電力操作電源監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　電力操作電源監(jiān)控是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，其性能和質(zhì)量直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和設(shè)備安全。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，能否有效地對(duì)電力操作電源中的電壓模塊及電池的溫度進(jìn)行監(jiān)視對(duì)電力網(wǎng)的綜合效率和可靠性，滿足電站自動(dòng)化的需求，具有非常重要作用。</p><p>　　本設(shè)計(jì)就電力操作電源的直流電流、直流電壓、電

2、池溫度和三相交流電壓進(jìn)行了處理并通過(guò)單片機(jī)采集，最終實(shí)現(xiàn)當(dāng)采集的數(shù)據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，單片機(jī)提示報(bào)警并有益于更好的監(jiān)控。</p><p>　　硬件部分主要AT89C51作為集中監(jiān)控器，采用AD0809對(duì)電壓進(jìn)行采集并檢測(cè)，采用18b20溫度傳感器測(cè)電池溫度，通過(guò)LM4229LCD240128液晶顯示，當(dāng)溫度及各路電壓出現(xiàn)異常情況時(shí)，聲光電路報(bào)警，并在液晶相應(yīng)位置了出現(xiàn)提示，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。</p&g

3、t;<p>　　關(guān)鍵詞：電力操作電源 AD0809 LCD240128液晶</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Operation of the power supply monitoring is an important equipment of power system, its performance and

4、 quality directly related to the stable operation of power network and equipment safety. With the rapid development of computer technology, the effectiveness of the electric operating power supply voltage module and batt

5、ery temperature monitoring on power network comprehensive efficiency and reliability, to meet the demand of power station automation, has a very important role.</p><p>　　The design of power supply operation

6、of the DC current, DC voltage, battery temperature and three-phase AC voltage is processed through the SCM acquisition, final implementation when collecting data when problems arise, MCU alarm and is beneficial to the be

7、tter monitoring.</p><p>　　The hardware part of the main AT89C51 as centralized monitor, using AD0809voltage acquisition and detection,18B20 temperature sensor with sensing battery temperature, through the LM

8、4229LCD240128liquid crystal display, when the temperature and various voltage abnormality, an acousto-optic alarm circuit, and liquid crystal corresponding position prompted, programmed to realize the control of the enti

9、re system.</p><p>　　Keywords: Operation of the power supply monitoring; AD0809; LM4229LCD240128</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p&

10、gt;　　AbstractII</p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1單片機(jī)的應(yīng)用1</p><p>　　1.2電力操作電源監(jiān)控系統(tǒng)的意義4 </p><p><b>　　2設(shè)計(jì)方案論證5</b></p><p><b>

11、　　2.1功能要求5</b></p><p><b>　　2.2方案確定5</b></p><p>　　2.2.1單片機(jī)芯片的選擇方案與論證5</p><p>　　2.2.2顯示模塊選擇方案和論證5</p><p>　　2.2.3整流電路選擇方案和論證6</p><p>　　

12、2.2.4溫度傳感器選擇方案和論證7</p><p>　　2.3電路設(shè)計(jì)最終方案確定7</p><p>　　3主控制器和外圍器件7</p><p>　　3.1 單片機(jī)STC90C51介紹8</p><p>　　3.2 溫度傳感器DS18B20介紹9</p><p>　　3.3 AD0809介紹11</

13、p><p>　　3.3.1 AD0809的邏輯結(jié)構(gòu)11</p><p>　　3.3.2 AD0809的工作原理11</p><p>　　3.3.3 AD0809應(yīng)用說(shuō)明13</p><p>　　3.4 液晶LM422913</p><p>　　3.4.1 LM4229各管腳功能13</p><

14、p>　　3.4.2 LM4229的時(shí)序14</p><p>　　3.5 “銀天使”S2電源變壓器介紹15</p><p>　　3.5.1 S2電源變壓器的特點(diǎn)15</p><p>　　3.5.2 S2電源變壓器的額定電壓15</p><p>　　3.5.3 S2系列標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的外形圖、安裝尺寸及詳細(xì)技術(shù)參數(shù)16</p>

15、;<p>　　4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.1 電路設(shè)計(jì)框圖19</p><p>　　4.2 系統(tǒng)概述19</p><p>　　4.3 Protel99SE19</p><p>　　4.3.1 電路工程設(shè)計(jì)部分20</p><p>　　4.3.1 電路仿真與PLD部分20<

16、/p><p>　　4.3.1 Protel99SE的功能特性20</p><p>　　4.3.1 Protel編輯頁(yè)面20</p><p>　　4.3 模塊電路21</p><p>　　4.3.1 電源設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.3.2 復(fù)位電路21</p><p>　　4.3.

17、3 晶振電路22</p><p>　　4.3.4 直流電壓電路23</p><p>　　4.3.5 直流電流電路23</p><p>　　4.3.6 三相電壓采集電路24</p><p>　　4.3.7 AD0809采集電路25</p><p>　　4.3.8 液晶顯示電路26</p><

18、;p>　　4.3.1 聲光報(bào)警電路26 </p><p>　　5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.1 主程序流程圖28</p><p>　　5.2 編程軟件介紹29</p><p>　　6硬件焊接及軟件調(diào)試30</p><p>　　6.1 硬件布局及電路焊接30</p>

19、;<p>　　6.2 通電前測(cè)試31</p><p>　　6.3 通電后測(cè)試31</p><p><b>　　7結(jié)論32</b></p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)35</b></p><

20、;p>　　附錄1硬件電路圖36</p><p>　　附錄2主程序源代碼37</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　電力操作電源(220V、110 V)系統(tǒng)在現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)中占有重要的地位，主要用于發(fā)電廠、變電站中，作為直流機(jī)構(gòu)(分、合閘)、繼電保護(hù)、信號(hào)、自動(dòng)控制、事故照明、儀器儀表以及應(yīng)急事故負(fù)荷等的重要電

21、源。其性能和質(zhì)量直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和設(shè)備安全。</p><p>　　隨著功率半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)工藝的飛速發(fā)展，80年代末高頻開(kāi)關(guān)電源開(kāi)始進(jìn)入了實(shí)用期，到90年代逐漸成熟。高頻開(kāi)關(guān)電源具有穩(wěn)壓、穩(wěn)流精度高，體積小，重量輕、效率高，輸出及諧波失真小、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，自90年代開(kāi)始一些西方國(guó)家新建的發(fā)電廠和變電站已逐步采用高頻開(kāi)關(guān)直流電源，蓄電池已都采用閥控式密封鉛酸蓄電池。國(guó)內(nèi)

22、電力系統(tǒng)使用的電力操作電源大部分還是采用相控電源，相控電源紋波、高次諧波干擾大，效率較低及體積龐大，監(jiān)控系統(tǒng)不完善，難以實(shí)現(xiàn)電池充放電智能管理。為了提高我國(guó)電力網(wǎng)的綜合效率和可靠性，目前，我國(guó)電力操作電源的發(fā)展正以高頻開(kāi)關(guān)變換技術(shù)為基礎(chǔ)，其趨勢(shì)可概括為高頻化、高效率、大功率、無(wú)污染和模塊化。在管理方式上，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、總線技術(shù)的發(fā)展，形成多級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)。對(duì)大容量的電力操作電源系統(tǒng)，采用多電源充電模塊并聯(lián)運(yùn)行的模塊化結(jié)構(gòu)

23、方式，更好地提高系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。</p><p>　　電力操作電源監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是：對(duì)系統(tǒng)中各功能單元和蓄電池進(jìn)行長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)，獲取系統(tǒng)中的各種運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)及運(yùn)行情況實(shí)時(shí)進(jìn)行處理。并以此為依據(jù)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電力操作電源系統(tǒng)的全自動(dòng)精確管理，提高電力操作電源系統(tǒng)的可靠性，保證其工作的連續(xù)性．安全性和高可靠性。工作人員只需在監(jiān)控控制室就可了解到現(xiàn)場(chǎng)工作狀況，實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守。</p

24、><p>　　1.1 單片機(jī)的應(yīng)用</p><p>　　在日新月異的21世紀(jì)里，家用電子產(chǎn)品得到了迅速發(fā)展。許多家電設(shè)備都趨于人性化、智能化，這些電器設(shè)備大部分都含有CPU控制器或者是單片機(jī)。單片機(jī)以其高可靠性、高性價(jià)比、低電壓、低功耗等一系列優(yōu)點(diǎn)，近幾年得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、通訊設(shè)備、日常消費(fèi)類產(chǎn)品和玩具等。并且已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)以及人民生活的各個(gè)方面，

25、如車間流水線控制、自動(dòng)化系統(tǒng)等、智能型家用電器（冰箱、空調(diào)、彩電）等。用單片機(jī)來(lái)控制的小型家電產(chǎn)品具有便攜實(shí)用，操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。</p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用有利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高勞動(dòng)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)環(huán)境，減少能源和材料消耗，保證安全等。 但是，單片機(jī)應(yīng)用的意義絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益上，更重要的意義還在于：?jiǎn)纹瑱C(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)

26、的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須有模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過(guò)軟件（編程序）方法實(shí)現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制系統(tǒng)“軟化”技術(shù)，稱之為微控制技術(shù)。微控制技術(shù)是一種全新的概念，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展、日益完善和更加充實(shí)。</p><p>　　單片機(jī)的廣泛發(fā)展逐漸滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，給我的學(xué)習(xí)、工作、生活都

27、帶來(lái)了很大的便利，單片機(jī)的廣泛應(yīng)用使我們的生活更加智能化、更有效率、還可以給我們帶來(lái)無(wú)限的樂(lè)趣，正是如此的便利，才使其飛速的發(fā)展，電子技術(shù)的不斷發(fā)展使其成本不斷在縮減，使其成為質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的智能化微控制器，更加推動(dòng)了其發(fā)展。電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了從電子管，晶體管，集成電路到大（超大）規(guī)模集成電路共四個(gè)階段，即通常所說(shuō)的第一代，第二代，第三代和第四代計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)在廣泛使用的微型計(jì)算機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，因此它屬于第四代計(jì)算機(jī)，而單片

28、機(jī)則是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支。從1971年微型計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，由于實(shí)際應(yīng)用的需要，微型計(jì)算機(jī)向著兩個(gè)不同的方向發(fā)展；一個(gè)是向高速度，大容量，高性能的高檔微機(jī)方向發(fā)展；而另一個(gè)則是向穩(wěn)定可靠、體積小和價(jià)格廉價(jià)的單片機(jī)方向發(fā)展。但是兩者在原理和技術(shù)上是緊密聯(lián)系的。</p><p>　　1971年微處理器的研制成功不久，就出現(xiàn)了單片的微型計(jì)算機(jī)即單片機(jī)，但最早出現(xiàn)的單片機(jī)是一位的，1976年Intel公司推出了8位的MC

29、S-48系列單片機(jī)，它以體積小、控制功能全、價(jià)格低等特點(diǎn)，贏得了廣泛的應(yīng)用和好評(píng)，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，成為單片機(jī)發(fā)展史上一個(gè)重要階段，其后，在MCS-48成功的刺激下，許多半導(dǎo)體芯片在生產(chǎn)廠商競(jìng)相研制和發(fā)展自己的單片機(jī)系列。</p><p>　　80年代末，世界各地已相繼研制出大約50個(gè)系列300多個(gè)品種的單片機(jī)產(chǎn)品，其中包括Motorola公司的6801，6802，Zilog公司的Z-8系列，Roc

30、kwell公司的6501，6502等，此外，日本的NEC公司，日立公司等也不甘落后，相繼推出了各自的單片機(jī)品種。盡管目前單片機(jī)的品種很多，但是我過(guò)使用最多的是Intel公司的MCS-51單片機(jī)系列。MCS-51系列是在MCS-48的基礎(chǔ)上于20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來(lái)的，雖然它是8位的單片機(jī)，但其功能較MCS-48有很大的增強(qiáng)。此外，它還具有品種全，兼容性強(qiáng)，軟硬件資料豐富等特點(diǎn)，因此應(yīng)用愈加廣泛，成為比MCS-48更重要的單片機(jī)品種，直

31、到現(xiàn)在，MCS-51仍不失為單片機(jī)的主流系列。繼8位單片機(jī)之后，又出現(xiàn)了16位單片機(jī)，1983年Intel公司推出的MCS-96系列單片機(jī)就是其中的典型代表。與MCS-51相比，MCS-96不但字長(zhǎng)增加一倍，而且在其他性能方面也有很大的提高，特別是芯片內(nèi)還增加了一個(gè)4路或8路的10位A/D轉(zhuǎn)換器，使其具有A/D轉(zhuǎn)換的功能?？v觀單片機(jī)近30年的發(fā)展歷程，單片機(jī)今后將向多功能、高性能、高速度、低電壓、低</p><p&g

32、t;　　自單片機(jī)出現(xiàn)至今，單片機(jī)技術(shù)已走過(guò)了近20年的發(fā)展路程?？v觀20年來(lái)單片機(jī)發(fā) 展歷程可以看出，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器(MPU)技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā) 展為先導(dǎo)，以廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動(dòng)，表現(xiàn)出較微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　在工業(yè)自動(dòng)化的領(lǐng)域中，機(jī)電一體化技術(shù)將發(fā)揮愈來(lái)愈重要的作用，在這種集機(jī)械、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的綜合技術(shù)中，單片機(jī)將發(fā)揮越來(lái)越大的作用；儀器儀表方面 現(xiàn)

33、在儀器儀表的自動(dòng)化和智能化要求越來(lái)越高，對(duì)此最好使用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而單片機(jī)的使用又將加速儀器儀表向數(shù)字化，智能化，多功能化和柔性化方向發(fā)展。此外，單片機(jī)的使用還有助于提高儀器儀表的精度和準(zhǔn)確度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、減小體積及重量而易于攜帶和使用，并具有降低成本，增強(qiáng)抗干擾的能力，便于增加顯示、報(bào)警和自診斷等功能；家用電器方面，家用電器產(chǎn)品的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)是不斷提高其智能化程度，而家電智能化的進(jìn)一步提高就需要有單片機(jī)的參與，所以生產(chǎn)廠家常標(biāo)榜“電

34、腦控制”以提高其產(chǎn)品的檔次，例如洗衣機(jī)，電冰箱，空調(diào)機(jī)，微波爐，電視機(jī)和音像視頻設(shè)備等，這里說(shuō)的電腦實(shí)際上是單片機(jī)。智能化家用電器將給我們帶來(lái)更大的舒適和方便，進(jìn)一步改善我們的生活質(zhì)量，把我們的生活變的更加豐富多彩；信息和通信產(chǎn)品方面信息和通信產(chǎn)品的自動(dòng)化和智能化程度很高，這絕對(duì)離不開(kāi)單片機(jī)的參與。</p><p>　　今天還很難有一家中國(guó)大陸的公司能在如此浩大的單片機(jī)市場(chǎng)上占有一席之地，這不能不說(shuō)是我國(guó)電子工業(yè)

35、的悲哀。另一方面，如此琳瑯滿目、讓人眼花繚亂的單片機(jī)品種，著實(shí)給單片機(jī)應(yīng)用的工程師提供了巨大的選擇空間。這么多種單片機(jī)能進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，這一事實(shí)就說(shuō)明了我們的應(yīng)用工程師已經(jīng)能夠綜合各類單片機(jī)的性能、價(jià)格等方面的因素，并結(jié)合實(shí)用對(duì)象進(jìn)行選擇。較過(guò)去以剖析、復(fù)制外國(guó)產(chǎn)品為主的思路有了相當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的思路上過(guò)去那種過(guò)多注重價(jià)格因素而使新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上不了檔次的弱點(diǎn)有所改善，開(kāi)始注意使用當(dāng)前最先進(jìn)的單片機(jī)開(kāi)發(fā)高檔次產(chǎn)品

36、。由于單片機(jī)的開(kāi)發(fā)手段目前仍以仿真器為主，公司能否提供廉價(jià)的仿真器，提供方便的技術(shù)服務(wù)與培訓(xùn)，較之能否提供高性能、低價(jià)位的單片機(jī)有著同等重要性。各單片機(jī)廠商在開(kāi)發(fā)工具以及技術(shù)服務(wù)方面也進(jìn)行著激烈的競(jìng)爭(zhēng)，這種競(jìng)爭(zhēng)與推出新型的單片機(jī)以顯示高技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)是相輔相成的。競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果是為單片機(jī)應(yīng)用工程師提供更廣闊的選擇空間，而最終受益的是單片機(jī)產(chǎn)品的消費(fèi)者。由于單片機(jī)對(duì)各行各業(yè)都有用，這種電子技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致各行各業(yè)的進(jìn)步，也帶動(dòng)了人類文明的進(jìn)步。

37、</p><p>　　1.2 電力操作電源監(jiān)控系統(tǒng)的意義</p><p>　　電力操作電源監(jiān)控是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，其性能和質(zhì)量直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和設(shè)備安全。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，能否有效地對(duì)電力操作電源中的電壓模塊及電池的溫度進(jìn)行監(jiān)視對(duì)電力網(wǎng)的綜合效率和可靠性，滿足電站自動(dòng)化的需求，具有非常重要作用。</p><p>　　本設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)對(duì)電力操作電源的

38、三相電壓，直流電流，直流電壓和蓄電池的溫度進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和控制，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了監(jiān)視滿足了電力操作電源的自動(dòng)化需求和安全需求，能夠有效地提高電站的效率和資本的節(jié)約，對(duì)于未來(lái)的電站發(fā)展提供了一種趨勢(shì)，簡(jiǎn)單可靠，不失為一種好的選擇。通過(guò)單片機(jī)控制利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，推動(dòng)了智能化微控制器的發(fā)展，對(duì)于辦公自動(dòng)化具有重要的意義。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)方案論證</b><

39、;/p><p><b>　　2.1功能要求</b></p><p>　　1、對(duì)電池溫度的測(cè)量</p><p>　　2、對(duì)三相交流電壓的測(cè)量</p><p><b>　　3、對(duì)直流電壓測(cè)量</b></p><p><b>　　4、對(duì)直流電流測(cè)量</b><

40、/p><p>　　5、通過(guò)AD0809對(duì)電壓采集</p><p><b>　　6、通過(guò)液晶顯示</b></p><p>　　7、能夠?qū)崿F(xiàn)聲光報(bào)警</p><p>　　8、當(dāng)被測(cè)量出現(xiàn)異常時(shí)，聲光報(bào)警并在液晶相應(yīng)位置出現(xiàn)提示</p><p>　　2.2方案論證與比較</p><p&g

41、t;　　初步設(shè)想思路方面有多種方案，要逐一論證比較其利弊，選擇最優(yōu)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使得系統(tǒng)更加優(yōu)化、更加穩(wěn)定、更加質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。</p><p>　　2.2.1單片機(jī)芯片的選擇方案與論證</p><p><b>　　方案一: </b></p><p>　　采用89C51芯片作為硬件核心，采用Flash ROM，內(nèi)部具有4KB ROM 存儲(chǔ)空間,能于

42、3V的超低壓工作,而且與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容,但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備ISP在線編程技術(shù), 當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，對(duì)芯片的多次拔插會(huì)對(duì)芯片造成一定的損壞。</p><p><b>　　方案二:</b></p><p>　　STC90c51RC/RD+系列單片機(jī)是新一代超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗的單片機(jī)

43、，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機(jī)，時(shí)鐘周期和機(jī)器周期可以任意選擇。它能夠降低成本，提升性能，原有程序直接使用，硬件無(wú)需改動(dòng)，能夠擴(kuò)展程序空間。本方案選擇90C516單片機(jī)，具有更大的存儲(chǔ)空間和RAM空間，利于程序的高速運(yùn)行。</p><p>　　2.2.2顯示模塊選擇方案和論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>

44、;　　采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描,LED數(shù)碼管價(jià)格適中,對(duì)于顯示數(shù)字最合適,而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí),占用的單片機(jī)口線少。但是此種顯示不能顯示漢字，所以不采用此種顯示方式。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi),且價(jià)格也相

45、對(duì)較高,所以也不用此種作為顯示。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　采用240128液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見(jiàn), 它主要由行驅(qū)動(dòng)器與列驅(qū)動(dòng)器組成，可顯示240（列）× 128（行）點(diǎn)陣?？赏瓿蓤D形顯示，也可顯示15×8個(gè)（16×16點(diǎn)陣）中文漢字。也能形象

46、的顯示所需的數(shù)據(jù)量，能夠準(zhǔn)確體現(xiàn)采集量及故障顯示等，利用單片機(jī)能容易控制，所以本方案采用液晶顯示。</p><p>　　2.2.3整流電路選擇方案和論證</p><p>　　方案一：半波整流：變壓器的次級(jí)繞組與負(fù)載相接，中間串聯(lián)一個(gè)整流二極管，就是半波整流。利用二極管的單向?qū)щ娦?，只有半個(gè)周期內(nèi)有電流流過(guò)負(fù)載，另半個(gè)周期被二管所阻，沒(méi)有電流。這種電路，變壓器中有直流分量流過(guò)，降低了變壓器的

47、效率；整流電流的脈動(dòng)成分太大，對(duì)濾波電路的要求高。只適用于小電流整流電路。</p><p>　　方案二：橋式整流器是利用二極管的單向?qū)ㄐ赃M(jìn)行整流的最常用的電路，常用來(lái)將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?。如圖：</p><p>　　橋式整流電路的工作原理如下：e2為正半周時(shí)，對(duì)D1、D3加正向電壓，Dl、D3導(dǎo)通；對(duì)D2、D4加反向電壓，D2、D4截止。電路中構(gòu)成e2、D1、Rfz 、D3通電回路，在R

48、fz 上形成上正下負(fù)的半波整流電壓，e2為負(fù)半周時(shí)，對(duì)D2、D4加正向電壓，D2、D4導(dǎo)通；對(duì)D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu)成e2、D2Rfz 、D4通電回路，同樣在Rfz 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。 </p><p>　　如此重復(fù)下去，結(jié)果在Rfz 上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比

49、全波整流電路小一半。</p><p>　　橋式整流是對(duì)二極管半波整流的一種改進(jìn)。 </p><p>　　半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦裕谳斎霝闃?biāo)準(zhǔn)正弦波的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負(fù)半部分則損失掉。 </p><p>　　橋式整流器利用四個(gè)二極管，兩兩對(duì)接。輸入正弦波的正半部分是兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出；輸入正弦波的負(fù)半部分時(shí)，另兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是

50、反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。 橋式整流器對(duì)輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。</p><p>　　綜上所述，本設(shè)計(jì)采用橋式整流電路整流。</p><p>　　2.2.4溫度傳感器的選擇方案與論證</p><p><b>　　方案一: </b></p><p>　　用模擬集成溫度傳感器AD590。此溫度傳

51、感器精度高，非線性誤差小，電源范圍寬，測(cè)溫范圍廣，但是輸出為正比于絕對(duì)溫度的線性電流，需要附加外圍電路進(jìn)行電流輸出的測(cè)量，電路比較復(fù)雜。</p><p><b>　　方案二:</b></p><p>　　用智能數(shù)字型傳感器DS1B20。此溫度傳感器為單總線技術(shù)，串行與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，直接輸出數(shù)字化溫度數(shù)值，分辨率為0.0625℃，溫度上下限可自行設(shè)定，測(cè)溫范圍也較

52、寬，最遠(yuǎn)測(cè)量距離為150m，不需外圍輔助電路。</p><p>　　綜上所述：方案二更為簡(jiǎn)單智能，占用單片機(jī)I/O資源更少，因此選擇智能數(shù)字溫度傳感器DS18B20。</p><p>　　2.3 電路設(shè)計(jì)最終方案確定</p><p>　　綜上各方案所述,對(duì)此次作品的方案選定: 以單片機(jī)STC90C51為主控制器，通過(guò)橋式整流電路對(duì)三相電壓整流，通過(guò)串聯(lián)電阻對(duì)直流電壓

53、分壓，并聯(lián)電阻對(duì)直流電流分流，經(jīng)過(guò)AD0809采集電壓，通過(guò)240128液晶顯示所采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，聲光報(bào)警。</p><p>　　3 主控制器和外圍器件</p><p>　　3.1單片機(jī)STC90C51介紹</p><p>　　STC90C51RC/RD+系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)。

54、</p><p>　　增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘機(jī)器周期和12時(shí)鐘機(jī)器周期可任意選擇，指令 代碼完全兼容傳統(tǒng)8052</p><p>　　工作電壓：5.5V-3.3V</p><p>　　工作頻率范圍：0-40MHz，相當(dāng)于普通8051的0-80MHz，實(shí)際工作頻率可 達(dá)48MHz</p><p>　　用戶應(yīng)用程序空間：4

55、K/8K/13K/16K/32K/40K/48K/56K/61K字節(jié)</p><p>　　片上集成1280字節(jié)或512字節(jié)或256字節(jié)RAM</p><p>　　通用I/O口（35/39個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）；P0口是開(kāi)漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻</p><p>

56、;<b>　　有EEPROM功能</b></p><p><b>　　看門狗</b></p><p>　　內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，外部晶體12M以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路，復(fù)位腳可直接接地</p><p>　　10. 共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用</p><

57、;p>　　11. 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒</p><p>　　12. 通用異步串行口（UART）,還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART</p><p>　　13. 工作溫度范圍：-40~+85度/0~75度</p><p><b>　　主要端口作用：</b><

58、/p><p>　　P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。</p><p>　　P1口：P1口是一

59、個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。</p>

60、<p>　　P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，P2口送出高八位地址。</p><p>　　P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，

61、p2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　端口引腳的第二功能：</p><p>　　P3.0 RXD 串行輸入口；&l

62、t;/p><p>　　P3.1 TXD 串行輸出口；</p><p>　　P3.2 INT0 外中斷0；</p><p>　　P3.3 INT1 外中斷1；</p><p>　　P3.4 T0 定時(shí)/計(jì)數(shù)器0；</p><p>　　P3.5 T1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器1；</p>

63、<p>　　P3.6 WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通；</p><p>　　P3.7 RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通；</p><p>　　3.2 溫度傳感器DS18B20介紹</p><p>　　DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器特性： </p><p>　　獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊 </p>

64、<p>　　簡(jiǎn)單的多點(diǎn)分布應(yīng)用 </p><p><b>　　無(wú)需外部器件 </b></p><p>　　可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電 </p><p><b>　　零待機(jī)功耗 </b></p><p>　　測(cè)溫范圍-55℃~+125℃，以0.5℃遞增 </p><p&

65、gt;　　溫度以9位數(shù)字量讀出 </p><p>　　溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間200ms（典型值） </p><p>　　用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 </p><p>　　報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件 </p><p>　　應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)或任何熱感測(cè)系統(tǒng) </p>

66、;<p><b>　　說(shuō)明： </b></p><p>　　DS18B20數(shù)字溫度計(jì)以9 位數(shù)字量的形式反映器件的溫度值。 </p><p>　　DS18B20通過(guò)一個(gè)單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和DS18B20之間僅需一條連接線（加上地線）。用于讀寫(xiě)和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無(wú)需外部電源。因?yàn)槊總€(gè)DS18B20都有一個(gè)獨(dú)特的片

67、序列號(hào)，所以多只DS18B20可以同時(shí)連在一根單線總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。這一特性在HVAC環(huán)境控制、探測(cè)建筑物、儀器或機(jī)器的溫度以及過(guò)程監(jiān)測(cè)和控制等方面非常有用。 </p><p><b>　　引腳說(shuō)明 ：</b></p><p>　　1 GND 接地 </p><p>　　2 DQ 數(shù)據(jù)輸入/輸出腳。對(duì)于單

68、線操作：漏極開(kāi)路</p><p>　　3 VDD 可選的VDD 引腳。 </p><p>　　DS1820有三個(gè)主要數(shù)字部件：</p><p>　?、?64位激光ROM</p><p><b>　　⑵.溫度傳感器</b></p><p>　?、?非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL。器件用如下方式

69、從單線通訊線上汲取能量：在信號(hào)線處于高電平期間把能量?jī)?chǔ)存在內(nèi)部電容里，在信號(hào)線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來(lái)再給寄生電源（電容）充電。DS18B20也可用外部5V電源供電。</p><p>　　DS18B20依靠一個(gè)單線端口通訊。在單線端口條件下，必須先建立ROM 操作協(xié)議，才能進(jìn)行存儲(chǔ)器和控制操作。因此，控制器必須首先提供下面5 個(gè)ROM 操作命令之一：</p><p&g

70、t;<b>　　⑴.讀ROM</b></p><p><b>　?、?匹配ROM</b></p><p><b>　　⑶.搜索ROM</b></p><p><b>　?、?跳過(guò)ROM</b></p><p><b>　?、?報(bào)警搜索</b

71、></p><p>　　這些命令對(duì)每個(gè)器件的激光ROM部分進(jìn)行操作，在單線總線上掛有多個(gè)器件時(shí)，可以區(qū)分出單個(gè)器件，同時(shí)可以向總線控制器指明有多少器件或是什么型號(hào)的器件。成功執(zhí)行完一條ROM 操作序列后，即可進(jìn)行存儲(chǔ)器和控制操作，控制器可以提供6 條存儲(chǔ)器和控制操作指令中的任一條。 </p><p>　　一條控制操作命令指示DS18B20完成一次溫度測(cè)量。測(cè)量結(jié)果放在DS18B20的

72、暫存器里，用一條讀暫存器內(nèi)容的存儲(chǔ)器操作命令可以把暫存器中數(shù)據(jù)讀出。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL各由一個(gè)EEPROM字節(jié)構(gòu)成。如果沒(méi)有對(duì)DS18B20使用報(bào)警搜索命令，這些寄存器可以做為一般用途的用戶存儲(chǔ)器使用?？梢杂靡粭l存儲(chǔ)器操作命令對(duì)TH和TL進(jìn)行寫(xiě)入，對(duì)這些寄存器的讀出需要通過(guò)暫存器。所有數(shù)據(jù)都是以最低有效位在前的方式進(jìn)行讀寫(xiě)。</p><p>　　3.3 AD0809介紹</p><p&g

73、t;　　3.3.1 AD0809的邏輯結(jié)構(gòu)</p><p>　　ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。它由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。</p><p>　　多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。</p><p>　　三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高

74、電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)</p><p>　　3.3.2 AD0809的工作原理</p><p>　　IN0－IN7：8 條模擬量輸入通道 </p><p>　　ADC0809 對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是0－5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放 大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采 樣保持電路。

75、 </p><p>　　地址輸入和控制線：4條 </p><p>　　ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE 線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A， B，C 三 條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的 通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B 和C 為地 址輸入線，用于選通IN0－IN7 上的一路模擬量輸 入。</p><p>　　通道選擇表如下表所示。

76、 </p><p>　　C B A 選擇的通道 </p><p>　　0 0 0 IN0 </p><p>　　0 0 1 IN1 </p><p>　　0 1 0 IN2 </p><p>　　0 1 1 IN3 </p><p>　　1 0 0 IN4 </p><p&g

77、t;　　1 0 1 IN5 </p><p>　　1 1 0 IN6 </p><p>　　1 1 1 IN7 </p><p>　　數(shù)字量輸出及控制線：11 條 </p><p>　　ST 為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST 上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn) 換；在轉(zhuǎn)換期間，ST 應(yīng)保持低電平。EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)EOC

78、 為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn) 換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向 單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀 態(tài)。D7－D0 為數(shù)字量輸出線。 </p><p>　　CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘點(diǎn)阿魯必須由外界提供， </p><p>　　通常使用頻率為500KHZ，

79、 </p><p>　　VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。</p><p>　　3.3.3 AD0809應(yīng)用說(shuō)明</p><p>　?。?）． ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51 單片機(jī)直接相連。 </p><p>　?。?）． 初始化時(shí)，使ST 和OE信號(hào)全為低電平。 </p><p&g

80、t;　?。?）． 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C 端口上。 </p><p>　?。?）． 在ST 端給出一個(gè)至少有100ns 寬的正脈沖信號(hào)。 </p><p>　?。?）． 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC 信號(hào)來(lái)判斷。 </p><p>　　（6）． 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。</p><p&

81、gt;　　3.4 液晶LM4229</p><p>　　3.4.1 LM4229各管腳功能</p><p>　　LM4229管腳功能如圖所示：</p><p>　　一共20個(gè)管腳，一個(gè)一個(gè)搞定它，個(gè)人認(rèn)為把管腳認(rèn)識(shí)了，這個(gè)元件就熟悉一半了1.VSS：GND2.VDD：VCC（LCD供電電源）3.vo：    LCD背光調(diào)節(jié)電壓4

82、.C/D：WR=0、C/D=1 寫(xiě)命令   WR=0、C/D=0 寫(xiě)數(shù)據(jù)             RD=0、C/D=1   讀狀態(tài)   RD=0、C/D=0 讀數(shù)據(jù)5.RD： 讀，低電平有效6.WR： 寫(xiě)，低電平有效7.D0-D7：數(shù)據(jù)總線15.CE

83、：使能，低電平有效16.RST：復(fù)位，低電平有效17.VEE：LCD負(fù)電壓18.MD2：方式選擇19.FS1：終端字體大小選擇20.HALF：Half Function (H=Normal L=Stop oscillation 停止振動(dòng))</p><p>　　3.4.2 LM4229的時(shí)序</p><p><b>　　操縱時(shí)序：</b></p>

84、<p><b>　　工作時(shí)序：</b></p><p>　　3.5 “銀天使”S2電源變壓器介紹</p><p>　　3.5.1 S2電源變壓器的特點(diǎn)</p><p>　　1．全封閉印刷線路板直接焊接安裝，使用方便、外形美觀；</p><p>　　2．結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固、抗振、防潮、阻燃、抗電強(qiáng)度高；</p

85、><p>　　3．空載電流小，功率因數(shù)高，輸入過(guò)電壓范圍寬；</p><p>　　4．與 T 系列相比，具有更高的可靠性，更寬的環(huán)境適應(yīng)能力；</p><p>　　5．內(nèi)置溫度保護(hù)器，使用更安全。</p><p>　　3.5.2 S2電源變壓器額定電壓</p><p>　?。?）． ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存<

86、/p><p>　　1．標(biāo)準(zhǔn)系列：初級(jí)：220V±25% 50Hz/60HZ</p><p>　　次級(jí)：?jiǎn)温份敵觯?V, 7.5V, 9V, 12V, 15V, 18V, 21V, 24V, 27V；</p><p>　　雙路輸出：2× 2×6V, 7.5V, 2× 2×9V, 12V, 2×15V, 2

87、5;18V, 2×21V, 2×24V, 2×27V。</p><p>　　2．非標(biāo)系列：可按用戶要求定制。</p><p>　　3.5.3 S2 系列標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的外形圖、安裝尺寸及詳細(xì)技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1

88、電路設(shè)計(jì)框圖</b></p><p><b>　　4.2 系統(tǒng)概述</b></p><p>　　本電路是由90C51單片機(jī)為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，高性能，完全具有傳統(tǒng)51單片機(jī)的性能，增大了程序存儲(chǔ)空間；三相電壓采集使用了橋式整流電路，能夠穩(wěn)定的把交流電整流到直流電，再通過(guò)濾波分壓方法采集；溫度采集使用了18b20采集溫度，簡(jiǎn)單實(shí)用；通過(guò)AD

89、0809對(duì)各項(xiàng)電壓采集傳送到單片機(jī)，并通過(guò)液晶LM4229顯示，最終實(shí)現(xiàn)電壓采集，溫度采集當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)出現(xiàn)聲光報(bào)警。</p><p>　　硬件的結(jié)構(gòu)和可靠性直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，所以合理的安排電路能提高電子產(chǎn)品的性能。</p><p>　　4.3 Protel99SE</p><p>　　Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下

90、的EDA設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫(kù)管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開(kāi)放性及3D模擬功能，是一個(gè)32位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源--地層和16個(gè)機(jī)加工層。</p><p>　　4.3.1電路工程設(shè)計(jì)部分</p><p>　　(1)電路原理設(shè)計(jì)部分（Advanced Schematic 99）：電

91、路原理圖設(shè)計(jì)部分包括電路圖編輯器（簡(jiǎn)稱SCH編輯器）、電路圖零件庫(kù)編輯器（簡(jiǎn)稱Schlib編輯器）和各種文本編輯器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫(kù)；查看和編輯有關(guān)電路圖和零件庫(kù)的各種報(bào)表。 </p><p>　?。?）印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Advanced PCB 99）：印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括印刷電路板編輯器（簡(jiǎn)稱PCB編輯器）、零件封裝編輯器（簡(jiǎn)稱PCBLib編輯器）和電

92、路板組件管理器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。 </p><p>　　（3）自動(dòng)布線系統(tǒng)（Advanced Route 99）：本系統(tǒng)包含一個(gè)基于形狀（Shape-based）的無(wú)柵格自動(dòng)布線器，用于印刷電路板的自動(dòng)布線，以實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。</p><p>　　4.3.2電路仿真與PLD部分</p><p>

93、　?。?）電路模擬仿真系統(tǒng)（Advanced SIM 99）：電路模擬仿真系統(tǒng)包含一個(gè)數(shù)字/模擬信號(hào)仿真器，可提供連續(xù)的數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，以便對(duì)電路原理圖進(jìn)行信號(hào)模擬仿真，從而驗(yàn)證其正確性和可行性。 </p><p>　?。?）可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)（Advanced PLD 99）：可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)包含一個(gè)有語(yǔ)法功能的文本編輯器和一個(gè)波形編輯器（Waveform）。本系統(tǒng)的主要功能是；對(duì)邏輯電路進(jìn)行分析、綜合；

94、觀察信號(hào)的波形。利用PLD系統(tǒng)可以最大限度的精簡(jiǎn)邏輯部件，使數(shù)字電路設(shè)計(jì)達(dá)到最簡(jiǎn)化。 </p><p>　?。?）高級(jí)信號(hào)完整性分析系統(tǒng)（Advanced Integrity 99）：信號(hào)完整性分析系統(tǒng)提供了一個(gè)精確的信號(hào)完整性模擬器，可用來(lái)分析PCB設(shè)計(jì)、檢查電路設(shè)計(jì)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)超調(diào)量、阻抗和信號(hào)諧波要求等。</p><p>　　4.3.3 Protel99SE的功能特性</p>

95、;<p>　　1、開(kāi)放式集成化的設(shè)計(jì)管理體系</p><p>　　2、超強(qiáng)功能的修改與編輯功能</p><p>　　3、強(qiáng)大的設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能</p><p>　　4.3.4 Protel編輯頁(yè)面</p><p><b>　　4.4模塊電路</b></p><p><b>　

96、　4.4.1電源設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在這里因設(shè)計(jì)分工和側(cè)重點(diǎn)不同，電源模塊用通用的5v變壓器。</p><p><b>　　4.4.2復(fù)位電路</b></p><p>　　單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開(kāi)始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾

97、出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開(kāi)始執(zhí)行。</p><p>　　在電路圖中，電容的的大小是10uF，電阻的大小是10k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍（單片機(jī)的電源是5V，所以充電到0.7倍即為3.5V），需要的時(shí)間是10K*10UF=0.1S。也就是說(shuō)在電腦啟動(dòng)的0.1S內(nèi)，電容兩端的電壓時(shí)在0~3.5V增加。這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為從5~1.5V減少（串聯(lián)電路各處電

98、壓之和為總電壓）。所以在0.1S內(nèi)，RST引腳所接收到的電壓是5V~1.5V。在5V正常工作的51單片機(jī)中小于1.5V的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，而大于1.5V的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)。所以在開(kāi)機(jī)0.1S內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位（RST引腳接收到的高電平信號(hào)時(shí)間為0.1S左右）。</p><p><b>　　4.4.3晶振電路</b></p><p>　　單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)

99、動(dòng)下才能進(jìn)行工作。MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部都有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需外接晶振源，就能產(chǎn)生一定頻率的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)的內(nèi)部的各個(gè)單元，決定單片機(jī)的工作速度。圖4-3就是內(nèi)部時(shí)鐘工作方式的電路圖，這是一種常用的方式。這種方式是外界振蕩源，本設(shè)計(jì)就采用這種外接晶振的方法。電路中的兩個(gè)電容的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振（C1 C2的值大，起振的速度慢；反之，速度快。）；二是對(duì)振蕩器的頻率起到微調(diào)的作用（C1 C2的值大，頻率略有減少，反之

100、，頻率略有提高）。C1 C2的值采用33pF。</p><p>　　4.4.4直流電壓電路</p><p>　　本電路需要測(cè)量220v的直流電壓，考慮到AD0809需要小的模擬量需要將220v的直流電壓分壓到小電壓，需要通過(guò)串聯(lián)電阻直接分壓到0~5V即可。</p><p>　　所測(cè)模擬電壓 U1=4/(216+4)*220v=4v .</p><

101、;p>　　4.4.5直流電流電路</p><p>　　10A直流電流通過(guò)三個(gè)并聯(lián)電阻分流即可得到相應(yīng)的可測(cè)電壓模擬量，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路測(cè)量即可測(cè)得相應(yīng)的電壓。</p><p>　　所測(cè)電壓 U2=10/3*1=3.33v</p><p>　　4.4.6三相電壓采集電路</p><p>　　整流橋的作用就是能夠通過(guò)二極管的單向?qū)ǖ奶匦詫?/p>

102、電平在零點(diǎn)上下浮動(dòng)的交流電轉(zhuǎn)換為單向的直流電，當(dāng)人們想把交流電變成直流電是就需此電路。橋式整流器是由多只整流二極管作橋式連接，外用絕緣塑料封裝而成，大功率橋式整流器在絕緣層外添加金屬殼包封，增強(qiáng)散熱。橋式整流器品種多，性能優(yōu)良，整流效率高，穩(wěn)定性好，最大整流電流從0.5A到50A，最高反向峰值電壓從50V到1000V。</p><p>　　通過(guò)電源變壓器S2直接將交流電壓變壓到較小的電壓，然后通過(guò)整流橋電路整流濾

103、波得到穩(wěn)定的直流電壓，然后通過(guò)串聯(lián)電阻分壓即可得到相應(yīng)的電壓，然后接入AD0809采集，再通過(guò)單片機(jī)控制并檢測(cè)。</p><p>　　4.4.7 AD0809采集電路</p><p>　　ADC0809由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)

104、換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。</p><p>　　ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是0－5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。</p><p>　　本電路通過(guò)分時(shí)對(duì)ALE給高電平，通過(guò)A、B、C三條地址線鎖存經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器

105、進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0－IN4即可測(cè)得所需的5個(gè)模擬電壓。ADC0809是采樣頻率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模—數(shù)轉(zhuǎn)換的器件，且有參考電壓為REF+，當(dāng)八位二進(jìn)制數(shù)最大為11111111即轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)為255時(shí)，代表此時(shí)的輸入電壓為REF+（一般是5V），由于ADC0809的參考電壓VREF＝VCC，所以轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，在數(shù)碼管上顯示出電壓值。實(shí)際顯示的電壓值　(D/256*VREF)。<

106、;/p><p>　　4.4.8液晶顯示電路</p><p>　　本電路各個(gè)相應(yīng)的引腳和單片機(jī)相連，數(shù)據(jù)總線和單片機(jī)P0口相連，背光電源用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)亮度，通過(guò)控制讀寫(xiě)操作對(duì)液晶控制。</p><p>　　4.4.9聲光報(bào)警電路</p><p>　　單片機(jī)上電P33口為高電平，LED燈不亮，蜂鳴器不響，當(dāng)系統(tǒng)檢查的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，給P33口一個(gè)低

107、電平，LED燈亮，蜂鳴器響，從而實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能。</p><p><b>　　5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1主程序流程圖</b></p><p><b>　　5.2編程軟件介紹</b></p><p>　　Keil uVision2是德國(guó)Keil

108、 Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng)C語(yǔ)言的語(yǔ)法來(lái)開(kāi)發(fā)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用,而且大大的提高了工作效率和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,他還能嵌入?yún)R編，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。KEILC51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為8051微控制器的軟件開(kāi)發(fā)提供了C語(yǔ)言環(huán)境,同時(shí)保留了匯編代碼高效,快速的特點(diǎn)。C51編譯器的功能不斷增強(qiáng)， 使你可以

109、更加貼近CPU本身，及其它的衍生產(chǎn)品。C51已被完全集成到uVision2的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，項(xiàng)目管理器，調(diào)試器。uVision2 IDE可為它們提供單一而靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境。</p><p>　　Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面，使您能在很短的時(shí)間內(nèi)就能學(xué)會(huì)使用keil c51來(lái)開(kāi)發(fā)您的單片機(jī)應(yīng)用程序 。 <

110、;/p><p>　　另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　6硬件焊接及軟件調(diào)試</p><p>　　電路圖設(shè)計(jì)理論上通過(guò)之后，就要?jiǎng)邮趾附佑布娐妨?，但是焊接之前必不可少的就是合理的布局，這個(gè)不僅使系統(tǒng)更加

111、可靠，而且使得實(shí)物視覺(jué)效果上更美觀，看起來(lái)更舒服。</p><p>　　6.1 硬件布局及電路焊接</p><p>　　一般先放置與機(jī)械尺寸有關(guān)的固定位置的元器件,再放置特殊的和較大的元器件,最后放置小元器件。同時(shí),要兼顧布線方面的要求,高頻元器件的放置要盡量緊湊,信號(hào)線的布線才能盡可能短,從而降低信號(hào)線的交叉干擾等。</p><p>　　電源插座、開(kāi)關(guān)、萬(wàn)用板之間

112、的接口、指示燈等都是與機(jī)械尺寸有關(guān)的定位插件。通常,電源與萬(wàn)用板之間的接口放到萬(wàn)用板的邊緣處,并與萬(wàn)用板邊緣要有3 mm～5 mm的間距;指示發(fā)光二極管應(yīng)根據(jù)需要準(zhǔn)確地放置;開(kāi)關(guān)和一些微調(diào)元器件,如可調(diào)電感、可調(diào)電阻等應(yīng)放置在靠近萬(wàn)用板邊緣的位置,以便于調(diào)整和連接;需要經(jīng)常更換的元器件必須放置在器件比較少的位置,以易于更換。</p><p>　　大功率管、變壓器、整流管等發(fā)熱器件,在高頻狀態(tài)下工作時(shí)產(chǎn)生的熱量較多

113、,所以在布局時(shí)應(yīng)充分考慮通風(fēng)和散熱,將這類元器件放置在萬(wàn)用板上空氣容易流通的地方。大功率整流管和調(diào)整管等應(yīng)裝有散熱器,并要遠(yuǎn)離變壓器。電解電容器之類怕熱的元件也應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱器件,否則電解液會(huì)被烤干,造成其電阻增大,性能變差,影響電路的穩(wěn)定性。</p><p>　　易發(fā)生故障的元器件,如調(diào)整管、電解電容器、繼電器等,在放置時(shí)還要考慮到維修方便。對(duì)經(jīng)常需要測(cè)量的測(cè)試點(diǎn),在布置元器件時(shí)應(yīng)注意保證測(cè)試棒能夠方便地接觸。&l