【正文】 TuTU 0 21 式中 IT? —— 相鄰的兩次采樣時(shí)間間隔 iU —— 第 i1 個(gè)時(shí)間間隔的電壓采樣瞬時(shí)值 N—— 一個(gè)周期的采樣點(diǎn)數(shù) 若相鄰的兩次采樣的時(shí)間間隔都相等， IT? 為常數(shù) T? ，考慮到 N= 1??TT ，則： U= ???Ni iUN 1211 同理，也可以根據(jù)一個(gè)周期內(nèi)各采樣瞬時(shí)值及各周期采樣點(diǎn)數(shù)計(jì)算電壓信號有效值的公式： I= ???Ni iIN 121`1 iI —— 瞬時(shí)電流值 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 9 第三章 硬件部分 單片機(jī)的選擇（控制單元） 測量控制方面的應(yīng)用與測量儀器方面的應(yīng)用的主要區(qū)別是，前者不但要有檢測處理任務(wù)而且還應(yīng)能根據(jù)測量的計(jì)算結(jié)果快速的在線完成控制任務(wù)，而后者無需快速在線的輸出控制信號。 8098 管腳圖 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 10 在比較 8098 與 MCS— 51 系列時(shí)發(fā)現(xiàn)： 8098 硬件結(jié)構(gòu)具有很多明顯的優(yōu)勢，它具有以下功能： 1） 17 位計(jì)算邏輯單元對與其配合的 256 個(gè)字節(jié)的片內(nèi)寄存器組合可直接進(jìn)行操作。 16 位乘法和 32 位對 16 位的除法也不過用 ? s 這是 MCS— 51 無法與之相比的。高速輸入器可用內(nèi)容定時(shí)器 1 作時(shí)鐘來記錄外部事件發(fā)生的時(shí)間，一共記錄 8 個(gè)事件；高速輸出可以按預(yù)定時(shí)間去觸發(fā)某事件，并可 根據(jù)需要掛號 18 個(gè)事件。每個(gè)中斷類型分別對應(yīng)各自的中斷向量。它可以直接驅(qū)動(dòng)某些電機(jī)，也可以經(jīng)過外部積 分電路作直流輸出。 9）兩個(gè) 16 位定時(shí)器，定時(shí)器 1 在系統(tǒng)中作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。它們均受高速輸出機(jī)構(gòu) HSO 的控制。 11）芯片配置寄存器 CCR8098 可以通過 CCR 的設(shè)置對總線控制信號的定義進(jìn)行選擇。也由于它的這些性能，自帶 A/D 轉(zhuǎn)換器，可編程高速輸入 /輸出口 HSIO。一般用輸出數(shù)字量編碼的位數(shù) n 來表示。在工程實(shí)際中，應(yīng)具體問 題分析，合理地選擇編碼位數(shù)。 A/D 轉(zhuǎn)換電路的精度還受電路中各元器件參數(shù)的影響，因此要求參考電源 REFV 要穩(wěn)定并選用增益穩(wěn)定且漂移小的運(yùn)算放大器。 8098 由 A/D 命令寄存器ADCOMMAND 選定某一模擬通道，通過模擬采集模塊對輸入的模擬信號進(jìn)行采樣和保持，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號存入 A/D 結(jié)果寄存器 AD— RESULT 中。 8089 的 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果是單調(diào)式的，且為不丟失碼。 A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入電壓必須在 0~ REFV (通常 VVREF 5? )之間。由于其對模擬信號的量化過程靠依次對每個(gè)量化值進(jìn)行比較判斷，因此逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換電路需要一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速度較慢。 222 VVL ??= D/A 轉(zhuǎn)換電路 數(shù)據(jù)寄存器 計(jì)數(shù)電路 輸出寄存器 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 16 rT 電 壓 電 LV 網(wǎng) 單相橋式整流電路 濾波電路 工作原理：用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器 C，或與負(fù)載串聯(lián)電感器 L，以及由電容電感組合而成的各種復(fù)式濾波電路。 在電容 C 兩端的情況：設(shè)電容器兩端初始電壓為零，接入交流電源后，當(dāng) 2u 為正半周期時(shí)， 2u 通過 1D 和 3D 向電容器 C 充電； 2u 為負(fù)半周期經(jīng)過 4D 和 2D 向電容器充電，充電時(shí)間常數(shù)是 CRint?? ，其中 intR 包括變壓器副繞組的直流電阻和二極管 D 的正向電阻。 7805 表示輸出正電壓 +5V， 78 表示輸出正電壓 +12V， 79 表示輸出負(fù)電壓為 12V。 78XX 系列穩(wěn)壓器的基本接法 本次設(shè)計(jì)選擇的恒流源如下圖所示，通過對單相橋式整流電路和 78XX， 79XX 穩(wěn)壓器的聯(lián)合運(yùn)用進(jìn)行穩(wěn)壓。 5K 12R =2K 可以推出： 13R =2K 18R =25K 電流檢測 將電流轉(zhuǎn)換成電壓，其原理和電壓檢測原理相同： 在輸入中， 1U = 2U =0V 由于運(yùn)算放大器虛短虛斷原理故有： ?0i =0A ?1U 1U = ?0i 11R ?1U = 110Ri 通過簡單的 運(yùn)用電壓電流關(guān)系 U=RI 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 20 可以把電流 I 轉(zhuǎn)換為電壓 U。在此我們用到的是：功率因素控制型。此時(shí)，由于余弦函數(shù) cos? 在 ? （ 090 — 090 ）始終大于 0。 本方案的選置上，我們運(yùn)用了八個(gè)電容器，進(jìn)行八次切投，以免發(fā)生過補(bǔ)償及補(bǔ)償未及的情況，功率因素的范圍也相對寬松。在這種投切方式下排序在前的電容器組。從而是各組電容及投切開關(guān)使用幾率均等，降低了電容器組的平均運(yùn)行溫度，減少了投切開關(guān)的動(dòng)作次數(shù)，延長了使用期限。這樣就構(gòu)成了接觸器互鎖?？晒┤藶檫x擇是機(jī)動(dòng)還是手動(dòng)操作，當(dāng)開關(guān)打在 AS? 端時(shí)，是機(jī)動(dòng)操作，當(dāng)開關(guān)在 AS? 檔位時(shí)，是手動(dòng)操作。當(dāng)需要切除電容時(shí)，由于繼電器 KA1 斷開其觸頭KA1 自動(dòng)處于斷開狀態(tài)，繼電器 KM1 斷電，觸頭 KM1 自動(dòng)斷開，反相制動(dòng)接觸器 KM11 被鎖住。 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 23 負(fù)載 當(dāng)電容器接成三角形時(shí)，電容器 C 可以參考下式選擇（根據(jù)電動(dòng)機(jī)額定線電壓 NU 時(shí)，電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流近似為 0I ，而流過電容 C 的電流為 30I 的條件選擇）。 電力電容器的故障 （ 1） 內(nèi)部故障：一臺電容器的箱殼內(nèi)部，有若干電容元件并聯(lián)和串聯(lián)組成。 （ 2） 電容器外部相間和接地短路：電容器和斷路器之間的引線，絕緣子，套管間可能發(fā)生相間或接地短路，對被短路的回路中諸設(shè)備產(chǎn)生熱和力的破壞。 相位數(shù)字化測量 相位是交流信號的重要參數(shù)，相位測量不僅廣泛的應(yīng)用于在電力，通訊等領(lǐng)域。 圖 為過零鑒相測量相位的原理框圖。 設(shè)兩個(gè)頻率信號的周期為 T，相位差為 x? ，兩信號波形過零的時(shí)間差為 XT 則，存在下列關(guān)系式 ?0360T XXT? X? = 0360?TTX 即可以通過測出的周期 T 及相差時(shí)差 XT ，而求出相位差 X? 。 由于接入單片 8098機(jī)芯片中的 HIS1和 HIS0可編程高速輸入/輸出口時(shí)，需要接入電壓與電流的方波，以便于比較相位差。由圖知有： 且有 X? = 0360?TTX 可以判斷電壓 U與電流 I 的相位關(guān)系，當(dāng) 8098 單片機(jī)高速輸入輸出口檢測到采樣周期中第一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖由接電壓方波HSI0 口輸入，則自動(dòng)循環(huán)到公式 T=3t 1t T? =2t1t 2T ，如檢測到采樣周期中第一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖由接入電流方波的 HSI1 口輸入，則自動(dòng)循環(huán)到計(jì)算公式 T=3t 1t , T? =3t 2t2T 。其工作原理：當(dāng)系統(tǒng)上電后，經(jīng)過一段時(shí)間的穩(wěn)定，進(jìn)入復(fù)位序列完成系統(tǒng)工作前的初始化任務(wù)。 控制電路 數(shù)據(jù)信號從單片機(jī) 8098 復(fù)用輸出端口 3P 和 4P 輸出，通過74LS273，八位鎖存器鎖存，當(dāng)需要投入電力電容器補(bǔ)償時(shí)，將重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 32 相應(yīng)的管腳輸出置位為 1，則導(dǎo)通相對的繼電器。微機(jī)繼續(xù)循環(huán)檢測，當(dāng)查詢結(jié)果依然需要投入第二組電力電容器， 但第一組并為切除。 ? 與上面相同，當(dāng)微機(jī)檢測出需要切除一組或多組電力電容器的時(shí)候，將 第一組電力電容器所對應(yīng)的繼電器斷電（即將其相對應(yīng)的管腳輸出低電頻 0）?！? 計(jì)算如下： 1 1 1 1 1 1 1 0 amp。該電路由兩部分器件組成，一部分在芯片的內(nèi)部，既由一個(gè)單級反相放大器電路和一個(gè)反 饋電阻（ R1）構(gòu)成，另一部分在片外由石英晶體和電容（ C1， C2）通過外引腳 XTAL1 和 XTAL2，組成一種完整的諧振回路。圖中的二極管（ 4148）為復(fù)位電容在掉電情況下，提供了一條迅速放電通路，這可保證在掉電與上電之間 的間隔非常短（小于通過電阻 R 放電時(shí)間）的情況下，還能使得單片機(jī)正常的復(fù)位（即在反復(fù)上電的情況下，也能可靠的完成復(fù)位）。硬件抗干擾效率高，但要增加系統(tǒng)的投資和設(shè)備的體積。為此，在每一集成芯片的電源與地之間都接入了一個(gè)濾波電容，起到了較好的抗干擾效果。 2 接地 在智能化儀器儀表中，地線連接十分重要。 b) 減少地線電阻，從 而減少寄生耦合，尤其是小信號模擬電重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 36 路應(yīng)盡可能加粗地線，焊接要良好。由于在 ? ?[90~90]時(shí)，其余弦值均為非負(fù)數(shù)，故運(yùn)用無符號小數(shù)計(jì)算，自變量 X 必須轉(zhuǎn)化成 [0， 1]的小數(shù)，才能進(jìn)行計(jì)算。因此用交流采樣方法求取電力參數(shù)必須采用數(shù)字濾波方 法去除干擾，穩(wěn)定讀數(shù)。采用滑動(dòng)平均值數(shù)字濾波法求平均值。利用“看門狗”技術(shù)可以不斷監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)時(shí)間超過已知循環(huán)設(shè)定，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入了“死循環(huán)”，然后程序返回到 0000H入口，并在 0000H處安排一段出錯(cuò)處理程序，使系統(tǒng)運(yùn)行納入正規(guī)。 ? 軟件 陷阱 用引導(dǎo)指令強(qiáng)行將捕獲到的跑飛程序引向復(fù)位入口地址，并在此處將程序轉(zhuǎn)向?qū)ｉT對程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序，使程序納入正軌。在剛開始，網(wǎng)絡(luò)和圖書館是我們經(jīng)常去的地方，在那里翻閱別人的，歷年的成品資料。這也讓我們必須正式一個(gè)問題，很多知識，我們從書本上的來的，平時(shí)忽略了的，其實(shí)在運(yùn)用中都很重要。知識光靠活在內(nèi)存中是沒有用的，關(guān)鍵是看怎么運(yùn)用它，能不能把它轉(zhuǎn)化成財(cái)富，活學(xué)活用的轉(zhuǎn)換成實(shí)物。在一個(gè)團(tuán)體中，光靠某一個(gè)人是不夠的，僅僅是一個(gè)人很優(yōu)秀不能成就整個(gè)設(shè)計(jì)的成功，分工合作的 最高效和合理的工作方式。 其次，我也要感謝我的排擋。對于每一位幫助過我的老師和同學(xué)，在我身邊支持我的人，我的 心中充滿了感激之情。 7=0 時(shí)，轉(zhuǎn)MASS1 NEGA2： 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 48 NEGB JL ； JL 求補(bǔ) JBC HL， 7， MASS2 ； HL。 7=1 時(shí)，轉(zhuǎn) NEGOP SHLL BX， 03H ； BX 擴(kuò)大 8 倍 ANDB CH， 0EFH ； SJMP NPMOP ；轉(zhuǎn) NPMOP NEGOP： LDB AL， CH ； ANDB AL， 80H ； ANDB CH， 0EFH ； NORML BX， AH ；浮點(diǎn)數(shù)規(guī)格化 ORDCA： JBS FL， 7， OTADD ； FL。 7=0 時(shí)，轉(zhuǎn) ONEPO SJMP OATNE ；轉(zhuǎn) OATNE ONEPO： NEG DX ； ADDC EX， 0000H ； NEG EX ； SJMP OADDT ；轉(zhuǎn) OADDT MASS1： NEGB HL ； HL 求補(bǔ) ANDB TSL， HL， 0EFH ； ANDB TSH， JL， 0EFH ； ADDB AL， TSH， TSL ；求階碼 SJMP SHPJ1 ；轉(zhuǎn) SHRJ1 MASS2： NEGB JL ； JL 求補(bǔ) ANDB TSL， HL， 0FEH ； ANDB TSH， JL， 0EFH ； ADDB AL， TSH， TSL ；求階碼 SJMP SHRJ2 ；轉(zhuǎn) SHRJ2 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 51 附錄２：浮點(diǎn)數(shù)乘法子程序 FBMUL： LD GX， AX