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单片机的电子镇流器设计技术

时间:2011-06-30 09:51:33

电子镇流器是新型节能产品,不仅能带动一些照明灯具,还可以和一些紫外灯结合在一起,对于空气净化和水源净化都有着非常大的作用。当前,全世界都在大力提倡环境保护,电子镇流器间接地为环保提供了原动力。AVR单片机是一款性价比较高的单片机,用这种单片机来对电子镇流器进行调光和时间采样非常合适,首先是AVR单片机本身较稳定,抗干扰能力比较强,其次是其本身的Harvard结构使得运行速度比较快,数据回读时间较快,可以实现实时在线控制。

1 AVR单片机介绍

1.1 AVR单片机的特点

与以往的8位单片机相比,AVR单片机采用Harvard结构,也就是程序总线和数据总线分开,并采用两级流水线,具备1MIPS/MHz的高速运行处理能力。片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能模块,外围电路简单,系统更加稳定可靠。大部分AVR片上资源丰富:带E2PROM、PWM、RTC、SPI、UART、TWI、ISP、AD、Analog Comparator、WDT等单元模块。

1.2 AVR单片机的PWM功能

AVR单片机的定时器功能强大,以Atmega48为例,它有两个8位定时器和一个16位定时器,都具有硬件PWM功能。每个定时器都有两个输出比较单元,使PWM更加简单。

AVR定时器的PWM波分5种工作类型

(1)普通模式。最简单的工作模式,在此模式下计数器不停地累加。计到最大值后(MAX=0xFFFF)由于数值溢出,计数器简单地返回到最小值0x0000重新开始。

(2)CTC模式。a.用于输出50%占空比的方波信号;b.用于产生准确的连续定时信号。

频率计算公式:

(3)快速PWM模式。用于输出高频率的PWM信号(比双斜波的高一倍频率)。

频率计算公式:

(4)相位修正PWM模式。用于输出高精度的相位准确的PWM信号。

频率计算公式:

综合以上几种模式,本文将采用快速PWM模式。

1.3 AVR单片机的串口通讯功能

AVR单片机都有效支持C高级语言,串口接收可采用中断方式也可以采用查询方式,AVR的串口是全双工操作(独立的串行接收和发送寄存器),支持异步或同步操作,支持5、6、7、8或9个数据位和1个或2个停止位,硬件支持奇偶校验操作,有三个独立的中断源,其中包括UART接收完成中断、发送完成中断、寄存器空中断,在判断是否接收到数据时,也可以用查询的方式,本身采用中断的方式。

2 电子镇流器

2.1 电子镇流器的优点

(1)节能。电子镇流器自身的功率损耗仅为电感镇流器的40%左右,而且荧光灯在30kHz左右的高频下,光效将提高20%,工作电流仅为电感的40%左右,并且能够在低温、低压下启动和工作。

(2)无频闪。灯管在30kHz左右工作时,发光稳定,人眼感觉不出“频闪”有利于保护视力。

(3)无噪声。有利于在安静的环境中工作和学习。

(4)功率因数高。减少了无功损耗,提高了供电设备容量的有效利用率,减少线路的损耗。

(5)本身具有保护功能,如无灯保护和过压保护,增强了电子镇流器的可靠性。

2.2 电子镇流器的硬件电路设计

(1)图1为AVR单片机控制电路,芯片用的是Atmega48,单片机的引脚PD0和PD1作为RS485的接收端和发送端。PD2接到RS485的输出端。

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