【正文】 方面，根據(jù)數(shù)據(jù)采集與處理的結(jié)果實時地對補償功率因數(shù)，或輸出控制信號。 （ 2）油溫監(jiān)控功能。 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計流程圖如圖 12所示 ， 啟動單片機后，首先對電流和油溫進行檢測?？臻e方式停止 CPU的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高； 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 圖 13 PDIP 封裝的 AT89S51管腳圖 P1口： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口 ， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。當(dāng) P3口寫入 ―1‖后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 除了 P1口外 P0、P P3口都還有其他的功能。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）； XTAL1： 片內(nèi) 振蕩器 反相放大器和時鐘發(fā)生器的輸入端； XTAL2： 片內(nèi) 振蕩器 反相放大器的輸出端。 小節(jié) 本章首先通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組 成框圖簡單明了地介紹了變壓器智能保護系統(tǒng)工作原理，并按照任務(wù)書的相關(guān)要求畫出系統(tǒng)流程圖。軟件校表是通過相關(guān)的校表寄存器對增益、相位進行補償和小電流非線形補償，可測量到 21次以上諧波的有功和無功功率，將系統(tǒng)誤差校正在 。為保證 ATT7026芯片正常工作，應(yīng)對模擬電源去耦，使 AVCC的波動不超過 5V177。完全差動輸入方式，正常工作最大信號電平為 177。完全差動輸入方式，正常工作最大信號電平為 177。兩個引腳內(nèi)部都有 ESD 保護電路； AVCC (18)：電源，該引腳提供 ATT7026 模擬電路的電源，正常工作電源電壓應(yīng)保持在 5V177。可直接驅(qū)動機電式計度器； VDD (33)：電源，內(nèi)核電源輸出 ，外接 10uf 電容并聯(lián) 電容進行去耦； VCC (34, 41)：電源，數(shù)字電源引腳，正常工作電源電壓應(yīng)保持在5V177。 VxP 和VxN 輸入電路中電阻 和電容 構(gòu)成了抗混疊濾波器，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)要講究對稱。復(fù)位示意圖如圖 24所示。 （ 3）有功功率計量： 各相的有功功率是通過對直流分量后的電流、電壓信號進行乘法、加法、數(shù)字濾波等一系列數(shù)字信號處理后得 到的。電壓有效值： 201 ()TU Rm sa u t dtT? ? （ 24） 圖 27 電壓有效值的測量原理 通過對電流采樣值進行平方、開方以及數(shù)字濾波等一系列運算得到。 CS:片選，允許訪問串口的控制線。 167。 電壓互感器應(yīng)用電路如圖 211 所示 ： R1 Ii Io Ui R2 Uo 圖 211 電壓互感器應(yīng)用電路 由于三相四線制相電壓是 220V，選取 R1=220KΩ 使原邊電流 Ii 為1mA，則副邊也會感應(yīng)出一個相同的電流 Io=Ii=1mA。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 213 電流互感器應(yīng)用電路 電流互感器應(yīng)用電路如圖 213 所示。當(dāng)電容兩端的電壓達到電源電壓時，電容充電電流為零，電容相當(dāng)于開路， RST 端降為低電平，單片機開始正常工作。s SIG 為低電平。 LM7805 主要特點： 輸出電流可達 1A；輸出電壓有 5V；過熱保護；短路保護；輸出晶體管SOA 保護；極限值（ Ta=25℃ ； V1—輸入電壓 35V（ Vo=5V~18V）；工作結(jié)溫范圍： 0℃ ~125℃ ；貯存溫度范圍： 65℃ ~150℃ 。這些電路都是為 ATT7026 在整個模塊中的功能實現(xiàn)服務(wù)的。 地址： 000E 第三相電壓有效值 24 位，代表第三相電壓有效值。 下面公式中的增益 G是指 ATT7026的 ADC增益系數(shù)， G恒定為 。 SPI 讀操作 ATT7026中的計量參數(shù)以及校表參數(shù)寄存器是通過 SPI提供給外部MCU。 圖 35 SPI讀操作程序框圖 SPI讀操作程序如下： SPI 寫操作 寫入一個 8 bits 命令字 通過 SPI 讀取 24 Bits 數(shù)據(jù) SPI 讀操作結(jié)束 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 Read SPI (Byte Com, UINT Data) {uchar n。 nop。 =DOUT。 SPI 寫操作 校表數(shù)據(jù)是外部 MCU通過 SPI寫到 ATT7026中的。 在校表之初必須將 RAM中的校表數(shù)據(jù)的內(nèi)容清零，然后再進行校表。n=0。n=0。 } 圖 37 SPI寫 操作程序框圖 167。另外，集成芯片密封性好、機械性能好、焊接點少，其實效率遠遠低于同等功能的分離電路，所以還要盡可能多地采用集成芯片，集成度越高越好。數(shù)字電路穩(wěn)定性好，靠干擾能力強，可標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，易于器件集成制造。 SCLK=0 。 SCLK=0 。 CS=0。 特殊命令主要包括兩個： 0xC3以及 0xD3。 return (Data)。n=0。n) //發(fā)送 8字節(jié)指令到 SPI {SCLK=1。 SCLK為高時更新 DIN或 DOUT上的數(shù)據(jù)，每個寄存器的讀或?qū)懶璨僮饕淮?CS。 SPI接口采用從屬方式工作，使用 2條控制線（ CS、 SCLK）和兩條數(shù)據(jù)線（ DIN、 DOUT）。 167。 寄存器定義 表 31 校表寄存器定義 地址 標(biāo)識符 功能描述 0x1B UgainA A相電壓校正 0x1C UgainB B相電壓校正 0x1D UgainC C相電壓校正 0x1F Istartup 啟動電流 0x26 IgainA A相電流校正 0x27 IgainB B相電流校正 0x28 IgainC C相電流校正 表 32 計量參數(shù)寄存器定義 寄存器名稱 功能描述 第一相電壓有效值 24 位，代表第一相電壓有效值。通過這些介紹，使讀者對該芯片有個詳細的了解。 本電路的核心部件選用 LM7805 穩(wěn)壓芯片， LM7805 為 3 端正穩(wěn)壓電路，LM7805 表示輸出電壓為 +5V， TO220 封裝 ,應(yīng)用范圍廣，內(nèi)含過流、過熱和過載保護電路 。 ATT7026 在復(fù)位狀態(tài)下 SIG 為高電平。 RC 監(jiān)控復(fù)位電路如圖 215 所示： 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 215 RC 復(fù)位電路 單片機上電復(fù)位過程： RST 保持兩個機器周期以上的高電平時自動復(fù)位。 電流互感器 本設(shè)計選用西安銥星科技有限公司生產(chǎn)的 SCT 測量型電流互感器來組建電流互感器電路。 SPT204B 是一種電流型電壓互感器，推薦使用狀態(tài)為 1mA:1mA。上升沿放數(shù)據(jù)，河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 SPT254B 下降沿取數(shù)據(jù)。 接口模塊 ATT7026 內(nèi)部繼承了一個 SPI 串行通訊接口。 6）電壓、電流有效值測量 通過對電壓采樣值進行平方、開方以及數(shù)字濾波等一系列運算得到。的處理。 軟件復(fù)位通過 SPI 口完成，當(dāng)往 SPI 口寫入 0xD3 命令后，系統(tǒng)進行一次復(fù)位，復(fù)位之后 ATT7026A 從初始狀態(tài)開始運行。 應(yīng)用示意圖 如圖 23 所示， ATT7026 外部硬件電路主要包括電源、電壓及電流模擬輸入、脈沖輸出及 SPI 通訊接口等電路。內(nèi)部有 300K 上拉電阻； CF1（ 27）：輸出，有功頻率校驗輸出，其頻率反映合相平均有功功率的河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 大小，常用于儀表有功功率的校驗，也可以用作電能計量； CF2（ 28）：輸出，無功頻率校驗輸出，其頻率反映合相平均無功功率的大小，常用于儀表無功功率的校驗，也可以用作電能計量； F1/F2（ 29， 30）：輸出，低頻脈沖輸出，其輸出反映三相平均有功功率的大小。6V； V4P/V4N（ 16， 17）：輸入， B 相 電壓信道正、負模擬輸入引腳。6V； AGND（ 8， 15）：電源，模擬電路（即 ADC 和基準(zhǔn)電源）的接地參考點。 圖 21 ATT7026 芯片引腳圖 引腳定義： RESET（ 1）：輸入，復(fù)位管腳，低電平有效，內(nèi)部有 300K 上拉電阻； SIG（ 2）：輸出，正常應(yīng)用時為高電平。 電源監(jiān)控電路連續(xù)對模擬電源（ AVCC）進行監(jiān)控。 167。當(dāng)電容兩端的電壓達到電源電壓時，電容充電電流為零，電容相當(dāng)于開路， RST 端降為低電平，單片機開始正常工作。當(dāng) EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器 （ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到 內(nèi)部總線 。在給出地址 ―1‖時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù) 存儲器 進行讀寫時， P2口輸出其 特殊功能寄存器 的內(nèi)容。 當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時，被定義為 高阻 輸入。 AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k字節(jié) Flash閃速存儲器， 128字節(jié)內(nèi)部RAM， 32個 I/O口線，看門狗（ WDT），兩個數(shù)據(jù)指針，兩個 16位定時 /計數(shù)器，一個 5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 （ 4）數(shù)據(jù)存儲功能。 總體設(shè)計工作如下： （ 1）過負荷保護功能。 圖 11 變壓器智能保護模塊組成框圖 互感器及其它電流、電壓檢測電路實時地采集變壓器的輸出的三相電壓、三相電流，然后將這些數(shù)據(jù)傳送給電量計量模塊。由于在農(nóng)村或是邊遠地區(qū)的配電網(wǎng)中，配電變壓器數(shù)量眾多，分散性大，保護措施不完善等，變壓器運行中容易出現(xiàn)很多問題，而目前很少有專門針對中小型配電系統(tǒng)的故障檢測和保護等保護裝置，本設(shè)計就是針對這樣的問題建立的。相對于大 型輸電變壓器而言，中小型配電變壓器由于安裝分散，工作環(huán)境相對惡劣，因此在此類變壓器的運行過程中特別是用電高峰時容易出現(xiàn)過負荷、欠壓和變壓器過熱等危及變壓器安全運行的問題，如何以一種經(jīng)濟穩(wěn)定的方式實現(xiàn)對中小型配電變壓器的集中監(jiān)控是一個亟待解決的問題。 傳輸通道抗干擾設(shè)計 ........................................................36 167。 參數(shù)計算 ............................................................................27 167。 互感器電路設(shè)計 .......................................................................20 167。 電量計量芯片 ATT7026 介紹 .................................................10 167。在軟件設(shè)計中采用可讀性和可移植性都較好的 KEILC 語言進行編程，以此實現(xiàn)對單片機及其外圍設(shè)備的控制，使軟件開發(fā)的效率和靈活性大大提高。實時地監(jiān)測配電變壓器運行中的各種參數(shù)，及時地發(fā)現(xiàn)配電變壓器運行中出現(xiàn)的異常情況并加以控制和解決，對于電網(wǎng)穩(wěn)定、優(yōu)化運行具有十分重要的意義。 系統(tǒng)工作原理 ............................................................................ 3 167。 內(nèi)部框圖介紹 ....................................................................13 167。 復(fù)位電路 ....................................................................................22 167。 SPI 寫操作 ..........................................................................31 167。 小節(jié) ............................................................................................37 結(jié) 論 ......................................................................................................38 參考文獻 .............................................