【正文】 家庭安全用電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 本設(shè)計(jì)是利用 8051單片機(jī)芯片技術(shù)，結(jié)合 8255可編程并行 I/O接口擴(kuò)展芯片和 HD44780字符液晶顯示模塊及 ISD2560語音芯片的家庭安全用電控制裝置。以電磁感應(yīng)線圈和變壓器的輸出電壓為檢測用電發(fā)生漏電、過載、短路和超壓故障時(shí)的電壓信號，由 TA7666 電壓比較集成電路把信號電壓分為 5個(gè)級別，利用8051單片機(jī)芯片進(jìn)行電壓 PID控制，運(yùn)用 HD44780字符液晶顯示模塊和 ISD2650語音芯片，使其具有字符顯示和語音提示功能，在嚴(yán)重故障時(shí)又能自動(dòng)提前跳閘。該設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)家庭 用電的安全狀態(tài)監(jiān)測，非安全狀態(tài)下的字符和語音提示以及嚴(yán)重故障時(shí)自動(dòng)提前跳閘的功能。 關(guān)鍵詞： 8051單片機(jī)芯片； HD44780字符液晶顯示模塊； ISD2560語音芯片 Home security to use electric control system design Abstract This design is the use of the 8051 MCU technology, bined with HD44780 character LCD module and the ISD2560 speech chip power control device home security. Uses output voltage of the electromagic induction coil and transform er as voltage signal of the examination family has the leakage, the overload, the short circuit and presses when the breakdown, voltage parator integrated cir cuits to the TA7666 is divided into five levels of signal voltage, through 8051 MCU controlling, utilizes the HD44780 character LCD module and the ISD2560 speech chip, enables it to prompt the character and the voice, when serious failu re can automaticly advance trip. To change the unitary function of leakage pro tector and the overload protector, the breakdown appears when short ings and so on any prompt, make the family electricity safer and reliabler. Keywords： 8051 MCU controlling。 HD44780 character LCD module。 ISD2560 speech chip 目錄 1 緒論 .................................................................................................................... 1 安全用電控制系統(tǒng)的定義 .......................................................................... 1 家庭安全用電控制系統(tǒng)的介紹 .................................................................. 1 傳感器技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)狀及本設(shè)計(jì)的意義 ...................................... 2 傳感器技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................ 2 本設(shè)計(jì)的意義 ........................................................................................ 3 2 家庭安全用電控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .................................................................... 3 硬件組成及原理圖 ...................................................................................... 3 8051 單片機(jī) ............................................................................................ 4 8255 可編程接口擴(kuò)展芯片 .................................................................... 5 ISD2560 語音芯片 ................................................................................. 7 HD44780 字符液晶顯示模塊 ................................................................ 7 磁感線圈 ................................................................................................ 9 檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................................ 10 5V 穩(wěn)壓電源 ............................................................................................... 10 過載故障保護(hù)電路工作原理 ..................................................................... 12 升壓變壓器 .......................................................................................... 14 電磁開關(guān) .............................................................................................. 14 超壓保護(hù)電路工作原理 ............................................................................ 15 3 家庭安全用電控制電路設(shè)計(jì) .......................................................................... 16 系統(tǒng)電路原理總圖 .................................................................................... 16 語音芯片與 8051 相結(jié)合的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................. 17 HD44780 與單片機(jī)的接口電路 ................................................................ 19 電壓信號的 PID 控制 ................................................................................ 21 4 軟件設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 21 主程序設(shè)計(jì)總述 ........................................................................................ 21 過載保護(hù)電壓比較軟件設(shè)計(jì) .................................................................... 22 超壓保 護(hù)電壓比較軟件設(shè)計(jì) .................................................................... 23 結(jié) 論 ...................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 25 謝 辭 ...................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1 1 緒 論 安全用電控制系統(tǒng)的定義 安全用電控制系統(tǒng)是一種安裝在家庭用電線路上，用來檢測家庭用電的安全性，自動(dòng)檢測并控制的裝置，是家庭用電的保護(hù)神。它與家庭用電的電路配接在一起，從而可以起到檢測安全隱患、自動(dòng)控制斷電，以達(dá)到保護(hù)電路的目的。 家庭安全用電控制系統(tǒng)的介紹 對于電網(wǎng)短路和線路故障檢測保護(hù)已有不少研究，市面上的電器短路、過載、超壓的保護(hù)器功能單一，容易損壞，沒有提示功能，不夠人性化。隨著人們生活水平的不斷提高，用電設(shè)備也不斷增加，產(chǎn)生了盲目用電現(xiàn)象，這給人們造成極大的安全隱患。其中危害性最 大的用電故障有三種：輸入電壓過高、室內(nèi)線路嚴(yán)重過載、用電器短路。本文設(shè)計(jì)的家庭安全用電控制系統(tǒng)的目的就是為了防止這三種故障帶來的危害，并且克服了以往保護(hù)器功能單一的缺點(diǎn)，電氣線路的常見故障有：絕緣損壞、接觸不良、過負(fù)荷、斷線、間距不足、保護(hù)導(dǎo)體帶電等，這些故障都有可能導(dǎo)致停電、觸電、火災(zāi)等多種事故。 絕緣損壞后依據(jù)損壞程度的不同，可能出現(xiàn)短路、漏電這兩種危害。 絕緣完全損壞將導(dǎo)致短路。短路時(shí)，流過線路的電流增大為正常工作電流的數(shù)倍到數(shù)10 倍，而導(dǎo)線的發(fā)熱量又與電流的平方成正比，導(dǎo)致發(fā)熱量急劇增加，短時(shí)間就可能 起火燃燒；發(fā)生弧光放電，高溫電弧可能灼傷附近的人員，也可能直接引起火災(zāi)；此外，在短路狀態(tài)下，一些裸露導(dǎo)體將帶有危險(xiǎn)的故障電壓，可能給人以致命的電擊。如絕緣未完全損壞，將導(dǎo)致漏電，漏電是電擊事故最常見的原因。此外，漏電處局部發(fā)熱，局部溫度過高可能直接導(dǎo)致火災(zāi)，也可能使絕緣進(jìn)一步損壞，形成短路，引起火災(zāi)。如果導(dǎo)體接地，由接地電流產(chǎn)生的熱量和電弧，在接地處有可能導(dǎo)致起火燃燒。 接觸不良造成連接處接觸電阻增大，在電流的作用下產(chǎn)生熱量，可以使金屬變色甚至熔化，很容易成為火源，引發(fā)電氣線路的絕緣層、附近的可燃物及積沉的可 燃粉塵的燃燒。過負(fù)荷時(shí)，由于電線的發(fā)熱量與電流的平方成正比，發(fā)熱量往往超過允許限度，輕則加速絕緣老化，重則會(huì)使絕緣層燃燒而引起火災(zāi)事故。過載還會(huì)增大線路上的電壓損失。斷線可能造成接地、混線及短路等多種事故，導(dǎo)線斷落在地面或接地導(dǎo)體上，可能導(dǎo)致電擊事故