市電過零檢測相關(guān)-STC/AI 8G單片機(jī)通過PCA模塊捕獲市電脈沖寬度,測量結(jié)果有誤

ID:1143744 · 發(fā)表于 2025-6-6 09:22

單片機(jī)型號(hào)為STC/AI 8G1K08A

工程前半部分做了市電的過零檢測，P33引腳通過限流電阻、RC濾波結(jié)構(gòu)直連市交流電（火線），并開啟外部中斷INT1，檢測到下降沿后，在INT1中斷內(nèi)開啟定時(shí)器進(jìn)行延時(shí)補(bǔ)償（考慮到繼電器響應(yīng)到吸合需要一定時(shí)間）

為了驗(yàn)證延時(shí)的效果，使用單片機(jī)P32端口監(jiān)控用電器端的電壓情況（反饋腳），繼電器吸合后用電器與火線相連接入市電，那么，只要測量P32端口初次通電的脈沖寬度，即可確認(rèn)火線進(jìn)入用電器端的初始相位

測量脈沖寬度的方法是，當(dāng)P32端口（ADC2）采集到高電平時(shí)，立即開啟PCA計(jì)數(shù)，記錄初始PCA數(shù)值，并配置為下降沿中斷，中斷觸發(fā)后記錄當(dāng)前計(jì)數(shù)值，兩者相減，即為高電平持續(xù)時(shí)間，即脈沖寬度

理想情況下，經(jīng)定時(shí)器延時(shí)補(bǔ)償 T1 + 繼電器響應(yīng)時(shí)間 T2 后，如果在P32端口測量初次通電的脈沖寬度為 10 ms（近似），說明繼電器觸頭導(dǎo)通瞬間，恰好正是市電零點(diǎn)

PCA 配置：

void PCA_Init(void){
      P_SW1 &= 0x00;       //P_SW1 是外設(shè)功能腳切換寄存器，可以控制相關(guān)引腳啟用串口、PCA、SPI等功能，本例中置位 00 ，使得CCP0功能映射到 P3.2 端口上，其實(shí)也是CCP0的默認(rèn)引腳
      CMOD = 0x0C;       //PCA 模式寄存器，[3:1] 控制PCA 計(jì)數(shù)脈沖源選擇位即單次計(jì)數(shù)的周期末位ECF-是否允許PCA 計(jì)數(shù)器溢出中斷,0-禁止 1-使能
                                    //0000 1100 系統(tǒng)時(shí)鐘/6  禁止計(jì)數(shù)器溢出中斷
      CCON = 0x00;       //B7-CF：PCA計(jì)數(shù)器溢出中斷標(biāo)志 B6-CR：PCA計(jì)數(shù)器允許控制位 B[2:0]-CCFn PCA模塊中斷標(biāo)志
                                    //PCA 控制寄存器  0000 0000 清除所有標(biāo)志位
      CL=CH=0;             //清零PCA 計(jì)數(shù)器
      EA = 1;
}

PCA中斷服務(wù)函數(shù)：

void PCA_ISP() interrupt 7{
      unsigned int capture=0; //記錄此時(shí)進(jìn)入中斷的時(shí)間節(jié)點(diǎn)

      if(CCF0){                      //PCA 模塊只有一個(gè)中斷向量而包含多個(gè)中斷源，需要先分辨中斷源再進(jìn)行中斷操作
               CCF0=0;             //清除標(biāo)志
               capture=((unsigned int)CH) <<8|(unsigned int)CL;
               T_end = capture;
               T_state = 1;
               CR=0;
      }
}

PCA計(jì)數(shù)調(diào)用：

         if(check_flag){
                     Va=ADC_Read(2);                                     //ADC采樣P32端口電壓
                     if(Va>370){                                              //采樣值370轉(zhuǎn)換為電壓值為 1.2V 只有當(dāng)檢測到高電平時(shí)才會(huì)啟用PCA 計(jì)數(shù)功能
                              CR=1;
                              T_start = ((unsigned int)CH )<<8|(unsigned int)CL; //記錄當(dāng)前計(jì)數(shù)值
                              CCAPM0 = 0x11;                            //CCAPMn PCA模塊模式控制寄存器詳情參見數(shù)據(jù)手冊(cè)
                                                                                    //B5-CCAPPn 允許 PCA模塊n進(jìn)行上升沿捕獲;  B4-CCAPNn 允許 PCA模塊n進(jìn)行下降沿捕獲; B0 ECCFn 允許 PCA模塊n 的匹配/捕獲中斷
                                                                                    //0001 0001 下降沿捕獲并使能中斷
                              check_flag=0;
                              }
                     }
                     if(T_state){
                              if(T_start<=T_end)
                                    high_time=T_end-T_start;
                              else
                                    high_time=65536-T_start+T_end;
                                    T_state=0;

                              }
                              if(timer>=(high_time/100)){       //PCA計(jì)數(shù)周期是1us，定時(shí)器變量timer 的計(jì)時(shí)基準(zhǔn)是100ms，high_time/1000得到ms量級(jí)，將ms量級(jí)的數(shù)字，乘以1000轉(zhuǎn)換為秒量級(jí)，觀察燈亮?xí)r間（秒級(jí)別），即可獲得脈沖寬度
                                    state=OFF;
                                    timer=0;
                              }

經(jīng)測試，定時(shí)器補(bǔ)償3ms時(shí)，PCA測量脈沖寬度為15.8ms；
         定時(shí)器補(bǔ)償1ms時(shí)，PCA測量脈沖寬度為17.8ms;

可以發(fā)現(xiàn)，定時(shí)器補(bǔ)償部分正常運(yùn)行，但PCA脈沖測量結(jié)果出現(xiàn)極大偏差，理論上最大值僅為10ms（市電周期20ms的一半）

求大佬幫忙看看，是哪里配置有誤？

ID:235691 · 發(fā)表于 2025-6-6 17:22

繼電器是機(jī)械切換有延時(shí)

ID:301191 · 發(fā)表于 2025-6-7 22:10

頂一下

ID:301191 · 發(fā)表于 2025-6-11 14:47

頂一下

ID:401564 · 發(fā)表于 2025-6-12 16:59

過零應(yīng)該是跟可控硅搭配使用,而不是繼電器
繼電器吸合跟放開的時(shí)間,都是跟彈簧有關(guān)系的,而彈簧的彈力遲早是會(huì)變化的,特別是mS級(jí)的時(shí)間,很難把握精準(zhǔn)的
如果要隔離,可用光耦控制

ID:1109793 · 發(fā)表于 2025-6-12 17:50

繼電器也可以，一定程度上可以減小斷電時(shí)的火花的吧

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