本設計詳細介紹了一種基于AT89C2051單片機的晶閘管觸發電路，具有高集成度、智能化、體積小、安全、迅速、可靠穩定等優點，今后必將被廣泛應用。文中以晶閘管投切電容器為例來詳細說明觸發電路的工作原理。

　　1 觸發電路的硬件設計

　　硬件電路以ATMEL公司的AT89C2051單片機為核心，包括晶閘管過零檢測電路、控制器投切命令電路、脈沖隔離放大電路等幾部分組成，硬件框圖如圖1所示。

　　1.1 AT89C2051簡介

　　AT89C2051是美國ATMEL公司生產的低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內含2 k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128 bytes的隨機數據存儲器(RAM)，兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，內置一個精密比較器，片內振蕩器及時鐘電路，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，這使得其開發調試都十分方便。

　　功能強大的AT89C2051單片機提供了高度靈活和低成本的解決辦法，完全可以滿足對晶閘管觸發電路快速、準確的要求。AT89C2051硬件結構如圖2所示。

　　1)端口P1 P1口是一個8位雙向I/O口。引腳P1.2至P1.7提供內部上拉電阻，P1.0和P1.1則需外加上拉電阻。P1.0和P1.1還分別作為片內精密模擬比較器的同相輸入(ANI0)和反相輸入(AIN1)。

　　2)端口P3 P3口的P3.0至P3.5、P3.7是帶有內部上拉電阻的7個雙向I/O口。P3.6用于固定輸入片內比較器的輸出信號并且它作為一通用I/O引腳而不可訪問。

　　1.2 輔助電路的設計

　　1.2.1 晶閘管過零檢測電路

　　晶閘管投入電容器的時刻，也就是晶閘管開通的時刻，必須是電源電壓與電容器殘壓的幅值和相位相同的時刻。因為根據電容器的特性，當加在電容上的電壓有階躍變化時，將產生沖擊電流，會損壞晶閘管且給所在電力系統帶來高頻振蕩等不利影響。所以設計了晶閘管過零檢測電路來解決殘壓測量的難題。晶閘管過零檢測電路如圖3所示。

　　當電源電壓與電容器的殘壓相等時，晶閘管上電壓為零，光電耦合器就會輸出下降沿負脈沖至單片機INT0、INT1管腳，如果此時控制器投入指令存在，此脈沖就會經過一系列環節，產生脈沖串去觸發晶閘管，保證晶閘管的導通，平穩投入電容器;當電源電壓與電容器的殘壓不相等時，晶閘管上電壓不為零，光耦導通，接到單片機的INT0、INT1呈高電平，在軟件中設置此種情況不產生觸發脈沖，晶閘管呈關斷狀態。

　　1.2.2 控制器投切命令電路

　　控制器投切命令電路如圖4所示。

　　控制器是工作人員用來向觸發電路下達電容器投切命令的電路。當工作中需要電容器投入時，控制器在J3處給晶閘管觸發電路+4V信號，光耦U3導通，使單片機P1.0(控制器投切ORDER命令管腳)呈高電平，通過邏輯判斷電路使得觸發脈沖得以驅動脈沖變壓器，使晶閘管導通，電容器投入;同理，當需要切除電容器時，取消控制器+4 V信號，光耦關斷，ORDER管腳呈低電平，通過邏輯判斷電路屏蔽了管腳的觸發脈沖，此時無論觸發脈沖管腳輸出的何種脈沖，都不能驅動脈沖變壓器，管腳晶閘管在電流過零時自然關斷。這種設計的優點就是可靠性高，抗干擾能力強，避免了因外部干擾或程序問題而使得晶閘管誤導通。