PMW不间断电源设计

随着时代的进步，科技的发展，电子产品的更新换代也是越来越快了，它们对于电源的要求也是越来越高。不仅要求不间断而且还更纯正的正弦波以及稳定的电压和频率。而不间断电源正是在这种需求下产生的。PIC单片机在控制不间断电源上有着独特的优越性。它比起其他的单片机来更灵活，具有操作性，且接口电路也更为简单。所以基于PIC单片机的不间断电源很有实际应用价值。此次的软件设计中主要实现了逆变，输出电压的稳定和对充电器的控制。由于有些部分硬件设计并不完整所以软件也是按原理粗略的设计了。但整个软件还是很完整的。

关键字：单片机、SPWM、占空比、反馈、检测

1 PIC17C43单片机的概述 ............................................. 1 2主程序的设计 ...................................................... 2 3各类子程序的设计 .................................................. 4

3.1.1 CCP模块的介绍............................................. 4 3.1.2关于SPWM波的计算.......................................... 5 3.1.3逆变程序的设计............................................. 6 3.2电压采样程序的设计 .............................................. 9

3.2.1输出电压幅值的调节......................................... 9 3.2.2电池电压的测量与量化...................................... 11 3.3 其他程序段的设计............................................... 12

3.3.1端口的初始化.............................................. 12 3.3.2延迟程序的设计............................................ 13 4 小结............................................................. 14 参考文献........................................................... 15

基于PIC单片机的不间断电源软件设计

1 PIC17C43单片机的概述

图1-1PIC单片机引脚图

PIC17C43是8位CMOS EEPROM单片机。它有高性能的类似于RISC 的指令，共有35条单字节的指令，所有的指令除了程序分支指令需要两个指令周期外，都只需要一个指令周期。当主振频率为10MHZ时，一个指令周期为400ns。程序指令的宽度为14位，在芯片内有1K×14的EEPROM程序存储器。Microchip公司生产的PIC 8位单片机17C4X系列产品是PIC单片机中级型产品之一。该系列产品的主要型号是PIC17C42/3/4单片机。PIC17C43最高时钟频率为20MHz，每条指令执行周期200ns，由于大多数指令执行时间为一个周期，因此速度相当快。其内含192字节的RAM，8K程序存储器、5路A/D转换及2个CCP模块，应用时外围电路极其简单，是理想的单相逆变电源数字控制器。该系列单片机与其他单片机相比，具有以下特性：

1）可选择的晶振模式 (包括LP模式、XT模式、HS模式以及RC模式) ； 2）复位 (包括上电复位、掉电复位) ，另外还有加电计时器：可保持复位状态直到电源稳定工作；晶振起振计时器：可保持复位状态直到晶振稳定工作； 3）休眠：可以进入低电流工作模式，减小功耗；

4）标识符定位：预留了四个存储空间来存储代码信息数据，只能在编程和

校验时才能对其读写；

5）在线串口编程：电路设计安装完成后，仍可通过简单的连接就可对单片机重新编程；

6）高驱动电流，每个I/O引脚最大拉/灌电流25mA，I/O脚可直接驱动数码管 (LED) 显示；

2主程序的设计

在程序中先对计数器经行设定，再设置所需的各个中断。然后是一个无穷循环，等待中断的产生，并接着完成相应的任务。使不间断电源得以正常的工作。

图2-1主程序流程图

#include <pic16f7x.h> #include<pic.h> //系统配置

__CONFIG(HS&PWRTEN&BOREN&PROTECT&WDTEN); //选择高速晶振,上电延时复位,掉电复位使能,代码保护 bank1 unsigned char ad_res_1,ad_res_2; //ad转换结果寄存器

bank1 float sin_am,sin_l,sin_d;//浮点数,幅值变量,临时变量,临时变量 bit sin_up;//sin函数正负半周标志

main() {

CLRWDT(); //清除看门狗 port_init();//端口初始化 init_start();//开机状态 adc_init();//ad通道初始化 TMR1CS=0;//同步模式 T1SYNC=0;//内部指令周期 TMR1H=0X04H;

TMR1L=0X56H;//定时器1初值 TMR1IE=1;//定时器1中断使能 TRISC=0X00;//端口C为输出模式 PEIE=1;//外围模块中断使能 TMR2IE=1;//打开定时器2中断使能 GIE=1;//开全局中断 TMR2ON=1;//打开定时器2

TOUTPS3=0;TOUTPS2=0;TOUTPS1=0;TOUTPS0=0;//定时器2后分频器1分频 TMR1ON=1;//打开定时器1 CCP_start();//开始SPWM while(1)

{

if(!RB6){k=0;power=1;}//开关机标志 if(power)

{interrupt A_INT() ad_1();//检测反馈电压

ad_2();//采集电池电压 }

}

3各类子程序的设计

3.1逆变子程序的设计

单相全桥逆变电路带LC滤波器的单相全桥结构。其中，逆变桥采用智能IGBT模块，L、C分别为输出滤波电感、电容。只要按规律控制IGBT管的导通就可以使其输出SPWM波，以实现逆变功能。

图3-1逆变电路

3.1.1 CCP模块的介绍

CCP是英文单词Capture、Compare和PWM的缩写。在PIC单片机中CCP模块可以任意配置为此3个功能模式之一。CCPx应缴可以输出占空比10为分辨率可调的方波。PIC单片机的CCP模块在产生PWM式，必须有TMR2配合实现，在这里TMR2负责控制方波的周期，占空比的调整则主要通过CCPRxH：L寄存器。

CCP模块构成输出信号的脉宽调制功能，需要对相应的控制为进行设置，进行PWM方式的初始化。其主要包括以下内容：

（1） 通过CCPXCON的CCPXM3~CCPXM0的设置选择脉宽调制方式，同时

设置合适的脉宽寄存器的补充位CCP1CON（Bit5~Bit4）； （2） 将CCPX对应的引脚RC2设置为输出状态； （3） 确定PWM周期，送入初始值至PR2;

（4） 设置TMR2的预分频值，以确定脉冲计数的触发频率。

3.1.2关于SPWM波的计算

本系统中，设置SPWM的频率约为27kHZ，设置每六个周期该变一次脉宽。在本系统的设计中，将CCP1模块作为PWM输出，CCP2模块采用比较功能，单片机的时钟为20MHZ，计时步阶位0.2微妙。首先建立占空比表在一个完整的正弦周期中，采样90个点，采样点正弦波值与三角波峰值的比值就是该点SPWM信号的占空比。然后更具SPWM周期计算出各点的脉宽值，换算成计时步阶，做成占空比表，供CCP中断子程序调用。这90个点中相邻两点之间的间隔也计算成计时步阶存储到CCPR1H和CCPR1L寄存器中，程序运行过程中，计数器TIMER2不断和这个寄存器中的值相比较，达到设定值时CCP产生中断，中断服务子程序用来修改SPWM信号的占空比，TIMER2重新计时。

本设计要逆变器输出正弦交流电的频率为50HZ是，周期为20ms，单片机时钟为20MHZ，计时步阶为0.2毫秒，正弦波每个周期采样90个点，因此可以计算得两个点之间的时间间隔为： 20ms t 222.2 s

90换成TIMER2计数值为：N

222.2 S

1111

0.2 S

将N的值计为1110，换成十六进制的0456H,所以TIMER1的TMR1H和TMR1L寄存器中应分别为04H和56H。当TIMER1计数值达到0456H是产生CCP中断，TIMER1清零，重新计时。通过CCP中断服务修改SPWM的占空比。 在系统中，设置每六个周期改变一次脉冲，故SPWM波的周 …… 此处隐藏：5913字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……