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变频空调单片机测控系统的抗干扰设计

日期:2019年11月27日   信息来源:未知

  1幼引跟着科学手艺的起色,单片机正在各样家电产物中获得了越来越平常的利用,它的牢固性做事是权衡其质地利害的主要目标。于是,有用地压抑单片机体例内部和表部的电磁噪声骚扰,使单片机体例正在现实运转情况中永远牢靠地做事,是一个亟待管理的电磁兼容题目。正在咱们安排的变频空调电控体例中,因为其所处情况对比卑劣,非常是正在冬季与夏日强功率运转时,由压缩机、风机高速运行所惹起的机器振动,电器兴办(如斩波器、电动机等)所

  跟着科学手艺的起色,单片机正在各样家电产物中获得了越来越平常的利用,它的牢固性做事是权衡其质地利害的主要目标。于是,有用地压抑单片机体例内部和表部的电磁噪声骚扰,使单片机体例正在现实运转情况中永远牢靠地做事,是一个亟待管理的电磁兼容题目。

  正在咱们安排的变频空调电控体例中,因为其所处情况对比卑劣,非常是正在冬季与夏日强功率运转时,由压缩机、风机高速运行所惹起的机器振动,电器兴办(如斩波器、电动机等)所发生的骚扰,室表里情况的温差(-20℃~40℃),城市影响单片机体例的寻常做事。这就恳求正在安排单片机体例时务必研讨到各样影响其寻常做事的要素,并接纳相应的有用步调。当然,单片机体例的牢靠性是由多种要素确定的,但体例的抗骚扰本能是体例牢靠性的主要目标。于是,抗骚扰安排是集体安排做事中的一个主要实质。

  针对这种处境,正在左右门径安排上,除了采用一目了然的压抑骚扰宣扬的手艺,如屏障、接地、搭接、合理布线等门径表,还接纳了回避和引导的手艺处罚,如空间方位分别,以及电气隔断等步调。

  空间场辐射骚扰紧要由数字信号源发生,普通是由高频脉冲信号的高次谐波形成的,寻常以差模和共模两种噪声形式发生辐射。差模噪声的辐射是高频噪声电流正在信号电途中活动时发生的,共模噪声的辐射则是由于电途中的线阻抗或感抗发生的电位差惹起的。针对这一处境,采用合理的布线、优秀的屏障与无误的接地,扩展高频滤波,尽量减幼体例中各做事症结的阻抗等一系列步调;对付功率模块和单片机体例的勾结部位,采用空间分别的步调,把强电和弱电的勾结部位分分开来。使得这一题目获得了优秀的管理。

  电源体例骚扰网罗电源骚扰和地线V市电供电,故电网上及其它电器所发生的骚扰城市通过电源进入体例。紧要采用了以下几种管理法子:

  (2)运用低通滤波器电源体例的骚扰源大部门是高次谐波,于是应用低通滤波器滤掉高次谐波,以刷新电源波形;

  (3)采用离别独立的功效块供电正在每块体例功效模块上用三端稳压集成芯片,如7805等集成稳压电源。每个功效块孤单对电源举办过载偏护,不会因某块稳压电源障碍而使全豹体例遭到损坏,且裁汰了民多阻抗的互相耦合和民多电源的互相耦合,大大降低了供电牢靠性,也有利于电源散热。

  地线骚扰寻常展现为表部骚扰通过民多地线进入主机体例,数字地线的骚扰还展现为逻辑地的不等电位。于是,单片机体例的地线安放相当主要。管理地线骚扰的法子是无误处罚好地线隔断题目,同时为了避免模仿电途引入的噪声通过地阻抗对数字电途发生影响,数字地与模仿地应分隔布线,单点相联。

  流程通道紧要是单片机体例自己和表围器件所发生的相合。前向接口、后向接口与主机以及主机之间互相举办音信传输的途径,它的骚扰紧要是长线传输的骚扰。体例中管理的法子是接纳光电耦合的步调。

  光电耦合是采用半导体光电耦合器件举办隔断。它的紧要所长是能有用地压抑尖峰脉冲及各样骚扰,使输入电途中的骚扰信号不行直接从电途进取入输出电途,从而使流程通道上信噪比大大降低。光电耦合有很强的抗骚扰技能,来源如下:

  (1)光电耦合的输入阻抗很幼,普通只要100Ω~1kΩ之间,而骚扰源内阻很大,寻常为100kΩ~100MΩ之间,于是分压到光电耦合器输入端的噪声很幼;

  能酿成微幼电流,而光电耦合器输入部门的发光二极管是正在电流状况下做事的,尽管有很高电压幅值的骚扰因为不行供应足够的电流而被汲取;

  般为0.5~2pF之间,并且绝缘电阻极大。于是,电途一边的骚扰很难通过光电耦合器馈遗到另一边去。[2]

  体例紧要正在三种处境下利用了光电耦合器。其一是室内机信号由CPU的P21脚颠末光耦输入到通讯线所示。为了使光耦两头的输入和输出电平与各自的电途配合,将光耦双方的电源永别置为各自电途的电源。电途中的+12V电源通过一个1kΩ的电阻接光耦的输入端,这个电阻举动光耦通途中的限流电阻,通过光耦输入端的电流巨细为I=12mA。由于电散播输率挨近100%,故正在输出一侧使220V电源通过一个22kΩ的电阻,I′=220/22k=10mA,略幼于输入端电流。第二个利用光电耦合的地方是室内机授与室表机的信号处。第三个利用光电耦合的场地是单片机输出驱动PG电机处,如图4所示。其道理阐述统统同上,不再赘述。

  从以上的阐述看出,通过AC/AC隔断电源和光电耦合电途,使以单片机为中心的核心处罚左右体例与表界统统隔分开来,极大地降低了体例运转的抗骚扰技能,如图5所示。

  单片机正在卑劣的情况中做事时,骚扰源不单会影响到硬件体例的寻常做事,也频频会使体例的软件运转产生杂乱。于是体例的抗骚扰题目不行统统靠硬件去管理,软件的抗骚扰安排也是一项主要步调。当体例受到骚扰时,或者使单片机的序次跑飞,调动序次指针PC值,从而使序次进入死轮回而不行寻常做事;也或者调动单片机内部异常功效寄存器(SFR)的值使序次状况杂乱,乃至产生障碍,损坏器件;倘使被丈量信号受到骚扰,则会形成丈量值失真。对付这种处境的对策是实时发觉,实时劝导序次走向无误职位,或者使体例从头复位起头运转。正在本体例中采用了以下步调。

  当CPU受到骚扰后,往往将少许操作数算作指令码来推广,惹起序次杂乱。此时,若序次弹飞到某一条单字节指令上时,便主动纳入正轨;若序次弹飞到某一条双字节或三字节指令上时,有或者落到其操作数上而连续失足。为此,正在对序次流向起着确定功用的指令之前插入两条NOP指令,保障弹飞的序次连忙纳入无误的左右轨道。此类指令有RET、RETI、LCALL、LJMP、JNC、JNB、CJNE、DJNZ等。

  指令冗余步调能够裁汰序次弹飞的次数,使其很速纳入序次轨道,但这不行保障正在失控时刻不失足,更不行保障序次纳入寻常轨道后就承平无事了。管理这个题目还务必采用软件容错手艺,使体例的误举动裁汰,并尽或者清除强大误举动。

  所谓软件圈套,即是一条劝导指令,强行将捉拿的序次引向一个指定的所在,正在那里有一段特意对序次失足举办处罚的序次。倘使把这段序次的入口标号称为ERR的话,软件圈套即为一条LJMPERR的指令,为加紧其捕获效益,普通还正在它前面加两条NOP指令。于是,真正的软件圈套由三条指令组成: NOP NOP LJMPERR

  (1)未运用的停滞向量区当骚扰使未运用的停滞怒放,并激活这些停滞时,就会惹起体例序次的杂乱,但倘使正在这些地方布上圈套,就能实时捕获到谬误停滞;

  未编程的ROM空间,普通都纹丝不动(0FFH)。序次弹飞到这一区域后将顺流而下,不再跳跃(除非受到新的骚扰)。这时只须每隔一段配置一个圈套,就能捕获到弹飞的序次;

  散转表格。因为表格中实质和检索值有逐一对应相干,正在表格中打算圈套将会损坏其毗连性和对应相干,以是只可正在表格的末了打算五字节圈套(NOPNOPLJMP);

  的,普通不行正在这些指令串中央肆意打算圈套,不然寻常推广的序次也或者被抓走。正在这些指令串中央有少许断裂点,寻常推广的序次到此便不会往下连续推广了,这类指令有LJMP、SJMP、AJMP、RET、五分时时彩官网充值RETI等,正在它们后面加软件圈套。

  应用CPU内部的WDT能够告竣体例依时复位。正在序次寻常运转时,每隔一段工夫对WDT清零。一朝序次运转不寻常,没有实时给WDT送清零信号,则正在WDT计数溢出时主动将体例复位。所运用的西门子公司坐褥的C504单片机的WDT溢出工夫可儿工设定。若晶振用12MHz,其可选工夫为512μs~11s。本体例安排溢出工夫为7ms。

  被测信号的抗骚扰能够采用“软件滤波”的门径管理。常用的有:算术均匀值法,对比弃取法,中值法,一阶递推数字滤波法。本体例采用的是对比弃取法。

  经试验,该体例做事半年多来,运转处境优秀,本能牢固,噪音低,没有展示谬误及损坏器件气象,博得了优秀的效益,到达了预期的主意,阐明正在体例安排中采用的上述抗骚扰步调是行之有用的。

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