一種基于檢測10 kV電纜故障的高壓脈沖信號發生器設計

T0定時程序的主要代碼：

單片機中交叉開關的配置，C8051F310有29個I/O引腳(3個8位口和一個5位口)，每個端口引腳都可以被配置為模擬輸入或數字I/O。被選擇作為數字I/O的引腳還可以被配置為推挽或漏極開路輸出。數字交叉開關允許將內部數字系統資源映射到端口I/O引腳。在脈沖信號源的設計中，使用到單片機的4個I/O端口，分別是P1.0，主要是輸出脈沖信號，還有下面小節用到的與液晶顯示模塊的連接所用到的P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、PI_5 5個接口。

交叉開關根據優先權譯碼表為所選擇的內部數字資源分配I/O引腳，寄存器XBRO和XBR1用于選擇內部數字功能寄存器XBRO和XBR1必須被裝入正確的值以選擇設計所需要的數字I/O功能。置‘1’XBR1中的XBARE位將使能交叉開關。

用端口輸出方式寄存器(PnMDOUT)選擇所有端口引腳的輸出方式(漏極開路或推挽)。I/O引腳的輸出驅動器特性由端口輸出方式寄存器PnMDOUT中的對應位決定，每個端口輸出驅動器都可被配置為漏極開路或推挽方式。本設計中將端口P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5所對應的端口1輸出方式寄存器P1MDOUT中的相應位置1，設置為推挽方式。

具體配置如下：

3.4 數碼管顯示軟件設計

本設計顯示部分采用的是共陰極8位數碼管，并用2003驅動，由于數碼管是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是顯示小數點的位，本設計中并未用到。由于驅動2003是由8個非門構成，所以要想點亮我們的共陰極數碼管那么相應的P0.X應設為0，數字0-9的ASCII碼為0x40，0x79，0x24，0x30，0x19，0x12，0x02，0x78，0x00，0x10。例如我們想顯示數字0那么P0=0x40。

而我們的段選是由P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5控制的，第一段數碼管選中用P1 |=0x02;P1 &=0xC3;第二段數碼管選中用P1 |=0x04;P1 &=0xC5;第三段數碼管選中用P1 |=0x08;P1 &=0xC9;第四段數碼管選中用P1 |=0x10;P1 &=0xD1;第五段數碼管選中用P1 |=0x20;P1 &=0xE1;

如圖7所示在開機初始化后我們設置不同的標志位用來顯示不同的內容：flage為1表示要顯示脈沖寬度，flage為2表示顯示脈沖的周期，flage為3表示顯示發送脈沖的時間間隔，flage為4表示發送脈沖，flage為5表示停止發送脈沖。

4 發送脈沖波形圖

我們設置的脈沖的寬度為4μs，脈沖周期是1 ms，脈沖的間隔時間是6 s時候的發射脈沖波形圖如圖8所示。

本文實驗所用電纜型號ZRYJLV22額定電壓8.7/15 kV，變壓器為1：40的高頻變壓器，脈沖信號經變壓器變壓達到10 kV的脈沖被直接送到線路，啟動運行按鍵向線路注入脈沖，形成入射信號。由圖1可知入射信號經電阻R4(1k)分壓被送到示波器，便于實驗中觀察信號，示波器測量到的波形如圖9所示。

5 結論

本高壓脈沖信號發生器不但可以實現基本的脈沖信號的發送與停止功能，而且脈沖寬度、周期和脈沖間隔時間是可以設置的，可以根據我們的需要進行設置。本設計用的變壓器最大匝數比是1：40，而且有4個檔可以調節即1：10、1：20、1：30、1：40，輸入為220 V因此輸出的高壓脈沖電壓最大可以達到10 kV。可以根據實際的個人需要變換使用其他的變壓器，把電壓升到你需要的高壓值。本設計成本低、使用方便而且有較高的可行性。