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郑州泰格电气设备有限公司 河南郑州 450000
摘要：本文通过对基于单片机控制的电力系统设计的理解与认知，从单片机的概念入手，对其各大特征与作用做了一些简要的介绍与说明，通过现代化计算机信息技术将其引入通用电力系统，笔者根据自身的实践经验与所拥有的知识结构以电力中的照明系统作为例子，主要对其在控制电路方面，怎样应用能够进行电力系统的准确性定时控制做了探讨与分析，希望初步的研究与分析可以提供一些相关的信息，以供参考。
关键词：单片机；通用电力；控制系统；设计
科学技术的发展速度突飞猛进，简直令人措手不及，笔者就结合当下电子技术的应用技术，着重将单片机控制系统应用于通用电力方面做了一些初步的方案探讨，其主要的着眼点还是在于其在其他行业的实践应用所获得的成果，比起其他的系统而言更为经济，而且其体积并不大，在功能与作用方面尽显其优势，因而对其进行进一步的分析研究，有助于推动通用电用系统的改造升级，而且可以使其在整个的操作与使用过程中更为简便，从而节省人力，提高整个运营效率。
一、概述系统设计方案
笔者在本文所采用的控制系统设计方案中选择的是微控制器MC9S12DG128MCU，在IDE方面，也就是通常所说的软件集成开发环境方面，选择的是CodeWarrior，在调试方法方面应用BDM在线技术，而且还选用到了三大模块，分别是CRG，PWM，ECT（S12单片机），选择这些富于实践经验型的微控制器，方法调试，以及优化的三大模块，有助于更好的使电力系统的智能化定时控制得到实现，从而能够更好的将理论与实践衔接成功，达到目标。
二、从硬件系统方面进行构建
为了更好的表述设计方案，笔者首先对其进行系统的整体说明。整个系统以选择的微型控制器MC9S12DG128MCU作为控制中心，将三大模块中的CRG模块分别与PWM模块与ECT模块相联，其中将PWM模块的PPO端与ECT模块的PBO端，分别接入隔离电路（包括电容与电阻，光电耦合器与可控硅，以及LED灯）中的光电耦合器，路经可控硅再与220V的电路相联接，从而构成一个硬件系统。以下具体说明。
1、微控制器MC9S12DG128单片机
单片机MC9S12DG128特点主要是其内资源较为丰富，在集成度方面明显较高，而且其接口模块比较多。其之所以具有如此优势，主要是Freescale公司在S12系列中，对其微控制器进行了一系列的升级优化，并且是对具有优势的一款的增强型，是十六位的微控制器。其早已被各大行业所应用，如在工业控制系统的设计中应用，汽车电子行业的集成控制系统的应用，以及在其他属于中高档的机电产品方面也被广泛应用。可以说其在采用增强型16位S12CPU后，其总线时钟频率已经可以不低于25MHz；其内在的资源更多；其中的各大模块也可进行逻辑时钟频率的更宽范围选择，如同原理所说，其不但支持在线调试，而且能够提供出两个八路十位精度的A/D转换器等。
2、光电耦合器
所谓电力系统的定时控制系统就是要利用单片机的各种功能与作用来实现其切断与联结的作用，用专业术语来说，就是要在一定的时间内进行开关的闭合，由于其次数较多，所以说重点就在于对开关量的控制。但是在实际上的单片机的应有中，其驱动能力明显不足，
所以在其整个的原理设计中就要加接驱动接口电路，防止单片机受到其干扰，因而在其原理的设计过程中就要加入隔离电路区。从而保证单片机控制性能。由于可控硅所采用的交流强电回路，电压高，电流大，与单片机直接进行连接，会对其产生触电危险，所以在其中加入光电耦合器，这是由于隔离电路中加光电耦合器可以将单片机控制信号与可控硅所触发的电路实行隔离。
光电耦合器也叫光电隔离器，一般简称为光耦，英文全称为optical coupler，通常缩写为OC。顾名思义可知其主要是采用光作为媒介，将所有信号进行传输。而且由于其自身性能因素的决定因子，其对于输入的电信号和输出的电信号都表现出了较为显著的隔离作用。使得单片机在整个的电力硬件系统中可以处于良好的状态，不易因与可控硅的直接联结而发生故障。由于在各种电路中的广泛应用，其实践已经证明了自身在隔离时所起的有效性作用。其构成要素主要有光的发射与接收，电信号的放大。
3、可控硅
通常所说的晶闸管就是可控硅的别名。其有单向的，双向的，还有光控的，逆导的，可关断的，快速的等等。实际上来讲，其主要的意思就是指一种开关，比如拿双向晶闸管来说，就是在普通晶闸管的基础之上发展成形，其不但可以取代两个反极性并联的晶闸管，只要求一个触发电路，因而从其整个的作用方面来说较为理想。
4、系统与外部的联结
基于单片机控制的通用电力系统的设计中，控制系统与外部的电路连接方面也是其重要的关键点。其中的指示灯在亮时，表示其光电耦合器正在进行正常的工作。如果其未亮，就表明其出现了问题。本文所选用的系统设计中所采用的电容耐压值为六百三十伏特，而可控硅的型号为BTA16，通常为了防止其经过的电流过大，要在其上再进行一个电容的并联，从而防止可控硅的损坏。在其试验阶段，可以将高压用电线路用灯泡代替。在电阻的选择方面与保险丝的选择方面，必须依照所做系统在试验阶段所采用的各种材料来决定。
三、从系统软件方面进行构建
如同上面所说，笔者在整个的电力系统的定时控制系统设计方面选用了CodeWarrior软件，并且以C语言与汇编语言二者混合的方式来时进行编程。本文选用的是3.1forHCS12版本，而单片机嵌入式应用开发的软件包主要是针对于HC12或S12为核心的中央处理器。采用S12系列的背景调试模式，也就是在BDM模块中进行一些功能的实现，比如应用程序的下载，在线更新，动态调试等，还有就是对于单片机内部资源的调配以及及时的问题或漏洞修复，选用市场中的一般性背景调试器即可。
1、从程序源代码来构建
总体来说就是通过PC机，将程序从磁盘上录入并建立环境，在有操作系统的情况下如上进行，而如果是嵌入式系统，那么肯定会出现由于缺少操作系统而不能直接进行操作，因此，要通过程序员来完成其程序启动。从程序运行方面来看，其并非直接去调用main（）函数，还要通过启动代码来调用，只有在完成启动后，其才能够执行用户程序。选用S12，就是由于其启动代码较为简便易于操作的优点。其主要的操作只需要初始化堆栈，硬件，然后直接跳入main（）函数即可。程序代码的设计比较复杂，但当其一旦写入就能够使执行更为简便。
2、ETC程序代码
摘要：本文通过对基于单片机控制的电力系统设计的理解与认知，从单片机的概念入手，对其各大特征与作用做了一些简要的介绍与说明，通过现代化计算机信息技术将其引入通用电力系统，笔者根据自身的实践经验与所拥有的知识结构以电力中的照明系统作为例子，主要对其在控制电路方面，怎样应用能够进行电力系统的准确性定时控制做了探讨与分析，希望初步的研究与分析可以提供一些相关的信息，以供参考。
关键词：单片机；通用电力；控制系统；设计
科学技术的发展速度突飞猛进，简直令人措手不及，笔者就结合当下电子技术的应用技术，着重将单片机控制系统应用于通用电力方面做了一些初步的方案探讨，其主要的着眼点还是在于其在其他行业的实践应用所获得的成果，比起其他的系统而言更为经济，而且其体积并不大，在功能与作用方面尽显其优势，因而对其进行进一步的分析研究，有助于推动通用电用系统的改造升级，而且可以使其在整个的操作与使用过程中更为简便，从而节省人力，提高整个运营效率。
一、概述系统设计方案
笔者在本文所采用的控制系统设计方案中选择的是微控制器MC9S12DG128MCU，在IDE方面，也就是通常所说的软件集成开发环境方面，选择的是CodeWarrior，在调试方法方面应用BDM在线技术，而且还选用到了三大模块，分别是CRG，PWM，ECT（S12单片机），选择这些富于实践经验型的微控制器，方法调试，以及优化的三大模块，有助于更好的使电力系统的智能化定时控制得到实现，从而能够更好的将理论与实践衔接成功，达到目标。
二、从硬件系统方面进行构建
为了更好的表述设计方案，笔者首先对其进行系统的整体说明。整个系统以选择的微型控制器MC9S12DG128MCU作为控制中心，将三大模块中的CRG模块分别与PWM模块与ECT模块相联，其中将PWM模块的PPO端与ECT模块的PBO端，分别接入隔离电路（包括电容与电阻，光电耦合器与可控硅，以及LED灯）中的光电耦合器，路经可控硅再与220V的电路相联接，从而构成一个硬件系统。以下具体说明。
1、微控制器MC9S12DG128单片机
单片机MC9S12DG128特点主要是其内资源较为丰富，在集成度方面明显较高，而且其接口模块比较多。其之所以具有如此优势，主要是Freescale公司在S12系列中，对其微控制器进行了一系列的升级优化，并且是对具有优势的一款的增强型，是十六位的微控制器。其早已被各大行业所应用，如在工业控制系统的设计中应用，汽车电子行业的集成控制系统的应用，以及在其他属于中高档的机电产品方面也被广泛应用。可以说其在采用增强型16位S12CPU后，其总线时钟频率已经可以不低于25MHz；其内在的资源更多；其中的各大模块也可进行逻辑时钟频率的更宽范围选择，如同原理所说，其不但支持在线调试，而且能够提供出两个八路十位精度的A/D转换器等。
2、光电耦合器
所谓电力系统的定时控制系统就是要利用单片机的各种功能与作用来实现其切断与联结的作用，用专业术语来说，就是要在一定的时间内进行开关的闭合，由于其次数较多，所以说重点就在于对开关量的控制。但是在实际上的单片机的应有中，其驱动能力明显不足，
所以在其整个的原理设计中就要加接驱动接口电路，防止单片机受到其干扰，因而在其原理的设计过程中就要加入隔离电路区。从而保证单片机控制性能。由于可控硅所采用的交流强电回路，电压高，电流大，与单片机直接进行连接，会对其产生触电危险，所以在其中加入光电耦合器，这是由于隔离电路中加光电耦合器可以将单片机控制信号与可控硅所触发的电路实行隔离。
光电耦合器也叫光电隔离器，一般简称为光耦，英文全称为optical coupler，通常缩写为OC。顾名思义可知其主要是采用光作为媒介，将所有信号进行传输。而且由于其自身性能因素的决定因子，其对于输入的电信号和输出的电信号都表现出了较为显著的隔离作用。使得单片机在整个的电力硬件系统中可以处于良好的状态，不易因与可控硅的直接联结而发生故障。由于在各种电路中的广泛应用，其实践已经证明了自身在隔离时所起的有效性作用。其构成要素主要有光的发射与接收，电信号的放大。
3、可控硅
通常所说的晶闸管就是可控硅的别名。其有单向的，双向的，还有光控的，逆导的，可关断的，快速的等等。实际上来讲，其主要的意思就是指一种开关，比如拿双向晶闸管来说，就是在普通晶闸管的基础之上发展成形，其不但可以取代两个反极性并联的晶闸管，只要求一个触发电路，因而从其整个的作用方面来说较为理想。
4、系统与外部的联结
基于单片机控制的通用电力系统的设计中，控制系统与外部的电路连接方面也是其重要的关键点。其中的指示灯在亮时，表示其光电耦合器正在进行正常的工作。如果其未亮，就表明其出现了问题。本文所选用的系统设计中所采用的电容耐压值为六百三十伏特，而可控硅的型号为BTA16，通常为了防止其经过的电流过大，要在其上再进行一个电容的并联，从而防止可控硅的损坏。在其试验阶段，可以将高压用电线路用灯泡代替。在电阻的选择方面与保险丝的选择方面，必须依照所做系统在试验阶段所采用的各种材料来决定。
三、从系统软件方面进行构建
如同上面所说，笔者在整个的电力系统的定时控制系统设计方面选用了CodeWarrior软件，并且以C语言与汇编语言二者混合的方式来时进行编程。本文选用的是3.1forHCS12版本，而单片机嵌入式应用开发的软件包主要是针对于HC12或S12为核心的中央处理器。采用S12系列的背景调试模式，也就是在BDM模块中进行一些功能的实现，比如应用程序的下载，在线更新，动态调试等，还有就是对于单片机内部资源的调配以及及时的问题或漏洞修复，选用市场中的一般性背景调试器即可。
1、从程序源代码来构建
总体来说就是通过PC机，将程序从磁盘上录入并建立环境，在有操作系统的情况下如上进行，而如果是嵌入式系统，那么肯定会出现由于缺少操作系统而不能直接进行操作，因此，要通过程序员来完成其程序启动。从程序运行方面来看，其并非直接去调用main（）函数，还要通过启动代码来调用，只有在完成启动后，其才能够执行用户程序。选用S12，就是由于其启动代码较为简便易于操作的优点。其主要的操作只需要初始化堆栈，硬件，然后直接跳入main（）函数即可。程序代码的设计比较复杂，但当其一旦写入就能够使执行更为简便。
2、ETC程序代码