ATSE控制器的硬件部分主要由供电电源电路、两路三相交流电电压检测电路、单片机、选项设置和位置检测和电机控制电路组成，见图1，分为两块电路板设计，一块电路板实现电源电路和电机控制电路，另一块电路板实现数据采集、单片机控制、选项设置和位置检测等弱电电路，采用这种设计可防止强电和弱电之间的干扰，便于维护。
以下是各部分电路的简要说明：
1）供电电源电路：电源电路主要是为电机控制电路的继电器和单片机控制以及电压检测电路提供两路隔离＋12V和＋5V电源，一路为单片机控制和电机控制电路的继电器供电，一路为电压检测电路的交流侧的数据采集提供电源，目的是对强电和弱电提供安全和抗干扰隔离。＋12V和＋5V电源由220V交流电经过变压器、整流滤波电路和LM7812和LM7805芯片产生，电路框图见图2,其中输入交流电选择（继电器）用来选择用常用电源还是备用电源供电，用继电器实现，当常用电源正常时用常用电源，否则用备用电源。
2）电机控制电路
在控制器中，用交流电机的正反转控制开关转到相应的位置（如I位、Ⅱ位和0位），交流电机的正反转由三根线（O，A，B）控制，一根（O）接零线，其余两根中的一根（A）接火线，另一根（B）悬空时正转，反之反转。A,B两根线由单片机的I/O口通过三极管控制继电器的常开节点与火线连接，框图见图3。
两路三相交流电电压检测电路实现三相交流电电压检测，把220v交流电压转换为0－5V的直流电压，通过AD转换芯片（ADC0832）转换为数字量由单片机采集。该部分电路由六选一电路、分压电路、整流滤波电路、A/D转换电路和光耦隔离电路组成，见图4。
六选一电路，单片机一次采样一路交流电采样[5]，此电路采用八个光耦（moc3083，220V光耦），其中六个接常用电源和备用电源的火线，另两个接常用电源和备用电源的零线，每次使连接常用电源或备用电源的火线和零线的光耦选通，对本相交流电采样，完成六选一功能，同时完成电隔离；分压电路通过电阻分压实现0－300V交流电降为0－5V交流电；整流滤波电路实现交流电压转换为直流电压；A/D转换实现模拟量到数字量的转换，由于控制器对采样的精度和速度要求不高，所以选择八位串行A/D采样芯片ADC0832；光耦隔离实现交流电和单片机控制电路的电隔离，本系统采用中速光耦6N136实现。
4）选项设置及位置检测电路
选项设置电路设置控制器处于电动/自动状态和在电动状态下手动置0位、置Ⅰ位和置Ⅱ位，通过按钮实现。ATSE控制器有两种控制状态即电动/自动状态，在电动状态下，通过按钮设置开关处于0位、Ⅰ位和Ⅱ位，在自动状态下，控制器根据常用电源和备用电源的状态使开关处于0位、Ⅰ位和Ⅱ位，当常用电源正常，开关处于Ⅰ位；当备用电源正常，常用电源不正常，处于Ⅱ位；两路都不正常，处于零位。位置检测电路检测0位、Ⅰ位和Ⅱ位的位置，当开关处于相应的位置时，对应的端口为0，单片机可以停止电机转动。
5）单片机电路
单片机是控制器的核心，完成整个控制器的控制功能，包括交流电压选择、电压采样、采样数据处理、选项设置、电机正转和反转控制以及开关位置检测等功能。
3.ATSE控制器的软件设计（The software design of the ATSE controller）
ATSE控制器的核心控制器是单片机，应用中采用Atmel公司的AT89s52单片机，采用keil C51编程，软件完成整个控制器的功能，包括输入交流电采样选择、A/D转换接口、电压采样、采样数据处理、选项设置、电机正转和反转控制以及开关位置检测等功能。软件的整体框图见图5。以下部分是对软件各部分的介绍。
1）上电初始化
上电初始化主要完成定时器初始化、端口初始化和各标志位的初始化功能。在控制器的设计中，交流电压的数据采集是300ms采一路电压，整个6路电压需要1.8s完成，数据采集的定时是通过单片机的定时器1中断完成[4]。定时器初始化完成定时器初值、工作模式的设置。
2）手动/自动检测
通过对手动/自动按钮的采样，决定控制器处于手动状态还是自动状态，高为自动状态，低为手动状态，电路使用微动开关，当钥匙按下电路高电压，弹起为低电压，同时微动开关的常开接点引出自外壳端子排，以供用户选择自动还是手动，如果选择自动短接接点。
3）手动状态
控制器在手动状态下，通过按钮设置ATSE转到0位、Ⅰ位和Ⅱ位。图6是ATSE转到0位的框图，转到Ⅰ位和Ⅱ位框图相似。
4）自动状态
ATSE控制器在自动状态下，完成输入交流电采样选择、电压采样、采样数据处理、电机正转和反转控制以及开关位置检测等功能。见图7。
定时选择采样的电压：根据定时器的计数值（本设计为10ms中断一次），即计数值为30（300ms），60（600ms）…180(1.8s)时选择相应的交流电选通输入。
A/D采样：在交流电选通输入时，开启A/D转换芯片（ADC0832），采集数字量。
数据处理：根据采集的数据判断常用电源和备用电源是否正常，在系统中电压的正常范围为180－255v之间，在系统的设定中，220v对应的数字量为186，180V和255V对应的数字量分别为152和216，常用电源和备用电源中有一相电压有故障，就认为不正常，并置相应的标志位。
开关转动控制：根据常用电源和备用电源是否正常，把开关转到相应的位置，图8为程序框图。在图8中，转到0位、Ⅰ位和Ⅱ位的框图见图6。
