【正文】 .............................. 12 單片機(jī)的定義 ..................................................................................................................... 12 單片機(jī)主系統(tǒng)介紹 ............................................................................................................. 13 4 硬件設(shè)計(jì)各部分詳解 ............................................................................................................... 17 單片機(jī)主系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 17 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................................................. 17 復(fù)位電路 ............................................................................................................................. 17 晶振電路 ............................................................................................................................. 18 8501 電路連接圖 ................................................................................................................. 19 直流電源電路設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 19 電流形成電路設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 20 信號(hào)調(diào)理的流程設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 21 采樣保持的設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 23 模數(shù)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 24 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 24 ACD0809 的引腳和功能 ..................................................................................................... 25 ADC0809 的電路連接線 ..................................................................................................... 26 LED 數(shù)碼顯示器的設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 27 LED 數(shù)碼顯示器的結(jié)構(gòu)和原理 ......................................................................................... 27 LED 動(dòng)態(tài)顯示方式 ............................................................................................................. 28 LED 數(shù)碼顯示器的連接線 ................................................................................................. 28 單片機(jī)保護(hù)的抗干擾措施 .................................................................................................... 29 5 總結(jié)與展望 ............................................................................................................................... 30 實(shí)驗(yàn)完成結(jié)果總結(jié) ................................................................................................................ 30 設(shè)計(jì)中所遇到的問(wèn)題及解決方法 ........................................................................................ 30 展望 ....................................................................................................................................... 31 附錄 ............................................................................................................................................... 32 附錄一 硬件系統(tǒng)總體實(shí)物照片 ................................................................................................. 32 附錄二 各個(gè)硬件電路實(shí)物照片 ................................................................................................. 33 致謝 ............................................................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 35 1 1 緒論 選題的目的和意義 單片機(jī)是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù) ， 在一個(gè)芯片上集成了 CPU、儲(chǔ)存器和 IO 接口三部分而形成的一個(gè)單片微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?，F(xiàn)在可以說(shuō)單片機(jī)是百花齊放的時(shí)期 ， 世界上 各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī) ， 從 8 位、 16 位到 32 位 ， 數(shù)不勝數(shù) ， 應(yīng)有盡有 ，它們各具特色 ， 互成互補(bǔ) ， 為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程 ， 可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 。 單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長(zhǎng)，但發(fā)展十分迅猛。它在應(yīng)用方面，目前已用于工業(yè)控制、機(jī)電一體化設(shè)備、儀器儀表、信號(hào)處理、現(xiàn)代兵器、交通能源、商用設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，它改變了我們生活。就從我們生活來(lái)看 ， 從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置 ， 到飛機(jī)上各種儀表的控制 ， 從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸 ， 到工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理 ， 以及我們生 活中廣泛使用的各種智能 IC 卡、電子寵物等 ， 這些都離不開(kāi)單片機(jī) ，隨著單片機(jī)性能的不斷提高，它的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。 最早出現(xiàn)的繼電保護(hù)裝置是熔斷器 ， 后來(lái)發(fā)展為電磁型過(guò)流繼電器 ， 隨著科技的發(fā)展 ，又出現(xiàn)了高頻保護(hù)裝置 ， 從元件、材料等方面來(lái)說(shuō) ， 它經(jīng)歷了從電磁式保護(hù)裝置到晶體管式繼電保護(hù)裝置、到集成電路繼電保護(hù)裝置、再到微機(jī)繼電保護(hù)裝置。 當(dāng)今 ， 電力系統(tǒng)及廣大用戶對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)提出了更高的要求 ， 國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)正朝著網(wǎng)絡(luò)化、計(jì)算機(jī)化、測(cè)量、控制、保護(hù)、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化的方向發(fā)展 ， 這對(duì)繼電保護(hù)工作者 提出了更加艱巨的任務(wù) ， 特別是對(duì)大型企業(yè)復(fù)雜廠區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)可靠性及智能化的研究尤為重要。 繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化 ， 網(wǎng)絡(luò)化 ， 智能化 ， 保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的路保護(hù)裝置護(hù)及成具有著常規(guī)保護(hù)所無(wú)法比擬的高可靠性。例如 ,， 采用了與高壓線路保護(hù)類似的ＶＦＣ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和高性能單片機(jī)構(gòu)成的雙ＣＰＵ系統(tǒng) ， 變壓器主保護(hù)與變壓器各側(cè)的后備保護(hù)分別采用不同的ＣＰＵ完成保護(hù)功能。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，我們將會(huì)學(xué)習(xí)如何將單片機(jī)應(yīng)用到線路保護(hù)中，這樣做的好處以及它相對(duì)于其他同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。這也 將對(duì)于我們所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)有更加透徹的理解。 本課題以線路保護(hù)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)三段式電流保護(hù)原理進(jìn)行的研究，對(duì)線路保護(hù)進(jìn)行理論分析， 基于 單片機(jī)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)線路的 III 段式電流保護(hù)的檢測(cè) 、 快速處理和報(bào)警。這樣將會(huì)給我們的生活很多方面帶來(lái)便捷。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù) 2 電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是重要的支柱產(chǎn)業(yè)。它與國(guó)家的興盛和人民的安康有著密切的關(guān)系，因此，電力產(chǎn)品應(yīng)該是安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的能源產(chǎn)品。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越復(fù)雜。在整個(gè)電力生產(chǎn)過(guò)程中，由于人為因素或大自然的原因，會(huì)發(fā)生這樣那樣的故障和出現(xiàn)不正常的運(yùn)行狀態(tài)。一旦發(fā)生故障即會(huì)產(chǎn)生如下后果： ，燒毀。 ，使設(shè)備受到機(jī)械損壞和絕緣損傷以至縮短設(shè)備使用壽命。 ，使大量用戶的正常工作遭受破壞或產(chǎn)生廢品。 發(fā)電廠之間并行運(yùn)行的穩(wěn)定性，導(dǎo)致事故擴(kuò)大，甚至造成整個(gè)系統(tǒng)瓦解 癱瘓。 對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的這些故障隱患，要積極采取一些預(yù)防措施，如提 高設(shè)備質(zhì)量，增加可靠性和延長(zhǎng)使用壽命。而從運(yùn)行管理角度出發(fā)，應(yīng)提高從業(yè)人員的安全意識(shí)和增強(qiáng)責(zé)任心，提高科學(xué)管理水平，增強(qiáng)安全措施以減少事故的發(fā)生。 [1] 對(duì)于不可抗拒的事故發(fā)生應(yīng)做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并迅速有選擇地切除故障組件，隔離故障范圍，以保證系統(tǒng)非故障部分的安全穩(wěn)定運(yùn)行，盡可能減少停電范圍，保護(hù)設(shè)備安全。繼電保護(hù)是一種能反應(yīng)電力系統(tǒng)故障和不正常狀態(tài)，并及時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘和發(fā)出信號(hào)的自動(dòng)化設(shè)備。繼電保護(hù)一詞是指繼電保護(hù)技術(shù)或由各種繼電保護(hù)裝置單元組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。其任務(wù)是： 、迅速、有選擇地 切除故障組件，使無(wú)故障部分恢復(fù)正常運(yùn)行，使故障部分設(shè)備免遭毀壞。 ，根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件動(dòng)作于發(fā)信號(hào)，減負(fù)荷或跳閘。 繼電保護(hù) 裝置原理和 裝置 的 組成 繼電保護(hù)的原理 為了完成繼電保護(hù)所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，要求它能正確區(qū)分電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)或不正常運(yùn)行狀態(tài)。因?yàn)椋筛鶕?jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)前后電氣物理量變化特征為基礎(chǔ)構(gòu)成繼電保護(hù)裝置。 電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化如下： 增大。短路時(shí)故障點(diǎn)和電源之間的電氣組件上的電流，將由負(fù)荷電流值增大到大大超過(guò)額定負(fù)荷電流。 。系統(tǒng)發(fā)生相間短路或接地短路故障時(shí)，系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓下降，且越靠近短路點(diǎn)