基于51單片機(jī)的漏電檢測(cè)保護(hù)裝置

1、基于51單片機(jī)的電源漏電檢測(cè)保護(hù)裝置硬件設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)采用的是ateml公司生產(chǎn)的at89c51單片機(jī)為核心來(lái)設(shè)計(jì)智能電源漏電檢測(cè)保護(hù)裝置。本文在分析了漏電檢測(cè)模塊工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種基于單片機(jī)實(shí)時(shí)采樣漏電信號(hào)并可接收上一級(jí)控制系統(tǒng)的參數(shù)要求，自動(dòng)檢測(cè)漏電參數(shù)，一旦檢測(cè)到漏電就能達(dá)到實(shí)時(shí)斷電的功能。在軟件方面，采用的是c語(yǔ)言編程，具有良好的可移植性。關(guān)鍵詞：at89c51單片機(jī)；漏電檢測(cè)；保護(hù)；硬件based on 51 single-chip power leakage detection and protection device hardware designabstract:

2、 this design uses the at89c51 microcontroller as the core the ateml company to design intelligent power leakage detection protection device. in this paper, analyzed on the basis of the principle of the leakage detection module, design a microcontroller-based real-time sampling leakage signal can be

3、received on the parameters of a control system requirements, automatic detection of leakage parameters, upon detection of leakage can achieve real-time power function. on the software side, using the c programming language, has good portability.key words: at89c51 single-chip；leakage detection；protec

4、tion；hardware目 錄1緒論11.1背景、目的及意義11.1.1接地電阻值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求11.1.2保護(hù)措施21.1.3安裝漏電保護(hù)器21.1.4安裝漏電報(bào)警系統(tǒng)21.1.5實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)21.3研究思路和設(shè)計(jì)方案52 系統(tǒng)設(shè)計(jì)62.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求62.2系統(tǒng)研究思路62.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖63系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)83.1過零比較器83.2漏電信號(hào)檢測(cè)93.3斷電保護(hù)93.4報(bào)警電路104元器件功能介紹114.1 at89c51單片機(jī)114.1.1功能特性描述114.1.2管腳描述124.1.3引腳功能144.2過零比較器154.3繼電器154.3.1繼電器的工作原理和特性154.3.2繼電器主要

5、產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)164.4 穩(wěn)壓電源165程序設(shè)計(jì)17總結(jié)和展望20參考文獻(xiàn)21致 謝221緒論 漏電保護(hù)在電氣安全領(lǐng)域?qū)龠€未完全成熟的技術(shù)。最近的幾十年來(lái)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，快速動(dòng)作、高靈敏度型漏電保護(hù)裝置取得了令人滿意的進(jìn)步。美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)等國(guó)乃至國(guó)際電工委員會(huì)都先后關(guān)于漏電建立和修訂了關(guān)于漏電保護(hù)裝置中不同產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。由于我國(guó)的漏電保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品的數(shù)量很多，所以說(shuō)國(guó)家因此制訂了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漏電電流動(dòng)作保護(hù)器（gb6829-86），這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)漏電保護(hù)器的特性、分類、結(jié)構(gòu)與性能要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、工作條件和安裝條件等方面作出了明確的規(guī)定。因此，我們?yōu)榱?/p>

6、提高其性能的穩(wěn)定性，就需要對(duì)漏電的檢測(cè)級(jí)報(bào)警保護(hù)進(jìn)行相關(guān)的研究。1.1背景、目的及意義 產(chǎn)生漏電的原因有很多，但主要原因可以歸為以下幾種：配電系統(tǒng)的安裝人員不專業(yè)，素質(zhì)高地不齊，所以很難保證質(zhì)量，表現(xiàn)在：當(dāng)在酸堿腐蝕性或潮濕的環(huán)境中，電線直接外露，且未做直接保護(hù)的設(shè)備進(jìn)行安裝；設(shè)備或電氣線路長(zhǎng)時(shí)間未檢修，使用年限較長(zhǎng)或者因超負(fù)荷等原因絕緣劣化；選用不合格的偽劣或者假冒電氣商品；當(dāng)人員進(jìn)行安裝布線時(shí)，錘、鉗、刀等的絕緣層損壞后沒有處理；安裝不規(guī)范，絕緣層的質(zhì)量有問題和導(dǎo)線的包扎有漏洞；外部因素：腐蝕、潮濕、水份浸人、擠壓等。漏電的防范措施：按照規(guī)章制度辦事，非電氣專業(yè)人員不準(zhǔn)從事其工作，平時(shí)要多

7、注意檢查漏洞。 嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的規(guī)定，盡量不用易燃易爆的材料，當(dāng)電氣線路不可避免的經(jīng)過可燃物的時(shí)候，一定要阻燃硬塑料管或者穿金屬管對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的保護(hù)，為防止漏電；采用相關(guān)金屬管布線的時(shí)候，一定不能把絕緣層刮傷。配電裝置如配電箱、開關(guān)、插座等裝置和易燃物與用電設(shè)備要保持較遠(yuǎn)的的安全距離，但當(dāng)確實(shí)不可分開或者遠(yuǎn)離的時(shí)候，我們就應(yīng)具體問題具體分析，做好相關(guān)的隔熱保護(hù)措施，防止意外發(fā)生。1.1.1接地電阻值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求所用設(shè)備的相關(guān)的接地電阻盡量不應(yīng)超過4q這個(gè)值，但是為了解決某些電設(shè)備的熔體的熔斷電流較大、容量也較大的這個(gè)問題，我們應(yīng)并聯(lián)接地體以充分減小接地電阻值或者增加接地線截面這兩種類似的方法解

8、決，增大漏電短路電流，這樣就對(duì)于保護(hù)裝置的動(dòng)作產(chǎn)生有利作用。 1.1.2保護(hù)措施必須通過相關(guān)的計(jì)算后才能確定保護(hù)所接地及保護(hù)接零的有效截面積，并用用相關(guān)的方法對(duì)其校正。保證其接線所有相關(guān)的端子具有可靠性，保證它們不會(huì)輕易松動(dòng)，最后我們要經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行檢查，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題。1.1.3安裝漏電保護(hù)器現(xiàn)在我國(guó)的的配電系統(tǒng)中設(shè)置的過流和過零相關(guān)的保護(hù)裝置等措施不能保證完全的有效性以防止事故的發(fā)生，因此，我們應(yīng)該設(shè)置專用的漏電保護(hù)器在建筑物電源的總進(jìn)線處。但是又為防止一旦一家漏電就導(dǎo)致大面積的停電，所以我們必須在各個(gè)用戶分別設(shè)置自己的漏電保護(hù)器，要求相關(guān)的動(dòng)作額定電流和額定動(dòng)作時(shí)間應(yīng)合理配合，讓他們具有分

9、級(jí)保護(hù)的能力。 1.1.4安裝漏電報(bào)警系統(tǒng)在低壓電氣線路上安裝漏電報(bào)警就就是一種很好的保護(hù)方法?？梢酝ㄟ^漏電報(bào)警系統(tǒng)，準(zhǔn)確地監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，還可以提早預(yù)警發(fā)現(xiàn)漏電的隱患，及時(shí)報(bào)警提醒人員去消除這些隱患，避免漏電給國(guó)家經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失，消滅其安全隱患。1.1.5實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)考慮到漏電保護(hù)器對(duì)于單相的220v線路只提供相關(guān)接觸保護(hù)，所以還有很多其他方面的隱患會(huì)導(dǎo)致漏電保護(hù)裝置的失靈，如因接觸不良，質(zhì)量不穩(wěn)定、機(jī)件磨損、壽命較短等相關(guān)的原因，所以說(shuō)不能讓它成為一種單獨(dú)的、可靠的保護(hù)方式，我們必須實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)，這樣才能才能保證可靠地消除漏電的設(shè)備或者電氣線路與金屬的器件

10、之間產(chǎn)生電火花和電弧，消除因?yàn)楦鞣N漏電電壓而引起可能發(fā)生的事故。將保護(hù)接零的總線與各個(gè)用戶里其他管道的線連接的措施稱其電位聯(lián)結(jié)。如總煤氣管、總水管、暖通管等一些容易產(chǎn)生電火花的金屬管道或設(shè)備，這樣我們就能使各個(gè)用戶的點(diǎn)位均衡，對(duì)易燃易爆場(chǎng)所更為重要。 伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國(guó)的電量也迅速增長(zhǎng)起來(lái)，電力事業(yè)也就迅速發(fā)展了，所以說(shuō)安全用電問題也就越來(lái)越突出了。日常生活中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生因各種原因而產(chǎn)生的漏電情況，比如說(shuō)用電設(shè)備的漏電、過載或者短路、低壓配置系統(tǒng)線路的漏電甚至接地電流所流過的金屬焊縫引而起發(fā)熱都可能導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。所以說(shuō)防止漏電而引起的人身觸電，或者因接地故障使供電線路損毀

11、甚至引起火災(zāi)的發(fā)生，十分的重要。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)的顯示，我國(guó)每年因觸電而死亡的人數(shù)有千人之多，而因漏電引起火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失更為嚴(yán)重后果，達(dá)到了數(shù)億元人民幣。因此，我們要把可以防止漏電火災(zāi)及人身觸電的漏電保護(hù)器進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。由于漏電保護(hù)器主要由電子元件(或電磁器件)構(gòu)成,材料、電子元件、電磁器件、環(huán)境、溫度、生產(chǎn)工藝、技術(shù)要求等都可以影響其特性。我們?yōu)榱吮ＷC漏電保護(hù)器在漏電保護(hù)反應(yīng)和觸電方面具高靈敏性和有動(dòng)作快速性，這是其他自動(dòng)開關(guān)、熔斷器等無(wú)法吵趕的。因?yàn)槿蹟嗥骱妥詣?dòng)開關(guān)正常時(shí)要通過一定量的電流，所以說(shuō)它們的動(dòng)作保護(hù)值要考慮到正常時(shí)候的電流量，因此它們的主要作用是一旦發(fā)現(xiàn)漏電可以及時(shí)的切斷系

12、統(tǒng)電流。而漏電保護(hù)器是利用系統(tǒng)的剩余電流反應(yīng)和動(dòng)作，正常運(yùn)行的時(shí)候的電流很微小，故它的動(dòng)作整定值可以整定得很小，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生漏電時(shí)，比如設(shè)備外殼帶電或人身觸電時(shí)，出就會(huì)出現(xiàn)較大電流，漏電保護(hù)器則通過檢測(cè)和處理這個(gè)較大電流后可靠地動(dòng)作，就可以馬上切斷電源。現(xiàn)國(guó)內(nèi)的漏電保護(hù)器型號(hào)如表1.1所示。 表1.1 漏電保護(hù)器型號(hào)型號(hào)名稱原理極數(shù)額定電壓（v）額定電流（a）額定漏電動(dòng)作電流（ma）漏電動(dòng)作時(shí)間（s）保護(hù)功能vigic45漏電保護(hù)器電子式電磁式1234240/415140301003000.1milti9系列斷路器附件vigic63漏電保護(hù)器電子式電磁式1234240/4151633010030

13、00.1dzl18-20漏電自動(dòng)開關(guān)電流動(dòng)作型（集成電路）2220201015300.1漏電或兼有漏電與過載保護(hù)兩種，選用時(shí)注意ylc-1移動(dòng)式 漏 電保護(hù)插 座電流動(dòng)作型單相2極3極10漏電保護(hù)專用cbq-a觸電保安器電磁式216300.1ldb-1漏電自動(dòng)開關(guān)電流動(dòng)作型351030（漏電不動(dòng)作電流15ma）<0.1dzl16漏電開關(guān)電磁式2610162515300.1漏電保護(hù)專用jc漏電開關(guān)電磁式26101625300.1漏電保護(hù)專用cd b-acdb-b觸電保安器2510200.11、分?jǐn)嗄芰?；c45n型單極為6.0ka，2、3、4極為4.5ka；c45ad型為6.0ka。2、極限

14、分?jǐn)嗄芰Γ挥袟l件短路電流1500a；尺寸；85mm×65mm×42mm；重量；0.2kg 。3、耐短路能力；220v 3000a；尺寸；72mm×76mm×80mm；重量；0.4kg。1.3研究思路和設(shè)計(jì)方案 at89c51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)flash 閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部ram，32 個(gè)i/o 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，at89c51可降至0hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止cpu的工作，但允許ram，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中

15、斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存ram中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。在系統(tǒng)工作的時(shí)候，漏電檢測(cè)模塊工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種基于單片機(jī)實(shí)時(shí)采樣漏電信號(hào)并可接收上一級(jí)控制系統(tǒng)的參數(shù)要求，自動(dòng)檢測(cè)漏電參數(shù)，一旦檢測(cè)到漏電就能達(dá)到實(shí)時(shí)斷電的功能。設(shè)計(jì)方案：at89c51采用+5電源供電，設(shè)計(jì)要求制作一直流穩(wěn)壓電源，采用220v市電供電，經(jīng)橋式整流電路送入濾波電路，再經(jīng)穩(wěn)壓cw7805輸出+5v電壓。系統(tǒng)工作時(shí)，檢測(cè)漏電信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)出持續(xù)的漏電信號(hào)時(shí)。輸出高電平，使電路斷開，并且是蜂鳴器報(bào)警。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求本課題是基于at89c51單片機(jī)的自動(dòng)檢測(cè)漏

16、電信號(hào)硬件設(shè)計(jì)，要達(dá)到的要求是：1、 持續(xù)掃描電源漏電信號(hào)采集2、 判斷是否漏電3、 對(duì)漏電電路進(jìn)行斷電保護(hù)4、 漏電后，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)5、 警報(bào)解除后，恢復(fù)供電2.2系統(tǒng)研究思路根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，首先要用電磁線圈把檢測(cè)的信號(hào)引出。然后將引出信號(hào)用過零電壓比較器傳到單片機(jī)內(nèi)。單片機(jī)的判斷出電源是否漏電。若漏電，輸出高電平，通過2個(gè)繼電器使電源斷開，并且使蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。穩(wěn)壓電路采用cw7805芯片，輸出+5v和12v。2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖1所示，采用12v直流電源對(duì)系統(tǒng)供電。其中漏電檢測(cè)模塊是應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理，變化的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，可獲得檢測(cè)的電壓信號(hào)。電壓信號(hào)通過過零比較器

17、，與零電壓比較。若高于零電壓，則輸出高電平給at89c51。當(dāng)at89c51接收到信號(hào)后對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)判斷是否真的漏電。若判斷漏電則啟動(dòng)斷電保護(hù)模塊與報(bào)警模塊。圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 具體硬件設(shè)計(jì)擺放如圖2所示。電路圖用mulitisim軟件繪制，由于軟件內(nèi)沒有電感線圈的模塊。所以用橢圓代替所示。過零比較器的負(fù)比較器接地，這樣保證若有漏電信號(hào)產(chǎn)生，則產(chǎn)生高電平。圖中的繼電器x1為斷開的，繼電器x2為閉合的。當(dāng)斷電保護(hù)模塊接收到高電平時(shí)，繼電器x1閉合，繼電器x2斷開，已達(dá)到斷電保護(hù)的目的。開關(guān)j1為手動(dòng)控制，當(dāng)閉合的時(shí)候電路則產(chǎn)漏電，此時(shí)小燈泡點(diǎn)亮。開關(guān)j1斷開時(shí)，則不產(chǎn)生漏電信號(hào)。圖2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3系

18、統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1過零比較器過零比較器是將信號(hào)電壓ui與參考電壓零進(jìn)行比較。如圖3（a）所示，電路由集成運(yùn)放構(gòu)成。對(duì)于高質(zhì)量的集成運(yùn)放而言，其開環(huán)電壓放大倍數(shù)很大，輸入偏置電流、失調(diào)電壓都很小。若按理想情況（aod=無(wú)窮大，ibi=0,uio=0）考慮時(shí)，則集成運(yùn)放開環(huán)工作時(shí) 當(dāng)ui>0時(shí)，uo為低電平ui<0時(shí)，uo為高電平集成運(yùn)放輸出的高低電平值一般為最大輸出正負(fù)電壓值uom。輸出電壓如圖3（b）所示。 （a）（b）圖3 過零比較器3.2漏電信號(hào)檢測(cè) 根據(jù)霍爾磁式原理檢測(cè)漏電狀態(tài)，如圖4所示，當(dāng)我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中，把火線與中線，也就是輸出電流如輸入電流的導(dǎo)線同時(shí)穿過一個(gè)環(huán)形磁芯，我

19、們可以把這個(gè)線圈作為初級(jí)互感線圈，根據(jù)變化的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，如果系統(tǒng)漏電，漏電次級(jí)線圈可以輸出漏電信號(hào)。從電源輸入的電流，流經(jīng)全部負(fù)載的系統(tǒng)后，返回電源中線端的支路電流，當(dāng)該支路沒有接地電流時(shí)，輸出電流應(yīng)該與輸入電流相等，次級(jí)線圈無(wú)漏電信號(hào)輸出，換句話說(shuō)如果電源輸入線中的輸入端電流和輸出端電流完全相等，則沒有漏電信號(hào)產(chǎn)生。而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生漏電的時(shí)候，假設(shè)系統(tǒng)出現(xiàn)的接地漏電電流時(shí)，則此時(shí)的輸入電流與輸出電流將不相等，其合成電流就是漏電電流，輸出的漏電程度和漏電信號(hào)的大小成正比。圖4 信號(hào)檢測(cè)圖3.3斷電保護(hù) 系統(tǒng)的漏電保護(hù)斷電電路由繼電器j1、j2和晶體電阻r1、r2、三極管q1 、二極管d1 組成，

20、如圖5所示。當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到漏電信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生高電輸出到晶體三極管q1，三極管q1把信號(hào)放大后可以導(dǎo)通繼電器j1閉合，進(jìn)一步導(dǎo)通繼電器j2通電，這樣可以保證在0.1秒鐘內(nèi)迅速切斷整個(gè)系統(tǒng)的供電，保證可迅速切斷電流放置發(fā)生危險(xiǎn)，確保人身安全。圖5 斷電保護(hù)電路圖3.4報(bào)警電路 系統(tǒng)報(bào)警電路圖如圖5所示。當(dāng)系統(tǒng)漏電時(shí)，漏電信號(hào)輸入單片機(jī)，經(jīng)判斷后，對(duì)報(bào)警電路產(chǎn)生高電平，使其發(fā)出警報(bào)。只有當(dāng)系統(tǒng)排出故障，重新啟動(dòng)時(shí)，才能正常工作。如圖6所示。圖6 報(bào)警電路圖4元器件功能介紹4.1 at89c51單片機(jī)4.1.1功能特性描述at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fperom flash

21、 programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。at89c單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方

22、案。主要特性：1、 與mcs-51兼容 2、 4k字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年3、 全靜態(tài)工作：0hz-24hz4、 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定5、 128*8位內(nèi)部ram6、 32可編程i/o線7、 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8、 5個(gè)中斷源 9、 可編程串行通道10、低功耗的閑置和掉電模式11、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路   4.1.2管腳描述 管腳如圖7所示圖7 at89c51管腳圖vcc：供電電壓。gnd：接地。p0口：p0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外

23、部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在flash編程時(shí)，p0口作為原碼輸入口，當(dāng)flash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須被拉高。p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。 p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳

24、被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。p3口：p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。p3口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如表4.1所示。表4.1 特

25、殊功能接口口管腳備選功能p3.0 rxd串行輸入口p3.1 txd串行輸出口p3.2 /int0外部中斷0p3.3 /int1外部中斷1p3.4 t0記時(shí)器0外部輸入p3.5 t1記時(shí)器1外部輸入p3.6 /wr外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通p3.7 /rd外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通p3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。

26、因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時(shí)， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無(wú)效。/psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen信號(hào)將不出現(xiàn)。/ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時(shí)，則此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/ea將內(nèi)部鎖定

27、為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。xtal2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。4.1.3引腳功能1、電源引腳 vcc（40腳）：典型值5v。 vss（20腳）：接低電平。 2、外部晶振 x1、x2分別與晶體兩端相連接。當(dāng)采用外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，x2接振蕩信號(hào)，x1接地 。 3、輸入輸出口引腳： p0口：i/o雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1” 。 p1口：i/o雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1” 。 p2口：i/o雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1” 。 p3

28、口：i/o雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“1” 。 4、控制引腳： rst/vpd、ale/-prog、-psen、-ea/vpp組成了msc-51的控制總線。 rst/vpd（9腳）：第一功能復(fù)位信號(hào)輸入端（高電平有效）。第二功能：加+5v備用電源，可以實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)ram信息不丟失。 ale/-prog(30腳）：第一功能地址鎖存信號(hào)輸出端。 第二功能：編程脈沖輸入。 -psen（29腳）： 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。 -ea/vpp(31腳）：第一功能：外部程序存儲(chǔ)器使能端。 第二功能：編程電壓輸入端（+21v）。98c2051外部引腳圖：可以 直接拷入asm程序文件中，作注釋使用，十分方

29、便 4.2過零比較器過零比較器是將信號(hào)電壓ui與參考電壓零進(jìn)行比較。如圖1（a）所示，電路由集成運(yùn)放構(gòu)成。對(duì)于高質(zhì)量的集成運(yùn)放而言，其開環(huán)電壓放大倍數(shù)很大，輸入偏置電流、失調(diào)電壓都很小。若按理想情況（aod=無(wú)窮大，ibi=0,uio=0）考慮時(shí)，則集成運(yùn)放開環(huán)工作時(shí) 當(dāng)ui>0時(shí)，uo為低電平ui<0時(shí)，uo為高電平集成運(yùn)放輸出的高低電平值一般為最大輸出正負(fù)電壓值uom。 4.3繼電器4.3.1繼電器的工作原理和特性電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧

30、的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。4.3.2繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)1、 額定工作電壓：繼電器正常工作時(shí)線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號(hào)不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。 2、 直流電阻：繼電器中線圈

31、的直流電阻，可以通過萬(wàn)能表測(cè)量。 3、 吸合電流：繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。在正常使用時(shí)，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對(duì)于線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。 4、 釋放電流：繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時(shí)的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。 5、觸點(diǎn)切換電壓和電流：繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時(shí)不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。 4.4 穩(wěn)壓電源工頻交流電源經(jīng)過變壓器降壓、整流、濾波后成

32、為一穩(wěn)定的直流電。圖中其余部分是起電壓調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作。用的控制部分。電源接上負(fù)載后，通過采樣電路獲得輸出電壓，將此輸出電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。如果輸出電壓小于基準(zhǔn)電壓，則將誤差值經(jīng)過放大電路放大后送入調(diào)節(jié)器的輸入端，通過調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)使輸出電壓增加，直到和基準(zhǔn)值相等；如果輸出電壓大于基準(zhǔn)電壓，則通過調(diào)節(jié)器使輸出減小。cw7805是單電壓+5v穩(wěn)壓集成塊。5程序設(shè)計(jì)開始有無(wú)漏電？繼續(xù)檢測(cè)是否有漏電？繼續(xù)檢測(cè)是否有漏電？輸出高電平結(jié)束輸出低電平圖8 漏電處理程序流程圖本程序采用c語(yǔ)言編寫，而c語(yǔ)言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它兼顧了多種高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，并具備匯編語(yǔ)言的功能。c語(yǔ)言有功能豐富的庫(kù)函數(shù)、運(yùn)

33、算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)硬件的控制。c語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它支持當(dāng)前程序設(shè)計(jì)中廣泛采用的由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)。此外，c語(yǔ)言程序具有完善的模塊程序結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法提供了有力的保障。因此，使用c語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已成為軟件開發(fā)的一個(gè)主流。用c語(yǔ)言來(lái)編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會(huì)大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。流程圖如圖8所示。圖8 流程圖具體程序如下所示：#include<reg52.h>sbit p10=p10;sbit p00=p00;sbit p

34、01=p01;void delay(unsigned char u)unsigned char i,j;for(i=0;i<u;i+)for(j=122;j>0;j+);void main()while(1)if(p10=1)delay(200);if(p10=1)p00=1;p01=1;if(p10=0)delay(200);if(p10=0)p00=0;p01=0;第 23 頁(yè)總結(jié)和展望家用電器和儀器設(shè)備的漏電指標(biāo)是一項(xiàng)非常重要的安全性能指標(biāo)。在家用電器和儀器設(shè)備出廠時(shí)，如果不檢測(cè)這項(xiàng)指標(biāo)會(huì)是有很大危險(xiǎn)的。為了保護(hù)使用者的人身安全，電器一定要安裝具有漏電保護(hù)功能的裝置?；诼╇姍z測(cè)模塊工作原理的基礎(chǔ)上，本文在軟件部分設(shè)計(jì)出一種基于單片機(jī)實(shí)時(shí)采樣漏電信號(hào)并可接收上一級(jí)控制系統(tǒng)的參數(shù)要求且自動(dòng)檢測(cè)漏電參數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到漏電就可