【正文】 電力線路自動合閘開關這些基本按鍵接口都已經(jīng)標注。 S4：數(shù)值加 1 鍵。 電力監(jiān)控線路保護系統(tǒng)顯示電路設計 下圖所示采用的是 AT89C51單片機與 MAX7219的接口電路圖示，把單片機的 連接到 max7219 的 DIN 端口，然后 連接到 CLK 端口 [14]。半導體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是 N 型半導體，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。 整個設備包含一個 150μA 的低功耗關閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個掃描限制寄存器允許用戶顯示 18 位數(shù)據(jù)，還有一個讓所有 LED 發(fā)光的檢測模式。 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，下降沿時侯數(shù)據(jù)從 DOUT 端輸出。 CS (MAX7221) 片選端。 1）功能特點 a 有 10MHz 連續(xù)串行口 b 獨有立的 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 h 有限制回轉(zhuǎn)電流的段驅(qū)動來減少 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)輸入端口在時鐘上升沿時候數(shù)據(jù)被載入內(nèi)部的 16 位寄存器。此時 LED 應處于全亮狀態(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。寫寄存器時只要在對應數(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。 LOAD 為片選端當 LOAD 為低電平時該器件接收來自 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)動線其最大值可達 500mA在關閉狀態(tài)時輸出 VSEGASEGG和 DP 為驅(qū)動顯示器 7 段及小數(shù)點的輸出電流約 是 40mA 可軟件調(diào)整關閉狀態(tài) 時接入 GNDDOUT 為串行數(shù)據(jù)輸出端通常可直接接入下一片 MAX7219 的 DIN 端使多片 MAX7219 級聯(lián)以便 可以 驅(qū)動更多的 LED。 MAX7219 允許用戶對每一個數(shù)據(jù)選擇編碼或者不編碼 ，這 個設備包含一個 150μA的低功耗關閉模式，模擬數(shù)字亮度控制，一個掃描 限制寄存器 保證 用戶顯示 18 位數(shù)據(jù)， 擁有 一個讓所有 LED 發(fā)光的檢測模式。包括一個片上的 B 型 BCD 編碼器、多路掃描回路，段字驅(qū)動器， 此外 還有一個 8*8 的靜態(tài) RAM 用來存儲每一個數(shù)據(jù)。這兩個寫脈沖之間的時間間隔為 12 一次采樣時間。在內(nèi)部采樣控制模式 (控制位置 0)中，由寫脈沖啟動采樣間隔，經(jīng)過瞬間的采樣間隔 (芯片時鐘為 2MHz 時，為 3ms)，即開始A/D 轉(zhuǎn)換。在用內(nèi)部基準電壓時 ,基準緩存輸出一 4. 096V的名義電壓 ,并可通過 REFADJ 引腳調(diào)整。 24 INT 當轉(zhuǎn)換結束且數(shù)據(jù)可被訪問時為低電平。當 HBEN 為低電平時可讀取結果的高 4 位 ,當為高電平時 ,可讀取結果的低 8 位 [9]。 2 CS：是片選信號 ,低電平有效的。此腳為高電平時數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)為高 4 位，此腳為低電平時數(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 具有極好的性能價格比，僅需單一 的 ＋ 5V供電， 而且 外圍電路簡單，可 大大的 簡化電路設計。5V， 0～ 10V， 0～ 5V)8 通道 12位高精度 A/D 轉(zhuǎn)換器。 A1 工作時候，產(chǎn)生電流 Iout 從 Q1 的發(fā)射極流出，而此時運放 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。正常操作時接地 2） RS+：信號輸入端。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 因為先要將電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號然后才能進行 A/D轉(zhuǎn)換。 b，線路監(jiān)控正常時，輸入信號約為 。 方案一：采用雙 cpu的電力監(jiān)控設計以 DSP作為從機 [4]，實現(xiàn)對采集進來的電壓、電流信號，數(shù)字濾波、諧波分析和其它相關參數(shù)的計算。 3） 控制功能強。 4）串行 I/O口高速的 八 位單片機都可提供全雙工串行 I/O口 ， 因而能和某些終端設備進行串行通信 ， 或者和一些特殊功能的器件 相互 連接。由于單片機實際應用中 “面向控制 ”的特點，一般需要較大的程序存儲器。一種是普林斯 頓結構（ Princeton），將程序和數(shù)據(jù)合用一個存儲器空間即 ROM 和 RAM 的地址同在一個空間里分配不同的地址。90年代，電力系統(tǒng)在繼電保護技術發(fā)展到了單片機保護時代，它是繼電保護技術發(fā)展的 第四代。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件有電子器件的產(chǎn)品中都會集成有單片機。因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。 使用現(xiàn)狀 單片機由僅有 CPU的專用處理器芯片發(fā)展而來。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。由于單片機在工業(yè)控制領域的廣泛應用，單片機由僅有 CPU的專用處理器芯片發(fā)展而來 [1]，單片機比專用處理器更適合應用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應用。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。另外，隨著國家對教育事業(yè)的關注和加大投入，各地教學樓的建設也隨之增加，相應的對學校的基礎設施建設特別是電力設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 ，信號控制，數(shù)據(jù)顯示等部分組成，還設計了串行通信接口程序，方便與上位機交換數(shù)據(jù)，以此來實現(xiàn)教學樓的的電力監(jiān)控保護。 1 教學樓電力控制系統(tǒng)設計 目 錄 摘要????? ?? ??????? ? ?????????????? 1 關鍵詞????? ?? ????????????????????? 1 1 前言 ????? ?? ??????? ? ?????????????? 2 設計意義 ????? ?? ??????? ? ?????????????? 2 使用現(xiàn)狀 ????? ?? ??????? ? ?????????????? 2 單片機特點 ????? ?? ??????? ? ????????????? 3 2 電力監(jiān)控 保護的設計 ????? ?? ??????? ? ?????????? 4 電力線路保護系統(tǒng)構成相關硬件 ????? ?? ??????? ? ???? 4 電力線路監(jiān)控保護系數(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 芯片簡介 ????? ?? ??????? ? ?????????? 7 特性和引腳功能及控制字簡介 ????? ?? ??????? ? ???? 7 電力線路監(jiān)控保護數(shù)據(jù)顯示電路 ????? ?? ??????? ? ??? 11 芯片簡介 ????? ?? ??????? ? ????????? 11 電力線路保護系統(tǒng)顯示電路設計 ????? ?? ??????? ? ? ? 17 電力線路保護鍵盤電路設計 ????? ?? ????? ? ??????? 17 電路設計 ????? ?? ??????? ? ???????????? 17 功能介紹 ????? ?? ??????? ? ???????????? 17 電力線路保護系統(tǒng)開關量輸出控制電路設計 ???? ? ??????? ? 19 開關量輸入控制電路 ????? ?? ??????? ? ??????? 19 2 功能介紹 ????? ?? ??????? ? ??????????? ? 20 電力線路保護單片機電源設計 ????? ?? ??????? ? ???? 21 3 電力線路保護系統(tǒng)軟件設計 ???? ?? ??????? ? ??????? 22 單片機 C51 語言的簡介 ????? ?? ??????? ? ????? 22 電力線路保護系統(tǒng)單片機軟件總體設計 ????? ?? ??????? ? 23 中斷服務程序設計 ????? ?? ??????? ? ???????? 24 中斷服務程序設計原理 ????? ?? ??????? ? ????? 24 服務程序 C 語言代碼 ????? ?? ??????? ? ????? 25 中斷服務程序設計 ????? ?? ??????? ? ??????? 31 中斷服務程序設計原理 ????? ?? ??????? ? ????? 31 中斷服務程序設計 C語言代碼 ????? ?? ??????? ? ?? 31 主程序設計 ????? ?? ??????? ? ?????????? 36 MAIN 主程序設計原理 ????? ?? ??????? ? ?? ????? 36 主程序 C 語言代碼 ????? ?? ??????? ? ?????? 37 串行接受及發(fā)送程序設計 ????? ?? ??????? ? ?????? 46 串行接受及發(fā)送程序設計原理 ????? ?? ??????? ? ??? 46 串行接收及發(fā)送程序 C 語言代碼 ????? ?? ??????? ? ?? 47 4 結果分析 ????? ?? ??????? ? ?????????????? 49 5 結論與總結 ????? ?? ??????? ? ????????????? 49 參考文獻 ????? ?? ?????? ? ? ?????????????? 50 致謝????? ?? ??????? ? ????????????????? 50 3 教學樓電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng) 摘 要： 本文介紹了用單片機實現(xiàn)電力線路監(jiān)控保護系統(tǒng)中單片機部分連接電路及程序設計。根據(jù)兩采樣積值算法要求，軟件部分用定時中斷對電流數(shù)據(jù)采集。s technical manual, detailed introduces the hardware circuit of each function module。眾所周知現(xiàn)代化社會的信息化和網(wǎng)絡化都是建立在電氣化的基礎之上的。單片機由運算器，控制器，存儲器，輸入輸出設備構成，相當于一個微型的計算機（最小系統(tǒng)），和計算機相比，單片機缺少了外圍設備等。它最早是被用在工業(yè)控制領域 。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦鼠標等電腦配件中都配有 12部單片機。 單片機控制電力線路保護由于具有功能強，維護調(diào)試方便等一系列優(yōu)點，易于管理所以非常受到