智能漏电断路器主程序需围绕实时漏电监测、故障快速响应、多任务协同处理及可靠通信展开设计，其核心逻辑可通过模块化任务调度与事件驱动机制实现高效运行。以下是具体设计框架：

### **一、主程序任务调度逻辑**
1. **初始化阶段**
- **硬件自检**：检测零序电流互感器、电压/电流传感器、脱扣器等硬件状态，确保通信接口（如RS485）正常。
- **参数加载**：从EEPROM或上位机读取预设参数（如漏电动作阈值、分断时间、过载保护曲线等）。
- **时钟校准**：同步内部定时器，为采样和延时任务提供时间基准。

2. **主循环任务调度**
- **高优先级任务**（实时性要求高）：
- **漏电信号采样**：通过零序电流互感器实时采集剩余电流，结合绝对值放大电路和ADC转换，计算有效值。
- **故障判断**：若剩余电流超过阈值（如30mA），立即触发脱扣信号；若为缓变漏电（如设备绝缘老化），启动延时计时。
- **过载/短路保护**：监测三相电流，若超过长延时/短延时阈值，按反时限特性动作。
- **中优先级任务**（周期性执行）：
- **电压相序检测**：通过峰值法计算A/B相相位差，若超出110°~130°范围，报相序错误。
- **状态显示与存储**：更新LCD显示内容（如漏电值、故障类型），记录历史故障（最多200条）。
- **低优先级任务**（空闲时执行）：
- **通信处理**：响应上位机Modbus命令，上传状态数据或接收参数修改指令。
- **自诊断**：检查内存、传感器校准值等。

3. **中断服务程序**
- **定时器中断**：触发ADC采样和按键扫描，确保实时性。
- **通信中断**：处理RS485总线数据，实现主从式通信（主机控制，从机被动响应）。
- **外部中断**：响应试验按钮或手动分闸信号。

### **二、事件处理机制**
1. **漏电事件处理**
- **突变漏电**：电流上升率超过阈值（如500mA/ms），立即脱扣（0.1s内）。
- **缓变漏电**：电流持续超过阈值但上升缓慢，按预设延时（如0.3s/0.6s）动作，避免误动。
- **动作后处理**：脱扣后锁定，需手动复位或上电自检通过后重新合闸。

2. **过载/短路事件处理**
- **长延时过载**：电流超过1.2倍额定值，按反时限曲线延时动作（如60s内）。
- **短延时短路**：电流超过5倍额定值，延时0.2s~0.5s动作。
- **瞬时短路**：电流超过10倍额定值，立即脱扣（<20ms）。

3. **通信事件处理**
- **上位机命令解析**：支持读取实时数据（如漏电值、三相电流）、修改保护参数、远程分闸。
- **数据上报**：定期发送设备状态（如在线/离线、故障记录）。
- **CRC校验**：确保通信数据完整性，错误时重传。

4. **异常事件处理**
- **传感器故障**：若电压/电流采样值异常，报“传感器故障”并切换至备用通道。
- **电源异常**：检测到欠压（<165V）或过压（>260V），自动分闸并显示“U X”。
- **相序错误**：禁止合闸，直至相序恢复正常。

### **三、关键设计要点**
1. **实时性保障**
- 采用PIC24FJ64等高性能单片机，其哈佛架构和RISC指令集可实现单周期指令执行，确保采样和判断延迟<1ms。
- 中断优先级分配：漏电采样>通信>按键，避免低优先级任务阻塞关键功能。

2. **抗干扰设计**
- **硬件**：电源滤波、光耦隔离、屏蔽层接地。
- **软件**：数字滤波（如移动平均）、看门狗定时器、指令冗余。

3. **可扩展性**
- 模块化代码结构，支持功能扩展（如增加谐波保护、温度监测）。
- 通信协议兼容Modbus RTU/ASCII，便于集成至SCADA系统。

4. **用户交互**
- **DIP开关**：设置漏电动作值、退出保护模式等。
- **LED指示**：区分漏电、过载、通信等故障类型。
- **按键复用**：通过长按/短按实现参数修改、手动合闸。

### **四、示例代码逻辑（伪代码）**
```c
void main() {
Hardware_Init(); // 初始化硬件
Parameters_Load(); // 加载参数
while(1) {
if (Timer_Interrupt_Flag) { // 定时采样
Sample_Currents();
Calculate_Residual_Current();
}
if (Leakage_Event) { // 漏电事件处理
Handle_Leakage();
}
if (Overload_Event) { // 过载事件处理
Handle_Overload();
}
if (RS485_Rx_Flag) { // 通信事件处理
Process_Modbus_Command();
}
Update_Display(); // 更新显示
}
}

void Handle_Leakage() {
if (Sudden_Change) { // 突变漏电
Trip_Breaker();
} else if (Gradual_Change && Timer_Expired) { // 缓变漏电延时到
Trip_Breaker();
}
}
```

### **五、应用场景优化**
- **农村电网**：通过鉴相鉴幅技术区分缓变/突变漏电，减少误动。
- **工业环境**：增加抗电磁干扰措施（如金属外壳、双绞线通信）。
- **智能家居**：集成Wi-Fi模块，实现手机APP远程监控。

此设计通过优先级调度、事件驱动和模块化架构，确保智能漏电断路器在复杂电网环境中可靠运行，同时满足国家标准和用户定制需求。