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一种基于检测10 kV电缆故障的高压脉冲信号发生器设计

作者:时间:2014-05-20来源:网络收藏

T0定时程序的主要代码:

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/247100.htm

 

基于检测10 kV电缆故障的高压脉冲信号发生器的设计与实现

 

 

 

单片机中交叉开关的配置,C8051F310有29个I/O引脚(3个8位口和一个5位口),每个端口引脚都可以被配置为模拟输入或数字I/O。被选择作为数字I/O的引脚还可以被配置为推挽或漏极开路输出。数字交叉开关允许将内部数字系统资源映射到端口I/O引脚。在脉冲信号源的设计中,使用到单片机的4个I/O端口,分别是P1.0,主要是输出脉冲信号,还有下面小节用到的与液晶显示模块的连接所用到的P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、PI_5 5个接口。

交叉开关根据优先权译码表为所选择的内部数字资源分配I/O引脚,寄存器XBRO和XBR1用于选择内部数字功能寄存器XBRO和XBR1必须被装入正确的值以选择设计所需要的数字I/O功能。置‘1’XBR1中的XBARE位将使能交叉开关。

用端口输出方式寄存器(PnMDOUT)选择所有端口引脚的输出方式(漏极开路或推挽)。I/O引脚的输出驱动器特性由端口输出方式寄存器PnMDOUT中的对应位决定,每个端口输出驱动器都可被配置为漏极开路或推挽方式。本设计中将端口P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5所对应的端口1输出方式寄存器P1MDOUT中的相应位置1,设置为推挽方式。

具体配置如下:

 

 

3.4 数码管显示软件设计

本设计显示部分采用的是共阴极8位数码管,并用2003驱动,由于数码管是8位即a(P0.0)、b(P0.1)、c(P0.2)、d(P0.3)、e(P0.4)、f(P0.5)、g(P0.6)、dp,dp是显示小数点的位,本设计中并未用到。由于驱动2003是由8个非门构成,所以要想点亮我们的共阴极数码管那么相应的P0.X应设为0,数字0-9的ASCII码为0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10。例如我们想显示数字0那么P0=0x40。

而我们的段选是由P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5控制的,第一段数码管选中用P1 |=0x02;P1 &=0xC3;第二段数码管选中用P1 |=0x04;P1 &=0xC5;第三段数码管选中用P1 |=0x08;P1 &=0xC9;第四段数码管选中用P1 |=0x10;P1 &=0xD1;第五段数码管选中用P1 |=0x20;P1 &=0xE1;

 

 

如图7所示在开机初始化后我们设置不同的标志位用来显示不同的内容:flage为1表示要显示脉冲宽度,flage为2表示显示脉冲的周期,flage为3表示显示发送脉冲的时间间隔,flage为4表示发送脉冲,flage为5表示停止发送脉冲。

4 发送脉冲波形图

我们设置的脉冲的宽度为4μs,脉冲周期是1 ms,脉冲的间隔时间是6 s时候的发射脉冲波形图如图8所示。

 

 

本文实验所用电缆型号ZRYJLV22额定电压8.7/15 kV,变压器为1:40的高频变压器,脉冲信号经变压器变压达到10 kV的脉冲被直接送到线路,启动运行按键向线路注入脉冲,形成入射信号。由图1可知入射信号经电阻R4(1k)分压被送到示波器,便于实验中观察信号,示波器测量到的波形如图9所示。

 

 

5 结论

脉冲不但可以实现基本的脉冲信号的发送与停止功能,而且脉冲宽度、周期和脉冲间隔时间是可以设置的,可以根据我们的需要进行设置。本设计用的变压器最大匝数比是1:40,而且有4个档可以调节即1:10、1:20、1:30、1:40,输入为220 V因此输出的脉冲电压最大可以达到10 kV。可以根据实际的个人需要变换使用其他的变压器,把电压升到你需要的值。本设计成本低、使用方便而且有较高的可行性。

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关键词: 高压 信号发生器

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