基于89c51的自動(dòng)斷電保護(hù)系統(tǒng)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計(jì)地點(diǎn) ： 設(shè)計(jì) 時(shí)間 ： 指導(dǎo)教師意見： 成績 : 簽名： 年 月 日 單片機(jī) 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì) 1 單片機(jī)系統(tǒng) 課 程 設(shè) 計(jì) 課程設(shè)計(jì)名稱： 基于 89C51 的自動(dòng)斷電保護(hù)系統(tǒng) 專 業(yè) 班 級 ： 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號 ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 單片機(jī) 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì) 2 單片機(jī)系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué)號 題 目 課題性質(zhì) 工程設(shè)計(jì) 課題來源 選題 指導(dǎo)教師 主要內(nèi)容 （參數(shù)） 利用 89C51 設(shè)計(jì)自動(dòng)斷電保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以下功能： 實(shí)現(xiàn)開機(jī)后自動(dòng)供電； 內(nèi)部短路或超載時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開電源； 利用互感，通過采集電流來控制繼電器的常開，常閉觸頭。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。要求內(nèi)容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計(jì)正確，篇幅合理。 該設(shè)計(jì)采用電流互感器，來采樣線路上的電流值，然后與用戶設(shè)定值進(jìn)行比較，控制繼電器的常閉點(diǎn)的斷開與閉合， 從而控制用電器的供電回路的斷開與閉合。作為系統(tǒng)的核心元件，我們采用 AT89C51 單片機(jī)。 3. A/D 轉(zhuǎn)換。當(dāng)電流超過設(shè)定值時(shí)，繼電器斷開，電路回路斷開。通過鍵盤可以設(shè)置限制電流大小。 其主要特性如下： 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 32 可編程 I/O 線 低功耗的閑置和掉電模式 工作期間，按下 S0， C3 放 電，在 10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。 時(shí)鐘電路圖如圖 33： Y1C4 3 0 PC5 3 0 PX1X2 圖 33 時(shí)鐘電路圖 時(shí)鐘電路接 AT89C51 的 18 和 19 引腳。單片機(jī)的晶振并不是只能用 12M，只要不超過 20M 就行，在準(zhǔn)許的范圍內(nèi)，晶振越大，單片機(jī)運(yùn)行越快，還有用 12M 的就是好算時(shí)間，因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期為 12個(gè)時(shí)鐘周期，所以這樣用 12M 的話，一個(gè)時(shí)鐘周期為 1/12us，那么機(jī)器周期為 1us 即定時(shí)器計(jì)一次數(shù)就是 1us了，電容范圍在 2040pF 之間，這里連接的是 30pF 的電容。 電路圖如圖 34 所示： K1Q2N P ND1D I O D ET1T R A N S 312J1C O N 2R2500V C CV C CP 2. 4P 2. 5 圖 34 電流采樣轉(zhuǎn)換電路 和繼電器控制電路 A/D 采樣電路 A/D采樣電路采用集成 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0804 。 分辨率： 8 位，即分辨率為 1/28=1/256，轉(zhuǎn)換值介于 0～ 255 之間。 參考電壓： ，即 Vref=。 CLKR:內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的外接電阻端，與 CLK 端配合可由芯片自身產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，其頻率計(jì)算方式是： fck=1/(）。 INTR：轉(zhuǎn)換完畢中斷提供端， AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，低電平表示本次轉(zhuǎn)換已完成。 DGND:數(shù)字電源地線。 鍵盤和液晶顯示電路 液晶顯示電路采用帶中文字庫的 12864 液晶顯示器。 12864 液晶具有如下的特性： 1 提供 8 位， 4 位并行接口及串行接口可選 2 并行接口適配 M6800 時(shí)序 3 自動(dòng)電 源啟動(dòng)復(fù)位功能 4 內(nèi)部自建振蕩源 64 16 位字符顯示 RAM（ DDRAM 最多 16 字符 4 行， LCD 顯示范圍 16 2 行） (改為 半角輸入 ) 2M 位中文字型 ROM（ CGROM） ，總共提供 8192 個(gè)中文字型（ 16 16 點(diǎn)陣） 16K 位半寬字型 ROM(HCGROM)，總共提供 126 個(gè)西文字型（ 16 8 點(diǎn)陣） 64 16 位字符產(chǎn)生 RAM（ CGRAM） 15 16 位總共 240 點(diǎn)的 ICON RAM（ ICONRAM） 液晶顯示電路如圖 36 所示： 單片機(jī) 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì) 11 P 0 .039P 0 .138P 0 .237P 0 .336P 0 .435P 0 .534P 0 .633P 0 .732P 2 .021P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .728R X D10T X D11A L E30P S E N29P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78I N T 113I N T 012T115T014EA31X119X218R S T9RD17WR161234567891234567891011121314151617181920R E S 2D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 6D B 7D B 8I N T 1C S D ARSL C D E NX1X2R S TRDWRD0D1D2D3D4D5D6D7S D AS C L1 8 B 2 0FMC S U S BD I O L AD U L AW E L AP 3 .0P 3 .1A L EV C CRSWRL C D E ND0D1D2D3D4D5D6D7RDV C CV C C1 2 8 6 4 V R2KV C C 圖 36 液晶顯示電路 鍵盤電路采用 3 個(gè)獨(dú)立的按鍵，一個(gè)功能切換鍵、一個(gè)加按鍵、一個(gè)減按鍵通過這三個(gè)按鍵可以來合理的設(shè)置限制電流的數(shù)值。 主程序流程圖如圖 41 所示： 開 始初 始 化 設(shè) 置啟 動(dòng) 定 時(shí) 器啟 動(dòng) A D 轉(zhuǎn) 換掃 描 鍵 盤液 晶 顯 示 圖 41 主程序流程圖 當(dāng)系統(tǒng)上電或者手動(dòng)復(fù)位時(shí)，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，設(shè)置堆棧地址，定時(shí)器 0 工作方式，中斷觸發(fā)方式以及其它系統(tǒng)初始化。首先保護(hù)現(xiàn)場，然后讀取AD 值，進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換然后存儲，并與設(shè)定的電流值進(jìn)行大小比較，如果超過設(shè)定值，則繼電器斷開，用電器回路斷開，并置 1 報(bào)警標(biāo)志位。 單片機(jī) 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì) 16 部分主要子程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要子程序主要包括鍵盤子程序、鍵盤掃描子程序，顯示子程序。 CTV:current test value 測試電流值 ) 顯示子程序設(shè)計(jì)流程圖如圖 45 所示： 開 始初 始 化延 時(shí)設(shè) 置 第 一 行 顯 示 位 置顯 示 第 一 行 內(nèi) 容設(shè) 置 第 二 行 顯 示 位 置顯 示 第 二 行 內(nèi) 容結(jié) 束 圖 45 顯示子程序設(shè)計(jì)流程圖 單片機(jī) 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì) 18 五、系統(tǒng)調(diào)試 由于硬件的限制，我們不能對互感器電流采樣部分電路的測試，但是通過直接給 ADC0804 一個(gè)模擬信號進(jìn)行了以下測試。 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果測試正常。 參考文獻(xiàn)： [1] 張迎新．單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第 2 版） [M]．北京：國防工業(yè)出版社， 2020 [2]偉福 LAB6000 系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用說明書 [3] 閻石 ． 數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)（第五版） ．北京 ：高等教育出版社， 2020 單片機(jī) 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì) 19 附件 A P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223
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