市电过零检测相关-STC/AI 8G单片机通过PCA模块捕获市电脉冲宽度,测量结果有误 -

标题: 市电过零检测相关-STC/AI 8G单片机通过PCA模块捕获市电脉冲宽度,测量结果有误 [打印本页]

作者: ziqidong 时间: 2025-6-6 09:22
标题: 市电过零检测相关-STC/AI 8G单片机通过PCA模块捕获市电脉冲宽度,测量结果有误
单片机型号为STC/AI 8G1K08A

工程前半部分做了市电的过零检测，P33引脚通过限流电阻、RC滤波结构直连市交流电（火线），并开启外部中断INT1，检测到下降沿后，在INT1中断内开启定时器进行延时补偿（考虑到继电器响应到吸合需要一定时间）

为了验证延时的效果，使用单片机P32端口监控用电器端的电压情况（反馈脚），继电器吸合后用电器与火线相连接入市电，那么，只要测量P32端口初次通电的脉冲宽度，即可确认火线进入用电器端的初始相位

测量脉冲宽度的方法是，当P32端口（ADC2）采集到高电平时，立即开启PCA计数，记录初始PCA数值，并配置为下降沿中断，中断触发后记录当前计数值，两者相减，即为高电平持续时间，即脉冲宽度

理想情况下，经定时器延时补偿 T1 + 继电器响应时间 T2 后，如果在P32端口测量初次通电的脉冲宽度为 10 ms（近似），说明继电器触头导通瞬间，恰好正是市电零点

PCA 配置：

void PCA_Init(void){
      P_SW1 &= 0x00;       //P_SW1 是外设功能脚切换寄存器，可以控制相关引脚启用串口、PCA、SPI等功能，本例中置位 00 ，使得CCP0功能映射到 P3.2 端口上，其实也是CCP0的默认引脚
      CMOD = 0x0C;       //PCA 模式寄存器，[3:1] 控制PCA 计数脉冲源选择位即单次计数的周期末位ECF-是否允许PCA 计数器溢出中断,0-禁止 1-使能
                                    //0000 1100 系统时钟/6  禁止计数器溢出中断
      CCON = 0x00;       //B7-CF：PCA计数器溢出中断标志 B6-CR：PCA计数器允许控制位 B[2:0]-CCFn PCA模块中断标志
                                    //PCA 控制寄存器  0000 0000 清除所有标志位
      CL=CH=0;             //清零PCA 计数器
      EA = 1;
}

PCA中断服务函数：

void PCA_ISP() interrupt 7{
      unsigned int capture=0; //记录此时进入中断的时间节点

      if(CCF0){                      //PCA 模块只有一个中断向量而包含多个中断源，需要先分辨中断源再进行中断操作
               CCF0=0;             //清除标志
               capture=((unsigned int)CH) <<8|(unsigned int)CL;
               T_end = capture;
               T_state = 1;
               CR=0;
      }
}

PCA计数调用：

         if(check_flag){
                     Va=ADC_Read(2);                                     //ADC采样P32端口电压
                     if(Va>370){                                              //采样值370转换为电压值为 1.2V 只有当检测到高电平时才会启用PCA 计数功能
                              CR=1;
                              T_start = ((unsigned int)CH )<<8|(unsigned int)CL; //记录当前计数值
                              CCAPM0 = 0x11;                            //CCAPMn PCA模块模式控制寄存器详情参见数据手册
                                                                                    //B5-CCAPPn 允许 PCA模块n进行上升沿捕获;  B4-CCAPNn 允许 PCA模块n进行下降沿捕获; B0 ECCFn 允许 PCA模块n 的匹配/捕获中断
                                                                                    //0001 0001 下降沿捕获并使能中断
                              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计数周期是1us，定时器变量timer 的计时基准是100ms，high_time/1000得到ms量级，将ms量级的数字，乘以1000转换为秒量级，观察灯亮时间（秒级别），即可获得脉冲宽度
                                    state=OFF;
                                    timer=0;
                              }

经测试，定时器补偿3ms时，PCA测量脉冲宽度为15.8ms；
         定时器补偿1ms时，PCA测量脉冲宽度为17.8ms;

可以发现，定时器补偿部分正常运行，但PCA脉冲测量结果出现极大偏差，理论上最大值仅为10ms（市电周期20ms的一半）

求大佬帮忙看看，是哪里配置有误？

作者: gpdt3209 时间: 2025-6-6 17:22
继电器是机械切换有延时

作者: 人工置顶员 时间: 2025-6-7 22:10
顶一下

作者: 人工置顶员 时间: 2025-6-11 14:47
顶一下

作者: Y_G_G 时间: 2025-6-12 16:59
过零应该是跟可控硅搭配使用,而不是继电器
继电器吸合跟放开的时间,都是跟弹簧有关系的,而弹簧的弹力迟早是会变化的,特别是mS级的时间,很难把握精准的
如果要隔离,可用光耦控制

作者: xiaobendan001 时间: 2025-6-12 17:50
继电器也可以，一定程度上可以减小断电时的火花的吧

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