【正文】 圖4 AD574引腳圖 figure of AD574 單片機以及外圍電路設(shè)計單片機是一種面向大規(guī)模的集成電路芯片，是微型計算機中的一個重要的分支，該系統(tǒng)是由CPU、輸入輸出電路（I/O口）、定時/計數(shù)器、串行通信口、顯示驅(qū)動電路（LED驅(qū)動電路）、多路開關(guān)以及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一個單塊芯片上的，構(gòu)成了一個最小但是完善的計算機任務(wù)，單片機要使用特定的組譯和編譯軟件編譯程序，故系統(tǒng)采用AT89C51單片機控制。同時為了適應(yīng)快速過程的控制和檢測的需要，A/D轉(zhuǎn)換器和 DA轉(zhuǎn)換器還必須有足夠快的轉(zhuǎn)換速度。典型的器件MC14433和ICL7135，V/F型A/D轉(zhuǎn)換器把輸入模擬信號電壓轉(zhuǎn)換為頻率信號送入單片機，可以簡單地將其理解為一個壓控振蕩器。極性相反的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號Vr加到積分器上，積分電路從剛才積分的終值開始反向積分，由于Vr恒定，所以積分輸出將以恒定的速度下降，直到積分器輸出為零，此時發(fā)出“數(shù)據(jù)有效”狀態(tài)，將數(shù)據(jù)輸出。這時，D/A轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)據(jù)即為模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，控制器控制輸出寄存器將其輸出。進行比較。 圖2 電壓互感器接線圖 圖3 電流互感器接線圖 transformer Fig3. Current transformer A/D轉(zhuǎn)換器的選用A/D轉(zhuǎn)換器的類型很多，目前應(yīng)用廣泛的有三種類型：逐次逼近型、雙積分型和V/F型。 被測的電壓信號經(jīng)過電壓互感器PT和分壓電阻后，接到鎖存器的輸入端，鎖存器的輸出經(jīng)過兩分頻接到單片機AT89C51的中斷信號申請中斷端，以便測量被測信號的周期，在中斷一段時間內(nèi)計得的數(shù)值即為被測信號的周期。 圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 Fig1 System’s overall structure3 硬件設(shè)計 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)部分的設(shè)計 工作原理 系統(tǒng)由互感器DVDI00A/D轉(zhuǎn)換器AD57串口芯片8255A、數(shù)據(jù)顯示等部分組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括互感器部分、采樣保持部分、通道切換部分、信號放大部分、模數(shù)轉(zhuǎn)換部分、邏輯控制部分、鎖相倍頻部分、信號周期測量部分等。 測試系統(tǒng)的方案：鑒于三相異步電動機各參量與電機的電壓、電流均有相應(yīng)的計算關(guān)系，并可通過其相互關(guān)系建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，所以只需對電機的電壓、電流進行測量，其它參數(shù)的測量可由軟件實現(xiàn)。電流有效值；有功功率；無功功率。2 測試系統(tǒng)原理與方案 測試系統(tǒng)的原理：設(shè)計一臺可以實時測量三相異步電動機的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)等電參量的儀器。單片機系統(tǒng)主要包括控制部分、鍵盤顯示部分及監(jiān)控電路部分等等。長期以來，各種電機的測試設(shè)備一般為單件的專用儀器 ，作用方式也都是采用人工操作、人工讀數(shù)和處理測量數(shù)據(jù)。 測試系統(tǒng)技術(shù)的計算機化是現(xiàn)在的一個研究熱點。法國CEM公司也研制了自動測試平臺，在國內(nèi)也有一些單位研制電機的自動化測試系統(tǒng)，例如早期上海電器科學(xué)研究所研制，湖南儀表總廠生產(chǎn)DZW1型電機微機自動化測試儀，、短路特性、雜散損耗、溫升特性、工作特性等的測試，但由于微處理器一般采用280芯片，使用系統(tǒng)軟件開發(fā)周期長，硬件設(shè)計和調(diào)試工作量大，并且價格昂貴，不利于推廣應(yīng)用。 上個世紀(jì)七十年代，隨著大規(guī)模集成電路和單片機技術(shù)的發(fā)展，計算機開始進入微型化時代，出現(xiàn)了以微處理器為核心的微型計算機和單片計算機，同時數(shù)字化自動化儀器儀表已經(jīng)普遍應(yīng)用于測試領(lǐng)域，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的數(shù)字技術(shù)、自動控制和調(diào)節(jié)技術(shù)、編碼技術(shù)、接口技術(shù)、A/D變換技術(shù)得到了新的發(fā)展。雖然高性能的測試裝置在國內(nèi)外已有成型產(chǎn)品，但他們的價格是一般單位所無法接受的。實現(xiàn)三相異步電機的自動化不僅是提高工作效率保證產(chǎn)品質(zhì)量的需要，也是產(chǎn)品走向國際化市場的必要條件。Measuring Of Electric Parameter。通過個電參量與電壓、電流的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)等電參量的測量。目　　錄摘要 ..........................................................1關(guān)鍵詞.........................................................11前言..........................................................2 研究背景及意義.............................................2 研究來源及內(nèi)容.............................................3 研究目的...................................................42測試系統(tǒng)原理與方案............................................43硬件設(shè)計......................................................5..........................................5..................................................5 電壓、電流互感器的設(shè)計....................................6 A/D轉(zhuǎn)化器的選用...........................................6....................................8 LED顯示部分的設(shè)計..........................................10 4軟件設(shè)計......................................................10 主程序......................................................10 數(shù)據(jù)采集程序................................................12 計算子程序..................................................13 顯示子程序、鍵盤輸入子程序..................................165 結(jié)束語........................................................176參考文獻.......................................................17 致謝...........................................................18附錄...........................................................20智能三相異步電機測試系統(tǒng)設(shè)計摘 要：三相異步電機作為 一種重要的機電產(chǎn)品，廣泛的應(yīng)用于從工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域。介紹了系統(tǒng)的軟件以及硬件的實現(xiàn)，并且通過實驗驗證了該系統(tǒng)的實用性、測量精度高、操作方便、系統(tǒng)可靠等諸多特點。1 前言 研究背景及意義智能三相異步電機是一種重要的機電產(chǎn)品。近年來，智能三相異步電機的測試研究成為人們關(guān)注的課題之一。因此，在計算機和單片機日益發(fā)展的今天，如何利用現(xiàn)有設(shè)備，使它與單片機技術(shù)相結(jié)合，從而實現(xiàn)實用、價廉，并且快速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，將具有極強的現(xiàn)實意義。也為電機的微機化自動測試系統(tǒng)的產(chǎn)生提供了條件。 上個世紀(jì)八十、九十年代以來，由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，電機的自動化測試系統(tǒng)也得到了極大的發(fā)展，國內(nèi)的許多科研單位開始研制以PC機為核心的電機自動測試裝置，如上海電機技術(shù)研究所研制的AMT1型電機性能綜合測試儀，它采用雙機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，上位機采用PC/XT機，下位機采用STD工控機。在發(fā)達國家，智能儀器和計算機輔助系統(tǒng)已得到普及，國內(nèi)的一些大學(xué)和科研院所，如：西安交通大學(xué)、浙江大學(xué)、上海電器科學(xué)研究所也開展了這方面的研究，研制了與國外相似的智能化測試儀器與測試系統(tǒng)。這種情況下測試人員很辛苦，要做的工作量很大，試驗一臺電機往往需要較長的時間，測試效率低下，電機的運行參數(shù)不能做到監(jiān)控，電氣運行人員對電機參數(shù)變化以及特性得不到更快速、直觀的了解。軟件設(shè)計部分：本系統(tǒng)軟件系統(tǒng)由主程序、中斷程序、數(shù)據(jù)采集、顯示子程序、鍵盤輸入子程序以及一系列運算子程序構(gòu)成。要求儀器體積能隨著電動機的大小而配套設(shè)計；能建立各電參量測量的數(shù)學(xué)模型；設(shè)計的系統(tǒng)能按操作人員的要求顯示任一個電參量的實時數(shù)據(jù)；設(shè)計的系統(tǒng)有較好的抗干擾能力。實在功率。 測試系統(tǒng)通過將三相異步電動機的電壓、電流的數(shù)據(jù)采集下來，以便軟件計算線路中的電壓、電流的有效值、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)等電參量。單片機系統(tǒng)主要包括控制部分、鍵盤顯示部分及監(jiān)控電路部分等。工作原理：系統(tǒng)采用電壓互感器和電流互感器，將三相異步電動機的電壓、電流變換成測量系統(tǒng)所要求的電平信號,由于交流異步電機有三相，所以采用三個電壓互感器和三個電流互感器進行采樣，采樣截取三相異步電動機同一時刻的電壓、電流瞬時值，將采樣得到的高低電平信號送到AD574模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在CE置1，CS置0，A0置1的前提下啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換器8位轉(zhuǎn)換功能，將轉(zhuǎn)換得到的8位數(shù)字信號接到單片機AT89C51的RAM區(qū)控制。 電壓、電流互感器的選擇電壓互感器與電流互感器是實現(xiàn)電量精確測量的關(guān)鍵部分，該系統(tǒng)選用的是北京新創(chuàng)四方電子有限公司生產(chǎn)的DVDI001型臥式穿芯小型精密交流電壓電流通用互感器，它可以看成是有2個相同副線圈的電流互感器,互感器二側(cè)接了一個運算放大器，以減輕互感器的負(fù)載，這樣既能減小測量的相移，又能提高測量的精度。A/D轉(zhuǎn)換器與單片機的接口方式