系统的干扰,系统设计中采用了光电隔离技术.3 控制系统的抗干扰措施单片机可靠工作是整个微弧氧化过程可靠工作的关键因素之一.但在实际过程中存在许多干扰源,如电流波动、开关通断等,因此抗干扰设计也是一项关键技术.为了有效地抑制干扰,需从硬件和软件两个方面有针对性地采取抗干扰措施[6].硬件抗干扰是设计系统时首选的抗干扰措施,它能有效地抑制干扰源,阻断干扰传播途径.合理地布置与选择有关参数,硬件抗干扰措施就能抑制对系统的绝大部分干扰.在硬件电路设计方面,采用的抗干扰措施有:采用专用的微机电源给单片机系统供电;在每个IC 电路的电源线和地线端加接去耦电容以降低尖峰电流的影响[7];系统中模拟与数字输入、输出通道均采用光耦进行隔离;在PCB 设计方面,时钟脉冲电路配置时靠近CPU,引线短而粗;将数字信号线与模拟信号线分开走线,最后在电源端与地线相连,模拟信号线避免直角走线;地线尽量加粗、加宽,并形成环路等.在硬件抗干扰措施的基础上,软件设计采用数字滤波、冗余指令、/看门狗0等技术,使系统受干扰后能恢复正常运行,或输入信号受干扰后去伪存真,保证系统正常、可靠地运行.4 试验结果在主电路和控制电路硬件设计、制作、安装及软#16# 兰州理工大学学报第32卷件编程完成后,分别进行了空载和负载联机调试.图4为在分压电阻上取得的负载电压波形之一,其频率为300H z 、占空比20%、负脉冲2个、正脉冲10个.可见所设计的微弧氧化电源控制系统能够输出双向不对称方波.IGBT 能够可靠地关断,并且死区时间足够避免IGBT 直通现象的发生,提高了整个系统的可靠性.经对摩托车镁合金轮毂进行微弧氧化工艺试验,已达到产品生产要求.图4 负载电压波形Fig.4 Wavef orm of load voltage5 结论利用文中提出的电路结构和控制方式,微弧氧化电源可以输出不对称的正负向脉冲,而且脉冲宽度和幅度可单独调节,脉冲频率可以在100~1000H z 的较宽范围内调节.占空比可实现10%~90%的调节,因此也可作为直流电源或单向脉冲电源使用.由于使用了耐高压的IGBT,改进了主电路和吸收电路,大大提高了微等离子体氧化工艺脉冲电源的可靠性和使用寿命.通过厂家使用,证明所设计的微弧氧化电源可以在镁合金轮毂表面形成致密的氧化膜,各项指标能达到设计要求.参考文献:[1] 李淑华,程金生,尹玉军.微弧氧化过程中电流和电压变化规律的探讨[J ].特种铸造及有色金属,2001,21(3):4-6.[2] 薛文斌,邓志威,来永春.LY12铝合金微弧氧化的尺寸变化规律[J].中国有色金属学报,1997,17(3):140-143.[3] 张文华,胡正前,马晋.俄罗斯微弧氧化技术的研究进展[J ].世界有色金属,2004(1):43-46.[4] 公茂法,马宝甫,孙晨.单片机人机接口实例集[M ].北京:北京航空航天大学出版社,1998.[5] 孙涵芳.Intel 16位单片机[M ].北京:北京航空航天大学出版社,1995.[6] 王幸之,王雷,翟成,等.单片机应用系统抗干扰技术[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2000.[7] 陈克选,李鹤岐,李春旭.M IG 焊焊枪位置传感控制系统研究[J].兰州理工大学学报,2004,30(3):17-19.#17#第3期陈克选等:基于80C196K C 的大功率微弧氧化电源控制系统的研究。