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防火漏电保护器的软件设计

 

    防火漏电保护器的核心控制器是单片机,采用STC公司的89LE516AD单片机,采用keil C51编程,软件完成整个控制器的功能,包括电压、电流漏电采样接口、采样数据处理、选项设置、液晶显示接口以及对电机正反转的控制功能。软件的整体框图见图5。以下部分是对软件各部分的介绍。
    1)上电初始化
    上电初始化主要完成定时器初始化、端口初始化和位置检测功能。在控制器的设计中,交流电压的数据采集是500ms采一次数据,数据采集的定时是通过单片机的定时器1中断完成[2]。定时器初始化完成定时器初值、工作模式的设置。位置检测完成对防火漏电保护器开关位置的检测。
    2)设置状态    开始
  通过对设置按钮的采样,决定控制器处于设置状态还是工作状态,高为工作状态,低为设置状态。在对按钮的采样过程中,需要对按键进行去抖处理,在程序中采用最常用的去抖方法,当按键采样为低时,延时2毫秒,再检测按键,如果还是低,认为是低信号,否则认为是抖动,不预考虑。
    3)设置状态机
    设置状态机实现整个系统的设置,包括过压,欠压值和过流值的设定。状态机的状态图见图6。状态机在4个按键的控制下,完成各个状态之间的转换,详细的状态转关关系见图6。在过压设置、欠压设置、电流设置及漏电设置状态中,按设定键进入数值设定状态,在此状态可通过+/-控制键设定相应的设定值,按确定键,设定值被设置,并保存在EEPROM中,再按退出键返回原状态,如果在数值设定状态下,按+/一控制键设定相应的设定值后,按退出键则退还到原状态,设定值并不改变。是后通过按退出键,直至返回空闲状态,完成设置。在设定状态下,其它功能不起作用。
   4)采样数据
防火漏电保护器采用500ms采样一次数据,即采7路数据包括3路电压、3路电流和漏电电流信号。电路中用单片机本身自带的A/D转换器实现,A/D采样的程序可参考STC89C5IRC/RD系列单片机应用手册[3]。
    5)数据处理及控制
    根据采集的数据判断电压、电流和漏电流是否正常,如果不正常,则控制电机使电源电路断开,同时声音报警电路报警出错状况,相应的故障指示灯亮。框图如图7所示。
    在电机控制中,需要对位置信号采样,通过对位置的检测,判断电机是否到达预定的位置,以停止电机的转动,框图见图8。
    6)液晶显示
    液晶显示电路显示采样电路的电压、电流值,同时和键盘配合设置过压、欠压、过流和漏电值。实际中采用的是122x32位的点阵式液晶(TG12232G),可以显示两行汉字,本部分程序主要为该液晶模块的接口程序,具体参考产品手册[5]。
    在液晶显示的同时,设计中还采样发光二级管对过压、欠压和漏电进行报警,软件实现非常简单,只要对相应端口置低(共阳极)就可以了。同时通过语音芯片编程,通过声音报警。

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