多单片机直流电源控制板设计

图7 同步脉冲波形图

　　3. 2 触发脉冲移相及脉宽控制
　　该系统是通过改变单片机片内定时/ 计数器的计数值达到改变触发角，从而改变直流电压和直流电流的大小。
　　U18单片机产生的同步脉冲送到U 20单片机，U20 单片机通过将测量值与整定值进行比较，比例调节，使得测量值等于整定值，同时产生移相脉冲给U 23的外部中断1( INT1) ，响应外部中断1 后，P1 口就开始输出第一个编码脉冲，同时定时，对应每60°发一个编码脉冲，一直到最后一个编码脉冲发送完成，再返回等待外部中断1( INT1) 的下一中断请求，即上层机发送移相同步脉冲给U23单片机。脉冲编码中采用双脉冲编码,实现双脉冲触发。在此过程中，T0 作计数器用，计数满N 次则发触发脉冲。N 的计算方法如下:
　　已知: 电源频率f = 50 Hz，晶振频率F = 8 MHz,定时为60°，则：

　　根据N 值以及定时/ 计数器的工作模式，可以计算出定时/ 计数器的初值。
　　3. 3 比例控制调节程序
　　为使输出电压/ 电流值和整定值吻合，在软件控制中，使控制量正比于整定值与测量值之间的偏差，从而使实际输出值不断跟随整定值，最终达到一致。另外,在该子程序中，系统启动后，在5 s 之内，调节子程序只允许控制量以一个单位为步长，步进增加，这样可以防止电压上升过快，从而实现软启动。
　　控制量正比于测量值与整定值的偏差，理论上采用PID 算法，调节用离散差分方程表达式如下：

　　式中: en ，en- 1 ，en- 2 分别为第n 次，n - 1 次和n - 2 次电压的偏差值; K P ，T I ，T D 分别为比例系数、积分系数和微分系数，T 为采用周期。
　　4 结 语
　　该直流电源控制板在设计中具有以下几大突出特点:
　　( 1) 采用中断功能: 四片51 系列单片机，每片有4 个中断源，如同步、移相、相序判别及缺相等信号的传递均利用中断功能，从而明显提高了系统响应速度和可靠性。
　　( 2) A/ D 的分辨率为12 位，定时器的最小计数间隔为1. 5 s，小扰动时电压电流精度可达5 ? 。
　　( 3) 具有电源相序自动识别、缺相自动检测、故障报警及状态显示等功能。
　　( 4) 多单片机控制设计，使单片机功能单一，提高了调节速度及系统性能的可靠性。