【正文】 電力線路自動(dòng)合閘開關(guān)這些基本按鍵接口都已經(jīng)標(biāo)注。 S4：數(shù)值加 1 鍵。 電力監(jiān)控線路保護(hù)系統(tǒng)顯示電路設(shè)計(jì) 下圖所示采用的是 AT89C51單片機(jī)與 MAX7219的接口電路圖示，把單片機(jī)的 連接到 max7219 的 DIN 端口，然后 連接到 CLK 端口 [14]。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N 型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。 變量譯碼和顯示譯碼兩類 ，變量 譯碼 一般是一種較少輸入變?yōu)檩^多輸出的器件，一般分為 2n 譯碼和 8421BCD 碼兩類。 整個(gè)設(shè)備包含一個(gè) 150μA 的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個(gè)掃描限制寄存器允許用戶顯示 18 位數(shù)據(jù)，還有一個(gè)讓所有 LED 發(fā)光的檢測(cè)模式。 19 V+正極電壓輸入， +5V 。最大速率是 ，數(shù)據(jù)移入內(nèi) 部移位寄存器，下降沿時(shí)侯數(shù)據(jù)從 DOUT 端輸出。 CS (MAX7221) 片選端。 1）功能特點(diǎn) a 有 10MHz 連續(xù)串行口 b 獨(dú)有立的 LED 段控制 c 數(shù)字有的譯碼與非譯碼選擇 d 有 150μ A 的低功耗關(guān)閉模式 e 配置了亮度的數(shù)字和模擬控制 f 有高電壓中斷顯示 g 有 共陰極 LED 顯示驅(qū)動(dòng) h 有限制回轉(zhuǎn)電流的段驅(qū)動(dòng)來減少 EMI（ MAX7221） i 有 SPI, QSPI, MICROWIRE 串行接口（ MAX7221） g 有 24 腳的 DIP 和 SO 封裝 2)管腳名稱功能 1 DIN 串行數(shù)據(jù)輸入端口在時(shí)鐘上升沿時(shí)候數(shù)據(jù)被載入內(nèi)部的 16 位寄存器。此時(shí) LED 應(yīng)處于全亮狀態(tài)。通過亮度寄存器控制 LED 的亮度該軟件亮度控制可替代硬件限流亮度控制。寫寄存器時(shí)只要在對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)位的低 4 位寫入 “0H”“FH”即可與數(shù)據(jù)位的高 4 位無關(guān)。 LOAD 為片選端當(dāng) LOAD 為低電平時(shí)該器件接收來自 DIN 的數(shù)據(jù)接收完畢 后 LOAD 返回高電平時(shí)接收的數(shù)據(jù)將鎖定 DIG0DIG7 為吸收顯示器共陰極電流的位驅(qū)動(dòng)線其最大值可達(dá) 500mA在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)輸出 VSEGASEGG和 DP 為驅(qū)動(dòng)顯示器 7 段及小數(shù)點(diǎn)的輸出電流約 是 40mA 可軟件調(diào)整關(guān)閉狀態(tài) 時(shí)接入 GNDDOUT 為串行數(shù)據(jù)輸出端通?？芍苯咏尤胂乱黄?MAX7219 的 DIN 端使多片 MAX7219 級(jí)聯(lián)以便 可以 驅(qū)動(dòng)更多的 LED。 MAX7219 允許用戶對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)選擇編碼或者不編碼 ，這 個(gè)設(shè)備包含一個(gè) 150μA的低功耗關(guān)閉模式，模擬數(shù)字亮度控制，一個(gè)掃描 限制寄存器 保證 用戶顯示 18 位數(shù)據(jù)， 擁有 一個(gè)讓所有 LED 發(fā)光的檢測(cè)模式。包括一個(gè)片上的 B 型 BCD 編碼器、多路掃描回路，段字驅(qū)動(dòng)器， 此外 還有一個(gè) 8*8 的靜態(tài) RAM 用來存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)。這兩個(gè)寫脈沖之間的時(shí)間間隔為 12 一次采樣時(shí)間。在內(nèi)部采樣控制模式 (控制位置 0)中，由寫脈沖啟動(dòng)采樣間隔，經(jīng)過瞬間的采樣間隔 (芯片時(shí)鐘為 2MHz 時(shí)，為 3ms)，即開始A/D 轉(zhuǎn)換。在用內(nèi)部基準(zhǔn)電壓時(shí) ,基準(zhǔn)緩存輸出一 4. 096V的名義電壓 ,并可通過 REFADJ 引腳調(diào)整。 24 INT 當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束且數(shù)據(jù)可被訪問時(shí)為低電平。當(dāng) HBEN 為低電平時(shí)可讀取結(jié)果的高 4 位 ,當(dāng)為高電平時(shí) ,可讀取結(jié)果的低 8 位 [9]。 2 CS：是片選信號(hào) ,低電平有效的。此腳為高電平時(shí)數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)為高 4 位，此腳為低電平時(shí)數(shù)據(jù)總上的數(shù)據(jù)為低 8位。 b 腳片選線，低電平有效。 2)引腳功能介紹 MAX197 具有四種不同封裝： DIP28 和 寬 SO， SSOP 和陶瓷 SB 封裝 [8]。新型 的 A／ D 轉(zhuǎn)換器芯片 MAX197 與一般 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片相比 來看 具有極好的性能價(jià)格比，僅需單一 的 ＋ 5V供電， 而且 外圍電路簡(jiǎn)單，可 大大的 簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。5V， 0～ 10V， 0～ 5V)8 通道 12位高精度 A/D 轉(zhuǎn)換器。 A1 工作時(shí)候，產(chǎn)生電流 Iout 從 Q1 的發(fā)射極流出，而此時(shí)運(yùn)放 A2 上截止的沒有電流從 Q2 流出 [7]。 MAX471 工作原 理 Max471 的工作原理如圖 2 所示。正常操作時(shí)接地 2） RS+：信號(hào)輸入端。以下是電力線路監(jiān)控示意圖 圖 1 電力線路監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)示意圖 Figure1 Power line monitoring protection system schematic diagram line1 line2 正常指示燈 跳閘指示燈 圖 2 系統(tǒng)控制面板 Figure2 System control panel 因?yàn)橄纫獙㈦娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)然后才能進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。 b，線路監(jiān)控正常時(shí)，輸入信號(hào)約為 。 方案一：采用雙 cpu的電力監(jiān)控設(shè)計(jì)以 DSP作為從機(jī) [4]，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集進(jìn)來的電壓、電流信號(hào)，數(shù)字濾波、諧波分析和其它相關(guān)參數(shù)的計(jì)算。 3） 控制功能強(qiáng)。 4）串行 I/O口高速的 八 位單片機(jī)都可提供全雙工串行 I/O口 ， 因而能和某些終端設(shè)備進(jìn)行串行通信 ， 或者和一些特殊功能的器件 相互 連接。由于單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用中 “面向控制 ”的特點(diǎn)，一般需要較大的程序存儲(chǔ)器。一種是普林斯 頓結(jié)構(gòu)（ Princeton），將程序和數(shù)據(jù)合用一個(gè)存儲(chǔ)器空間即 ROM 和 RAM 的地址同在一個(gè)空間里分配不同的地址。90年代，電力系統(tǒng)在繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展到了單片機(jī)保護(hù)時(shí)代，它是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的 第四代?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件有電子器件的產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。 使用現(xiàn)狀 單片機(jī)由僅有 CPU的專用處理器芯片發(fā)展而來。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。由于單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單片機(jī)由僅有 CPU的專用處理器芯片發(fā)展而來 [1]，單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。另外，隨著國(guó)家對(duì)教育事業(yè)的關(guān)注和加大投入，各地教學(xué)樓的建設(shè)也隨之增加，相應(yīng)的對(duì)學(xué)校的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別是電力設(shè)施將提出更大的挑戰(zhàn)。 Hardware part consists of signal acquisition processing, circuit state input, control, working current, according to the key processing, power handling of such links. According to the two sampling value algorithms require, software part use timer interrupt the current data acquisition. Package initialization, key processing, data acquisition, signal control, data display and other parts, designed the serial munication interface program, easy to exchange data with PC. Key words： Line protection； singlechip。程序包初始化，按鍵處理，數(shù)據(jù)采集 ，信號(hào)控制，數(shù)據(jù)顯示等部分組成，還設(shè)計(jì)了串行通信接口程序，方便與上位機(jī)交換數(shù)據(jù)，以此來實(shí)現(xiàn)教學(xué)樓的的電力監(jiān)控保護(hù)。 1 教學(xué)樓電力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要????? ?? ??????? ? ?????????????? 1 關(guān)鍵詞????? ?? ????????????????????? 1 1 前言 ????? ?? ??????? ? ?????????????? 2 設(shè)計(jì)意義 ????? ?? ??????? ? ?????????????? 2 使用現(xiàn)狀 ????? ?? ??????? ? ?????????????? 2 單片機(jī)特點(diǎn) ????? ?? ??????? ? ????????????? 3 2 電力監(jiān)控 保護(hù)的設(shè)計(jì) ????? ?? ??????? ? ?????????? 4 電力線路保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成相關(guān)硬件 ????? ?? ??????? ? ???? 4 電力線路監(jiān)控保護(hù)系數(shù)采樣及 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ????? ?? ??????? 4 芯片介紹 ????? ?? ??????? ? ?????????? 5 引腳功能 ????? ?? ??????? ? ??????????? 6 工作原理 ????? ?? ??????? ? ?????????? 6 芯片初步了解 ????? ?? ??????? ? ???????? 7 芯片簡(jiǎn)介 ????? ?? ??????? ? ?????????? 7 特性和引腳功能及控制字簡(jiǎn)介 ????? ?? ??????? ? ???? 7 電力線路監(jiān)控保護(hù)數(shù)據(jù)顯示電路 ????? ?? ??????? ? ??? 11 芯片簡(jiǎn)介 ????? ?? ??????? ? ????????? 11 電力線路保護(hù)系統(tǒng)顯示電路設(shè)計(jì) ????? ?? ??????? ? ? ? 17 電力線路保護(hù)鍵盤電路設(shè)計(jì) ????? ?? ????? ? ??????? 17 電路設(shè)計(jì) ????? ?? ??????? ? ???????????? 17 功能介紹 ????? ?? ??????? ? ???????????? 17 電力線路保護(hù)系統(tǒng)開關(guān)量輸出控制電路設(shè)計(jì) ???? ? ??????? ? 19 開關(guān)量輸入控制電路 ????? ?? ??????? ? ??????? 19 2 功能介紹 ????? ?? ??????? ? ??????????? ? 20 電力線路保護(hù)單片機(jī)電源設(shè)計(jì) ????? ?? ??????? ? ???? 21 3 電力線路保護(hù)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ???? ?? ??????? ? ??????? 22 單片機(jī) C51 語(yǔ)言的簡(jiǎn)介 ????? ?? ??????? ? ????? 22 電力線路保護(hù)系統(tǒng)單片機(jī)軟件總體設(shè)計(jì) ????? ?? ??????? ? 23 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) ????? ?? ??????? ? ???????? 24 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)原理 ????? ?? ??????? ? ????? 24 服務(wù)程序 C 語(yǔ)言代碼 ????? ?? ??????? ? ????? 25 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) ????? ?? ??????? ? ??????? 31 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)原理 ????? ?? ??????? ? ????? 31 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) C語(yǔ)言代碼 ????? ?? ??????? ? ?? 31 主程序設(shè)計(jì) ????? ?? ??????? ? ?????????? 36 MAIN 主程序設(shè)計(jì)原理 ????? ?? ??????? ? ?? ????? 36 主程序 C 語(yǔ)言代碼 ????? ?? ??????? ? ?????? 37 串行接受及發(fā)送程序設(shè)計(jì) ????? ?? ??????? ? ?????? 46 串行接受及發(fā)送程序設(shè)計(jì)原理 ????? ?? ??????? ? ??? 46 串行接收及發(fā)送程序 C 語(yǔ)言代碼 ????? ?? ??????? ? ?? 47 4 結(jié)果分析 ????? ?? ??????? ? ?????????????? 49 5 結(jié)論與總結(jié) ????? ?? ??????? ? ????????????? 49 參考文獻(xiàn) ????? ?? ?????? ? ? ?????????????? 50 致謝????? ?? ??????? ? ????????????????? 50 3 教學(xué)樓電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng) 摘 要： 本文介紹了用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電力線路監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)中單片機(jī)部分連接電路及程序設(shè)計(jì)。根據(jù)兩采樣積值算法要求，軟件部分用定時(shí)中斷對(duì)電流數(shù)據(jù)采集。s technical manual, detailed introduces the hardware circuit of each function module。眾所周知現(xiàn)代化社會(huì)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化都是建立在電氣化的基礎(chǔ)之上的。單片機(jī)由運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)（最小系統(tǒng)），和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)缺少了外圍設(shè)備等。它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域 。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 12部單片機(jī)。 單片機(jī)控制電力線路保護(hù)由于具有功能強(qiáng)，維護(hù)調(diào)試方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，易于管理所以非常受到