一种微处理器的在线仿真调试保护方法与流程

本发明涉及一种微处理器在线仿真调试保护方法。

背景技术：

在电力系统的并网逆变控制技术中，其各种各样的调制方法大部分是由软件进行的，故在并网状态下软件的仿真调试是不能进行单步执行、打断点等一系列操作的，因为一旦误操作，很可能造成炸机等问题。故一般开发人员为了避免仿真时的误操作造成的严重后果，干脆不进行软件的仿真调试，这样就影响到了代码调试的效率。

技术实现要素：

本发明的目的是：使得开发人员可以在电力设备并网状态下进行微处理器的仿真调试，并可以进入各种各样的非全速运行模式。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种微处理器的在线仿真调试保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将微处理器与独立的单稳态触发器的输入端相连，单稳态触发器的输出端连接igbt驱动电路，微处理器上运行的程序全速运行时，微处理器定时向单稳态触发器的输入端给出触发信号，并设微处理器中的定时器一应用于pwm发生器功能，定时器二为非pwm发生器功能使用的定时器；

步骤2、当微处理器上运行的程序进入非全速运行状态时，步骤3会随之发生；若在进行在线仿真调试时微处理器上运行的程序一直运行在全速运行状态或程序中断后重新运行，则进入4；步骤3、若单稳态触发器超出设定的时间未接收到触发信号，则单稳态触发器进入稳态，单稳态触发器输出锁死信号给igbt驱动电路，igbt驱动电路在接收到锁死信号后进入复位或锁死状态，锁死igbt的开关状态，从而进入稳定的脱网状态；

步骤4、获取存储的定时器二的上一次计数值，并获得定时器二的当前计数值，计算上一次计数值与当前计数值的差值，若该差值在预设的正常范围内，则进入步骤5，否则进入步骤6；

步骤5、将上一次计数值更新为当前计数值，同时单稳态触发器输出或保持使能信号给igbt驱动电路，设备处于正常的运行状态；

步骤6、舍弃当前计数值，微处理器上运行的程序在复位前将不产生pwm波形，单稳态触发器进入或维持稳态，单稳态触发器输出或维持锁死信号给igbt驱动电路，igbt驱动电路在接收到锁死信号后进入或维持复位或锁死状态，锁死igbt的开关状态，从而进入稳定的脱网状态。

本发明提出的方法解决了现有技术中存在的问题，使用本发明提供的方法，在电力设备并网状态下也可以进行微处理器的仿真调试，并可以进入各种各样的非全速运行模式，例如打断点、单步执行等操作，极大地提高了开发人员开发调试效率。

附图说明

图1为本发明所应用的系统图；

图2为本发明的流程图；

图3为本发明的部分流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。

以一个并网逆变系统为例，详述本发明提供的一种微处理器的在线仿真调试保护方法，包括以下步骤：

1、确认复位状态是安全状态：

在系统设计时，硬件电路上首先要确保当处理器处于复位状态时，igbt、并网开关等关键部件处于安全脱网状态。即igbt上桥臂同时为高或低(下桥臂同时低或高)，并网接触器处于断开状态，避免出现不可控的状态，同时这也是所有成熟的并网系统的基本要求。

2、确认在仿真模式下定时器的状态：

大多数仿真软件，在仿真环境下的单步执行、断点停止状态下定时器是在持续计数的。对于应用于pwm发生器功能的定时器，本实施例中定义为定时器一，当程序非全速执行(例如断点停止状态)时，外部条件在实时变化(例如电网电压相位、直流电压)，而程序停止或延误采样、处理外部的模拟量，pwm发生器仍在以之前设置的占空进行发波，这时就必须加以保护处理，否则会导致炸机(详见第3步的操作)。同时也应利用非用作pwm发波的定时器(本实施例中定义为定时器二)作时间基准，来判断并加以第二层保护(详见第4步的操作)。

3、确保程序非全速执行状态下的安全，首先是硬件电路的功能设计：

如图1所示，具有一个独立于处理器的单稳态触发器，能够通过输入端的触发信号(电平上升沿或下降沿等信号)来监控处理器的运行状态，能够输出一个使能信号(高低电平等信号)给igbt驱动电路。

具有一个igbt驱动电路，其能够根据这个使能信号进入复位状态，锁死igbt的开关状态，使设备进入一个安全的脱网状态。

结合图2，一个独立于处理器的单稳态触发器需要处理器定时的给出一个上升沿或下降沿触发信号，如果程序运行在仿真模式的断点处，不再全速执行，停留时间超出单稳态触发器设置的时间(例如2～3个开关周期)周期，单稳态触发器进入稳态，输出跳变为一个与单稳态触发器处于非稳态相反的逻辑电平给igbt驱动电路，igbt驱动电路复位或锁死，igbt开关管的上下桥臂的开关状态改变，进入一个稳定的脱网状态，避免和电网失步和其他不同步问题而炸机。

4、确保开发人员在任何操作时的安全，同时要进行软件的自锁死功能设计：

开发人员在线仿真调试时，操作单步执行、打断点、全速运行等多次操作过程中，必须避免再次开启一个给单稳态触发器的触发信号，这就有必要在给单稳态触发器触发信号的开启代码前(必须紧密相邻且不被其他中断所打断)，加一个条件判断语句，判断和上次发波的时间间隔是否在误差范围内，若在可以给出看门狗触发信号，否则将认为是在仿真模式的失步状态，不再给看门狗触发信号，具体流程如图3所示。

例如一个系统是10k的开关周期，正常运行时处理器硬件每100us下溢或上溢中断时更新寄存器数据以改变发出波形的占空。在程序中每完成一次数据处理计数后，且下次更新寄存器数据前一个时间段内完成寄存器缓存的更新并再次发出单稳态触发器的触发信号。根据程序运行时间的离散型统计来看，若这个时间段的误差在10us以内，这样将一个32位的定时器二的分辨率设置为1us，在每次给出单稳态触发器触发信号时判断计数的间隔，若在90-110范围内，则正常发出触发信号，若超出范围，则不再给出触发信号，且强制关闭单稳态触发器，不更新此次32位定时器的读取值，防止下次判断时再次给出触发信号。且在处理器不复位的情况下，保证17.8小时以内不会产生误判断。从而通过增加其他定时器的计数判断，确保不会再次发出pwm波而炸机。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种微处理器的在线仿真调试保护方法，其特征在于，包括以下步骤：将微处理器与独立的单稳态触发器的输入端相连，单稳态触发器的输出端连接IGBT驱动电路，微处理器上运行的程序全速运行时，微处理器定时向单稳态触发器的输出端给出触发信号，并设微处理器中的定时器一应用于PWM发生器功能，定时器二为非PWM发生器功能使用的定时器。本发明提出的方法解决了现有技术中存在的问题，使用本发明提供的方法可以进行微处理器的仿真调试，并可以进入各种各样的非全速运行模式，例如打断点、单步执行等操作，极大地提高了开发人员开发调试效率。

技术研发人员：叶余胜;张中伟;梁晓兵
受保护的技术使用者：上海致远绿色能源股份有限公司
技术研发日：2018.12.17
技术公布日：2019.04.26