【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)作 者： 高至祺 學(xué) 號(hào)：1007240619 學(xué) 院：自動(dòng)化工程學(xué)院 班 級(jí)： 自動(dòng)106 專 業(yè)：√自動(dòng)化 □測(cè)控技術(shù)與儀器所 在 系：√控制科學(xué)與工程 □儀器科學(xué)與技術(shù)題 目： 電力電子裝置電流檢測(cè)與過(guò)流保護(hù) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 張玉財(cái) 副教授 簽字： 評(píng)閱者： 2014 年 6 月 吉 林摘 要摘 要本論文針對(duì)不間斷電源以霍爾傳感器和AT89C51單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)了一個(gè)利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)并帶過(guò)流保護(hù)的裝置。該裝置在片外擴(kuò)展A/D轉(zhuǎn)換接口，系統(tǒng)選用ADC0804轉(zhuǎn)換器，電流檢測(cè)元件采用ACS712霍爾傳感器。在上述硬件基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)ADC0804芯片的啟動(dòng)與讀寫操作，完成對(duì)來(lái)自ACS712的直流電流信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換工作，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADC0804向CPU發(fā)出一個(gè)信號(hào)，CPU對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量進(jìn)行處理，并將結(jié)果通過(guò)數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，達(dá)到檢測(cè)電流的目的。并且采用新型超低電壓檢測(cè)器PT7M6lOl及一些通用元器件設(shè)計(jì)的一種通用過(guò)流保護(hù)電路，經(jīng)實(shí)驗(yàn)其效果較好。該保護(hù)電路的特點(diǎn)是：最大的允許工作電流Imax可設(shè)定；在正常工作狀態(tài)(無(wú)過(guò)流發(fā)生)時(shí)，電路耗電極小，約幾十微安；一旦有過(guò)流狀態(tài)出現(xiàn)，切斷負(fù)載電源迅速(約幾毫秒)，并鎖存(印保持負(fù)載斷開電源狀態(tài))，不影響其他電路工作；控制切斷電源的PMOSFET的壓降小，檢測(cè)電流的電阻Rs上的壓降小(僅1OOmV)，所以電路的效率95%；有過(guò)流狀態(tài)指示；電路簡(jiǎn)單、無(wú)需調(diào)整；若都采用貼片式元器件占印制板面積較小。關(guān)鍵詞：霍爾傳感器；AT89C51；過(guò)流保護(hù)I東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文ABSTRACTIn this paper, the uninterruptible power supply to the Holzer sensor and AT89C51 SCM as the core, the device with overcurrent protection by the use of a Holzer effect of current detection and design. The device extension A/D conversion interface in chip, system with ADC0804 converter, current detection device using ACS712 Holzer sensor.On the hardware basis, realize the startup and read on the ADC0804 chip of the write operation, to plete the DC current signal from the ACS712 A/D conversion work, when the A/D is finished, the ADC0804 sends a signal to the CPU, CPU digital conversion after the treatment, and the results through digital tube display. Current, to detect the purpose. And using the new ultra low voltage detector PT7M6lOl and some mon ponents to design a general overcurrent protection circuit, the experiment the effect is better. The protection circuit is: the maximum permissible working current of the Imax can be set。 in the normal working state (no flow), the power consumption of the circuit is very small, about tens of microamperes。 once the overcurrent condition, load off quickly (about a few milliseconds), and latches (Yin Bao39。s load disconnect power state), does not affect other circuit。 control the pressure cutting off the supply of small PMOSFET, Rs current detecting resistor voltage drop on the small (only 1OOmV), so the efficiency of 95% circuit。 overcurrent state indicator。 the circuit is simple, no need of adjustment。 if uses SMD ponents accounted for printed circuit board area is small.Keywords: Holzer sensor 。 AT89C51 。 Over current protection目錄目 錄摘 要 IABSTRACT II目 錄 III第1章 緒 論 1 課題背景與意義 1 研究現(xiàn)狀 1 不間斷電源的研究現(xiàn)狀 1 電流檢測(cè)的研究現(xiàn)狀 2 過(guò)流保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀 3第2章 不間斷電源簡(jiǎn)介 4 設(shè)備簡(jiǎn)介 4 設(shè)備工作過(guò)程 5 設(shè)備異常情況 5 不間斷電源發(fā)展特點(diǎn) 5 設(shè)備分類與應(yīng)用 7第3章 電流檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 單片機(jī)原理簡(jiǎn)介 8 AT89C51簡(jiǎn)述 8 A/D轉(zhuǎn)換電路 9 ADC0804簡(jiǎn)述 9 ADC0804外圍電路以及與單片機(jī)的鏈接圖 9 數(shù)碼管顯示電路 10 74HC4511管腳與工作原理 10 七段數(shù)碼管引腳與工作原理 11 系統(tǒng)整體電路原理圖 11第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 14 單片機(jī)開發(fā)及調(diào)試工具 14 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 15 定時(shí)器計(jì)數(shù)程序 15 外部中斷程序 15 初始化MCU程序 16 ADC0804啟動(dòng)、讀取轉(zhuǎn)換程序 16 霍爾傳感器ACS712的計(jì)算函數(shù)程序 18 七段數(shù)碼管顯示程序 18 主程序 19第5章 過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 PT7M6lOl的結(jié)構(gòu)及工作原理 21 過(guò)流保護(hù)電路及工作原理 23 電路模塊 25第6章 軟件系統(tǒng)仿真 26 仿真軟件介紹 26 系統(tǒng)仿真過(guò)程與結(jié)果 26結(jié) 論 29參考文獻(xiàn) 30致 謝 3129第1章 緒論第1章 緒 論 課題背景與意義近幾年來(lái)，單片機(jī)已逐步深入應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各部門及人們生活的各個(gè)方面。各種類型的單片機(jī)也根據(jù)社會(huì)的需求而開發(fā)出來(lái)。單片機(jī)是器件級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)際上它是一個(gè)微控制器或微處理器。由于它功能齊全，體積小，成本低，因此它可以應(yīng)用到所有電子系統(tǒng)中。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh 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。該器件采用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MCS51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，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51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)廉的方案[1]。此外在一些負(fù)載電流較大的電路中，若由于負(fù)載內(nèi)部產(chǎn)生局部短路或其他原因造成負(fù)載電流超過(guò)最大允許電流(過(guò)流)時(shí)，若不及時(shí)斷開負(fù)載電源，往往容易造成負(fù)載過(guò)熱燒毀或電源過(guò)載使整個(gè)電路系統(tǒng)不能正常工作或電源受損[2]。采用完善的過(guò)流保護(hù)電路可在一旦出現(xiàn)過(guò)流時(shí)，瞬間斷開過(guò)流負(fù)載的電源，這可減小電路損壞的程度、減小損失。 研究現(xiàn)狀 不間斷電源的研究現(xiàn)狀不間斷電源(或稱UPS，即 Uninterruptible Power Supply)是在電網(wǎng)異常的情況下不間斷的為電器負(fù)載設(shè)備提供后備交流電源，維持電器正常運(yùn)作的設(shè)備。通常情況下不間斷電源被用于維持計(jì)算機(jī)(尤其是服務(wù)器)或交換機(jī)等關(guān)鍵性商用設(shè)備或精密儀器的不間斷運(yùn)行，防止計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)丟失，電話通信網(wǎng)絡(luò)中斷或儀器失去控制。1. 飛輪式不間斷電源在使用電池的時(shí)代之前，不間斷電源曾經(jīng)使用飛輪