電力參數(shù)檢測裝置設計

1、I遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學單片機原理及接口技術(shù)單片機原理及接口技術(shù) 課程設計（論文）課程設計（論文）題目：題目： 電力參數(shù)檢測裝置設計電力參數(shù)檢測裝置設計 院（系）：院（系）： 專業(yè)班級：專業(yè)班級： 學學 號：號： 學生姓名：學生姓名： 指導教師：指導教師： （簽字）起止時間：起止時間：2014.06.16-2014.06.302014.06.16-2014.06.30本科生課程設計（論文）II課程設計（論文）任務及評語課程設計（論文）任務及評語院（系）： 教研室： 學 號學生姓名專業(yè)班級課程設計（論文）題目電力參數(shù)檢測裝置設計課程設計（論文）任務該檢測裝置實時監(jiān)測 380V 三相電

2、流，并實時顯示電流有效值，當電流超過 100A 時發(fā)出聲光報警。設計任務：設計任務：1. CPU 最小系統(tǒng)設計（包括 CPU 選擇，晶振電路，復位電路）2. 電流互感器選擇及模擬量接口電路設計3. 電源電路及聲光報警電路設計4 . 程序流程圖設計及程序清單編寫技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)：1電流上限值 100A2工作電源 220V設計要求設計要求：1、分析系統(tǒng)功能，盡可能降低成本，選擇合適的單片機、AD 轉(zhuǎn)換器、輸出電路等；2、應用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖；3、按規(guī)定格式，撰寫、打印設計說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細的軟件設計說明，詳細闡述系統(tǒng)的工作過程，字數(shù)應在 4000 字以上。進度

3、計劃第 1 天 查閱收集資料第 2 天 總體設計方案的確定第 3-4 天 CPU 最小系統(tǒng)設計 第 5 天 電流互感器及接口電路設計 第 6 天電源電路以及聲光報警電路設計第 7 天 程序流程圖設計第 8 天 軟件編寫與調(diào)試第 9 天 設計說明書完成第 10 天 答辯指導教師評語及成績 平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導教師簽字： 年 月 日本科生課程設計（論文）III摘 要電流的檢測在人們的生產(chǎn)和生活的過程中都是十分普遍的，特別是當電流量是模擬信號時，給人們的檢測帶來了許多的不變， 因此如何來計量它就具有重要的現(xiàn)實意義。本文主要介紹了一種基于 89C51 單片機的電力運行參數(shù)測量裝置

4、，該裝置采用單片機作為測控核心，能夠自動完成電力供電線路的參數(shù)測定、運算和顯示。本文詳細介紹了電力參數(shù)的測量方法，并通過制圖軟件繪制了系統(tǒng)原理圖完成了裝置的設計和各部分功能軟硬件調(diào)試，著重介紹了裝置電流采樣、數(shù)據(jù)采集計算、顯示處理單元的功能實現(xiàn)過程，并總結(jié)了每個單元調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題。解決了原有電力參數(shù)檢測裝置的功率損耗大，參數(shù)顯示不精確，反應速度慢的缺點。關鍵詞：89C51；電力參數(shù)；數(shù)據(jù)采集顯示；檢測裝置本科生課程設計（論文）IV目 錄第 1 章 緒論 .11.1 電力參數(shù)檢測概況 .11.2 本文研究內(nèi)容 .11.完成功能： .11.3 電力參數(shù)檢測裝置總體設計方案 .2第 2 章 最

5、小 CPU 系統(tǒng) .32.1 數(shù)據(jù)存儲器擴展 .32.2 復位電路設計 .42.3 時鐘電路設計 .52.4 CPU 最小系統(tǒng)圖 .6第 3 章 電力參數(shù)檢測裝置輸入輸出接口電路設計 .73.1 電力參數(shù)檢測裝置傳感器的選擇 .73.2 電力參數(shù)檢測裝置檢測接口電路設計 .73.2.1 A/D 轉(zhuǎn)換器選擇.73.3 人機對話接口電路設計 .83.3.1 LED 顯示電路.83.3.2 數(shù)碼管顯示電路的設計.93.4 報警電路的設計 .103.5 電流有效值計算 .10第 4 章 電力參數(shù)檢測裝置軟件設計 .114.1 軟件實現(xiàn)功能綜述 .114.2 流程圖設計 .114.2.1 模擬量檢測流程

6、圖設計.12第 5 章 系統(tǒng)設計與分析 .135.1 系統(tǒng)原理圖 .135.2 系統(tǒng)原理綜述 .145.3 軟件調(diào)試結(jié)果 .14本科生課程設計（論文）V5.4 程序清單 .14第 6 章 課程設計總結(jié) .19參考文獻 .20本科生課程設計（論文）1第 1 章 緒論1.1 電力參數(shù)檢測概況在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，電能的質(zhì)量越來越受到重視。電網(wǎng)電壓、電流的過高或過低，都會影響到電器設備的正常使用和使用壽命。應用于電力系統(tǒng)的電力參數(shù)實時監(jiān)測功能，在變電站一級一般都由遠動裝置來實現(xiàn)；而在日常生活中，一般只是利用電能表進行電量的計量，其原理是通過將有功功率對時間的積分來計算有功電能。目前，我國主要使用的

7、電能表有兩種：一種是感應式機械電能表：另一種是隨著電子工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的電子式電能表，它是利用電流和電壓作用于固態(tài)電子器件產(chǎn)生電能輸出量的電能計量儀表。機械式電能表由于其穩(wěn)定性和精度都不高，隨著電力市場改革的不斷深入，我國在各級電能計量系統(tǒng)的建立中，大部分已將機械式電能表更新為電子式電能表。 1.2 本文研究內(nèi)容1.完成功能：需要監(jiān)測的三相電流經(jīng)電流互感器變壓變流給模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0833，把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再把轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量供給 89C51 單片機。89C51 單片機對數(shù)字量分析處理把當前的電流有效值大小通過鎖存器給 LED 顯示出來。如果電流有效值大于 100A，則 89C51 單片

8、機通過報警系統(tǒng)對外發(fā)出警報。2.2.設計任務設計任務: :此次所設計的電流參數(shù)檢測裝置嚴格的按照所要完成的功能、本身的實用性、器件本身的性價比，進行系統(tǒng)的整體方案設計。包括以下內(nèi)容1. CPU 最小系統(tǒng)設計（包括 CPU 選擇，晶振電路，復位電路）2. 電流互感器選擇及模擬量接口電路設計3. 電源電路及聲光報警電路設計4 . 程序流程圖設計及程序清單編寫 本科生課程設計（論文）21.3 電力參數(shù)檢測裝置總體設計方案數(shù)字電壓表總體方案設計如圖 1.1 所示： 圖 1.1 總體方案設計圖1)顯示模塊是顯示電壓。2)時鐘電路是給單片機提供時鐘信號。3)復位電路的作用是使單片機的程序計數(shù)器清零。第 2

9、 章 最小 CPU 系統(tǒng)AT89C51 是一可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓微處理器，俗稱單片機。由于將多功能本科生課程設計（論文）38 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器。AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。圖 1.2 89c512.1 數(shù)據(jù)存儲器擴展如前所述，單片機的芯片內(nèi)集成了 CPUROMRAM定時/計數(shù)器和并行 I/O接口，已經(jīng)具備了很強的功能，一片單片機基本上就是一臺計算機。但是

10、，單片機內(nèi)部的 ROMRAM 的容量定時器I/O 接口和中斷源等資源往往有限，在實際應用中通常不夠用，因此需要對單片機的資源進行擴展。需要擴展的是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。單片機內(nèi)部雖然有一定數(shù)量的存儲器，但常常不能滿足實際需要，因此要求從外部進行擴展。常用的外部數(shù)據(jù)存儲器有靜態(tài) RAM（static Random Access Memory）和動態(tài)RAM（Dynamic Random Access Memory）兩種。前者讀/寫速度高，一般都是 8 位寬度，易于擴展，且大多數(shù)與相同容量的 EPROM 引腳兼容，有利于印刷板電路設計，使用方便；缺點是集成度低，成本高，功耗大。后者集成度高，成本低

11、，功耗相對較低；缺點是需要增加一個刷新電路，附加另外的成本。本文采用ERROM6264 和地址鎖存器 74LS373（如圖 1.3 所示）本科生課程設計（論文）4圖 1.3 CPU 與數(shù)據(jù)存儲器的硬件原理圖2.2 復位電路設計復位操作可以使單片機初始化，也可以使死機狀態(tài)下的單片機重新啟動，因此非常重要。單片機的復位都是靠外部復位電路來實現(xiàn)得，在時鐘電路工作后，只要在單片機得 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘脈沖（兩個機器周期）以上的高電平，單片機就能實現(xiàn)復位。為了保證系統(tǒng)可復位，在設計復位電路時，一般使RESET 引腳保持 100ms 以上的高電平，單片機便可以可靠地復位。當 RESET

12、從高電平變?yōu)榈碗娖揭院?，單片機從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。在復位有效期間，ALE 和 PSEN 引腳輸出高點平。該設計采用的是按健電平復位電路，使用比較方便，在此復位電路中，干擾易串入復位端，在大多數(shù)情況下不會造成單片機的錯誤復位，但會引起內(nèi)部某些寄存器錯誤復位。在 RESET 復位引腳上接一個去耦電容。在程序跑飛時，可以手動復位，按下按鍵后，使 RESET 端產(chǎn)生高電平，按鍵時間決定復位時間，這樣就不用在重起單片機電源，就可以實現(xiàn)復位。如圖 1.4：A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CE120CE226WE27OE22D011

13、D112D213D315D416D517D618D719VCC28GND146264D718D617D514D413D38D27D14D03Q719Q616Q515Q412Q39Q26Q15Q02G11OE174LS373+5V1k+5VVCCVSSRESETP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT13P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL119P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627

14、P2.728PSEN29ALE30P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039XTAL218EA31VCC40VSS2089C51XTAL2XTAL1本科生課程設計（論文）5圖 1.4 按鍵脈沖復位2.3 時鐘電路設計時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需的時間信號。時鐘信號可以有兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。89C51 單片機內(nèi)部有一個高增益反向放大器（及與非門的一個輸入端編程為常有效時） ，用于構(gòu)成片內(nèi)振蕩器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。在 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶體或陶瓷諧振器，就

15、構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘發(fā)生器，如圖 2.5 所示。外接晶振時，C1 和 C2 值通常選擇為 30pF 左右；外接陶瓷諧振器時，C1 和C2 可穩(wěn)定頻率并對振蕩頻率有微調(diào)作用，振蕩頻率范圍是 0 到 24MHz。為了減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定可靠的工作，諧振器和電容應盡可能安裝的與單片機芯片可靠。內(nèi)部時鐘發(fā)生器實質(zhì)上是一個二分頻的觸發(fā)器，其輸出是單片機工作所需的時鐘信號。RRCVCCSVssRST單單單本科生課程設計（論文）62.4 CPU 最小系統(tǒng)圖CPU 最小系統(tǒng)見圖 1.6：A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A

16、1123A122CE120CE226WE27OE22D011D112D213D315D416D517D618D719VCC28GND146264D718D617D514D413D38D27D14D03Q719Q616Q515Q412Q39Q26Q15Q02G11OE174LS373+5V1k+5VC322C422Y1CRYSTALC222C122R11kR21kS1SW-PBVCCVCCVCCVSSVSSRESETRESETP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT13P

17、3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL119P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE30P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039XTAL218EA31VCC40VSS2089C51XTAL2XTAL2XTAL1XTAL1本科生課程設計（論文）7第 3 章 電力參數(shù)檢測裝置輸入輸出接口電路設計3.1 電力參數(shù)檢測裝置傳感器的選擇由于檢測裝置實時監(jiān)測 380V 三相電流，所以要接入電流互感器。電流互感器的作用為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)

18、濟運行，必須對電力設備的運行情況進行監(jiān)視和測量。但一般的測量和保護裝置不能直接接入一次高壓設備，而需要將一次系統(tǒng)的大電流按比例變換成小電流，供給測量儀表和保護裝置使用。在測量交變電流的大電流時，為便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流（我國規(guī)定電流互感器的二次額定為 5A 或 1A），另外線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。 它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護等。3.2 電力參數(shù)檢測裝置檢測接口電路設計3.2.1

19、A/D 轉(zhuǎn)換器選擇現(xiàn)實世界的物理量都是模擬量，能把模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量的器件稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D 轉(zhuǎn)換器） ，A/D 轉(zhuǎn)換器是單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關鍵接口電路，按照各種 A/D 芯片的轉(zhuǎn)化原理可分為逐次逼近型，雙重積分型等等。雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器具有抗干擾能力強、轉(zhuǎn)換精度高、價格便宜等優(yōu)點。與雙積分相比，逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換速度更快，而且精度更高，比如 ADC0809、ADC0832 等，它們通常具有 8 路模擬選通開關及地址譯碼、鎖存電路等，它們可以與單片機系統(tǒng)連接，將數(shù)字量送到單片機進行分析和顯示。一個 n 位的逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器只需要比較 n 次，轉(zhuǎn)換時間只取決于

20、位數(shù)和時鐘周期，逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度快，因而在實際中廣泛使用。ADC0832 是美國國家半導體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性強，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。本設計采用精密采樣電阻（9 歐、0.9 歐、0.09 歐、0.01 歐） ，電阻精度可達 0.1%可忽略；八位 A/D 精度為 5/256（V）;對于 100A 的總量程精度可達本科生課程設計（論文）80.1%，因而方案可達設計要求。ADC0832 具有以下特點： 8 位分辨率； 雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換； 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容；

21、 5V 電源供電時輸入電壓在 05V 之間； 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為 32S； 一般功耗僅為 15mW； 8P、14PDIP（雙列直插） 、PICC 多種封裝； 商用級芯片溫寬為 0C to +70C，工業(yè)級芯片溫寬為- 40C to +85C；芯片接口說明:CS_ 片選使能，低電平芯片使能； CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/-使用； CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/-使用； GND 芯片參考 0 電位（地） ；DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制； DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出； CLK 芯片時鐘輸入；Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復用）3.3 人

22、機對話接口電路設計3.3.1 LED 顯示電路本科生課程設計（論文）9圖 2.3LED 顯示電路本文通過 3 塊 LED 顯示屏，將 AD 轉(zhuǎn)換電路得到值顯示出來，即為當前電流的大小3.3.2 數(shù)碼管顯示電路的設計數(shù)碼管顯示電路由段驅(qū)動電路和位驅(qū)動電路組成。由于單片機的并行口不能驅(qū)動數(shù)碼管顯示器，必須采用專門的驅(qū)動電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能正常工作。如果驅(qū)動電路能力差，即負載能力不夠，顯示器亮度就低，而且驅(qū)動電路長期在超負荷下運行容易損壞。本系統(tǒng)采用并行驅(qū)動動態(tài)顯示。采用單片機P2口的低3位作為數(shù)碼管的位碼輸出信號，P0口作為段碼輸出信號。該驅(qū)動電路如圖2.3所示，P0口作為段

23、碼輸出信號需外接上拉電阻。由圖2.4可以看到，原理圖中用3個三極管作為數(shù)碼管的位驅(qū)動。圖 2.4 數(shù)碼顯示電路圖+5VVCCVSSRESETP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT13P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL119P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE30P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P

24、0.039XTAL218EA31VCC40VSS2089C51XTAL2XTAL1abfcgdeDPY76421910abcdefg5dpdp38DS?DPY_7-SEG_DPabfcgdeDPY76421910abcdefg5dpdp38DS?DPY_7-SEG_DPabfcgdeDPY76421910abcdefg5dpdp38VSS9VCC18D12D23D34D45D56D67D78D01Q111Q212Q313Q414Q515Q616Q717Q010U?DPY_7-SEG_DPQ?PNPQ?PNPQ?PNPVCCR?1kR?1kR?1kR?2kR?2kR?2kR?2kR?2kR?2k

25、R?2kVCC本科生課程設計（論文）103.4 報警電路的設計當電流達到或超過上限是就會報警，報警電路與單片機的P2.3口相連當單片機輸出一個低電平時，蜂鳴器就會發(fā)出報警信號，說明電流已經(jīng)超過規(guī)定的上限值，外部輸出設備應該啟動進行相應的措施。只用在人按下復位按鈕或電路在允許的范圍內(nèi)報警電路就不會觸動。 圖 2.5 報警電路圖3.5 電流有效值計算電力參數(shù)的準確、快速測量對于實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化、保證電網(wǎng)安全與經(jīng)濟運行具有十分重要的意義。電網(wǎng)頻率并不是固定不變的，而是在 50Hz 附近波動。傳統(tǒng)的直流采樣算法不能及時反映被測量的突變，精度與穩(wěn)定度受變送器的影響很大，己逐漸不能滿足系統(tǒng)的需要。隨著人

26、們對測量精度、性能的要求越來越高，在目前應用于電力系統(tǒng)的各種測量控制儀表中，交流采樣就越來越受人們的青睞。交流采樣是按照一定的規(guī)律對被測物理量的瞬時值進行采樣，用一定的算法計算出被測物理量的有效值。目前國內(nèi)外已經(jīng)提出和實現(xiàn)了許多交流采樣的算法。由于采用的具體原理不同，在硬件軟件的配置上也不一樣，以致系統(tǒng)的精度和造價也不一樣。在應用中應根據(jù)實際情況選擇最適宜的交流采樣算法。R?RES2Q?PNPLS?SPEAKERVCC本科生課程設計（論文）11第 4 章 電力參數(shù)檢測裝置軟件設計4.1 軟件實現(xiàn)功能綜述本實驗要實現(xiàn)的是對 380V 三相電流實時監(jiān)測裝置。由 89C51 單片機和其他一些器件組成

27、的控制系統(tǒng)，要實現(xiàn)的軟件功能是將線路中的電流信息通過電流檢測模塊傳送給 89C51 單片機，途中利用 A/D 轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，讓單片機識別，并顯示。然后對電流進行判斷，通過顯示模塊顯示電流的有效值，如果電流有效值大于設定的允許值，則對外報警。4.2 流程圖設計主程序流程圖設計電流信號通過電流檢測模塊傳送給89C51單片機，途中利用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，讓單片機識別，并處理，然后電流大小進行判斷，超過允許值進行報警。圖3.1主程序流程圖本科生課程設計（論文）124.2.1 模擬量檢測流程圖設計每次對 ADC0832 操作時要按造 ADC0832 工作過程中的協(xié)議進

28、行。初始化- ROM操作命令- 存儲器操作命令- 處理數(shù)據(jù) 程序流程圖如圖4.2圖3.2模擬量檢測流程圖本科生課程設計（論文）13第 5 章 系統(tǒng)設計與分析5.1 系統(tǒng)原理圖圖 4.1 系統(tǒng)原理電路圖A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CE120CE226WE27OE22D011D112D213D315D416D517D618D719VCC28GND146264D718D617D514D413D38D27D14D03Q719Q616Q515Q412Q39Q26Q15Q02G11OE174LS373+5VR71k+5VC322C422Y1

29、CRYSTALC222C122R11kR21kS1SW-PBVCCVCCVCCVSSVSSRESETRESETP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT13P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL119P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE30P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039XTAL218EA3

30、1VCC40VSS2089C51XTAL2XTAL2XTAL1XTAL1CH-02DI5CH-13DO6CS1CLK7VCC8GND4U1ADC0833VCC1234D1BRIDGE1T1TRANS1R41kR643kR543kC52.2V1380VabfcgdeDPY76421910abcdefg5dpdp38DS1DPY_7-SEG_DPabfcgdeDPY76421910abcdefg5dpdp38DS2DPY_7-SEG_DPabfcgdeDPY76421910abcdefg5dpdp38VSS9VCC18D12D23D34D45D56D67D78D01Q111Q212Q313Q414

31、Q515Q616Q717Q010U2DPY_7-SEG_DPQ2PNPQ4PNPQ3PNPVCCR31kR81kR91kR112kR122kR132kR142kR152kR162kR172kVCCR10RES2Q1PNPLS1SPEAKERVCCP0P1P2P3P4P5P6P7P0P1P2P3P4P5P6P7I0I1I2I0I1I2I3I3本科生課程設計（論文）14 5.2 系統(tǒng)原理綜述需要監(jiān)測的三相電流經(jīng)電流互感器變壓變流給模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0833，把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再把轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量供給 89C51 單片機。89C51 單片機對數(shù)字量分析處理把當前的電流有效值大小通過鎖存器給 LED

32、 顯示出來。如果電流有效值大于 100A，則 89C51 單片機通過報警系統(tǒng)對外發(fā)出警報。5.3 軟件調(diào)試結(jié)果分別調(diào)試各子模塊：按鍵掃描及處理模塊，顯示模塊，電流采樣控制模塊，當各子模塊調(diào)試正常后再將各子模塊及主模塊全部匯編連接成目標文件，再將目標代碼下載到單片機中進行統(tǒng)一調(diào)試 。各單元均調(diào)通后，進行整機調(diào)試，其過程如下：將調(diào)試好的模塊連接在一起，加 380V 交流電在變壓器兩端，用單片機進行調(diào)試，對每一模塊的功能進行檢測。調(diào)試成功則證明整個系統(tǒng)能夠正常工作。5.4 程序清單程序編譯DIS：MOV A，R2 ；ADD A，R3 DA AADD A，R4DA AMOV R4，A ；把相加結(jié)果存放

33、R4中MOV 21H，#00H ；置循環(huán)顯示初值HDISP：MOV A，R4ANL A，#0F0HORL A，#07H ；選通高位數(shù)碼管MOV P2，A ；送顯高位ACALL DELAD2 ；延時MOV A，R4ANL A，#0FH本科生課程設計（論文）15SWAP AORL A，#0BH ；選通低位數(shù)碼管MOV P2，A ；送顯低位ACALL DELAD2 ；延時INC 21HMOV A，#0FHXRL A，21HJZ B1 ；循環(huán)顯示完否SJMP HDISP ；未完繼續(xù)B1：RET ；顯示完返回ORG 0000HSTART：MOV P1，#0F0H ；關閉兩片89C51MOV R3，#0D

34、0H ；對第一片89C51送控制字MOV 20H，#02HM1：MOV A，R3ACALL READ ；調(diào)用讀數(shù)子程序JZ N1ACALL M2 ；調(diào)用核對子程序N1：MOV A，R1INC AMOV R1，AACALL READJZ N2ACALL M2N2：MOV A，R1INC AMOV R1，AACALL READJZ N3ACALL M2N3：MOV A，R1INC AMOV R1，AACALL READ本科生課程設計（論文）16JZ N4ACALL M2N4：MOV R3，#0B0H ；第二片89C51送控制字MOV A，02HDEC AJNZ M1SJMP START ；巡回檢測

35、READ：MOV P1，A ；送控制字CLR P1.4ORL P1，#0FHMOV A，P1 ；讀數(shù)據(jù)SETB P1.4ANL A，#0FHRET ；子程序返回M2：MOV R0，ALCALL DELAD1MOV A，R1XRL A，R0 ；核對比較JNZ M22 ACALL TLTC ；調(diào)用查找報警點子程序M22：RETTLTC：MOV A，R1 ；查找報警點位于哪個口ANL A，#0FHMOV R7，AMOV R2，#00HL1：MOV A，R7JNZ L2MOV R2，#04HL2：MOV A，R7JNZ L3MOV R2，#08HL3：MOV A，R7XRL A，#03HMOV R2，#12H本科生課程設計（論文）17LL3：MOV A，R1 ；查找報警點在哪片89C51ANL A，#0F0HRLC AJC L4MOV R3，#16HL4：RLC AJC L5MOV R3，#00HL5：MOV A，R0 ；查找是哪個點報警RRC AMOV R0，AJNC L6MOV R4，#01HLCALL DISL6：MOV A，R0RRC AMOV R0，AJNC L7MOV R4，#02HLCALL DISL7：MOV A，R0RRC A MOV R0，AJNC L8MOV R4，#03HLCALL DISL8：