单片机在晶闸管触发电路中的应用

摘　要：详细介绍了8031单片机在晶闸管触发电路中的应用：高分辨率的数字触发器。
    关键词：单片机　晶闸管触发电路　数字触发器
0　前　言
　　在电力拖动系统、电炉控制系统中现已大量采用可控硅（晶闸管）元件作为可调电源向电动机或电炉供电，这种由晶闸管组成的控制系统，主要是利用改变可控硅的控制角θ来调节供电电压。在常规控制中，主要是用电子控制装置对可控硅实现触发，这种方法由于受到电子元器件的限制，其分辨率不高，有时还会出现误触发。本文介绍一种由8031单片机组成的触发控制系统，可实现高分辨率的数字触发。
1　硬件组成及原理
　　系统硬件组成如图1，只须在8031系统上加一块16位的定时／计数器8253和晶振电路，另加一块带一个14位定时／计数器的可编程RAM／IO扩展器8155，即可组成单片机的系统线路。
1．1　θ角定时
　　控制角θ是滞后自然换相点的电角度，在工频条件下，它和时间tθ有如下线性关系：
 
    其中T是工频电源周期，θ是控制角。
　　由上式可知，由电角度θ就知道对应的定时时间tθ，则可利用定时／计数器就能实现对θ角的定时，这种用硬件定时的方法可大大节省CPU的在线工作时间。

    式中，T为工频周期，T＝20ms。
　　由于16位定时／计数器定时时间为65536，故定时角为：
  
　　由此可见，用8031单片机T0、T1定时，移相范围大，而分辨率则受本机机器周期限制，再就是用于三相定时，2个定时／计数器也不够，故确定选用NEC8253C－2定时／计数器来实现θ角定时，8253是一个三通道的16位定时／计数器，以减1计数方式工作，三个通道刚好满足三相定时，而计数频率由外部晶振提供，不受系统频率限制，选用计数频率为4MHz，则分辨率和定时角分别为：
  

1．3　中断安排
　　8031单片机共5个中断源，其中1个用于串行口，两个为T0、T1定时／计数器中断，可直接用于外
部中断的只有和，为了给控制系统留下更多的硬件资源，触发器只占用一个中断源，采用硬件和查询结合的方式，如图1，A、B、C三相中断通过非门接至，同时又各自接到P_1．0～P_1．2位，这样只要有申请，8031单片机通过检测该三位状态，即可确定中断源。
2　程序流程图

　　触发器控制程序由主程序和一个中断处理程序组成，程序流程图如图3。