【正文】 14 電磁開關(guān) .............................................................................................. 14 超壓保護(hù)電路工作原理 ............................................................................ 15 3 家庭安全用電控制電路設(shè)計(jì) .......................................................................... 16 系統(tǒng)電路原理總圖 .................................................................................... 16 語(yǔ)音芯片與 8051 相結(jié)合的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................. 17 HD44780 與單片機(jī)的接口電路 ................................................................ 19 電壓信號(hào)的 PID 控制 ................................................................................ 21 4 軟件設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 21 主程序設(shè)計(jì)總述 ........................................................................................ 21 過(guò)載保護(hù)電壓比較軟件設(shè)計(jì) .................................................................... 22 超壓保 護(hù)電壓比較軟件設(shè)計(jì) .................................................................... 23 結(jié) 論 ...................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。該設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)家庭 用電的安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)，非安全狀態(tài)下的字符和語(yǔ)音提示以及嚴(yán)重故障時(shí)自動(dòng)提前跳閘的功能。隨著人們生活水平的不斷提高，用電設(shè)備也不斷增加，產(chǎn)生了盲目用電現(xiàn)象，這給人們?cè)斐蓸O大的安全隱患。如果導(dǎo)體接地，由接地電流產(chǎn)生的熱量和電弧，在接地處有可能導(dǎo)致起火燃燒。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展 ,其越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。 在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，在各個(gè)需要監(jiān)控的指標(biāo)點(diǎn)安裝傳感器可以更加方便的監(jiān)控所需要的指標(biāo)，并且通過(guò)中控系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化得目的。 圖 家庭安全用電控制系統(tǒng)原理 4 8051單片機(jī) 8051系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是各種邏輯單元及其之間的互連構(gòu)成的。在掉電模 式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。通過(guò)對(duì)它進(jìn)行編程，芯片可以工作于不同的工作方式。 CS:芯片選擇信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，即 /CS=0時(shí)，表示芯片被選中，允許 8255與 CPU進(jìn)行通訊 。端口 C可以通過(guò)工作方式 設(shè)定而分成 2個(gè) 4位的端口， 每個(gè) 4位的端口包含一個(gè) 4位的鎖存器，分別與端口 A和端口 B配合使用，可作為控制信號(hào)輸出或狀態(tài)信號(hào)輸入端口。 ISD2560 具有 28 腳 DIP 封裝形式，其基本功能如下： ( 1) ISD 系列具有抗斷電、音質(zhì)好、使用方便、無(wú)需專用的語(yǔ)音開發(fā)系統(tǒng)的特點(diǎn)。以 HD44780為主控制驅(qū)動(dòng)電路及其擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)電路 HD44100的液晶顯示模塊是以若干個(gè) 5 8或 5 11點(diǎn)陣塊組成的字符塊集。 線圈中電流激發(fā)的穿過(guò)每匝的磁通近似相等，叫自感磁通。 根據(jù)以上用電安全隱患的幾種形式，本設(shè)計(jì)特采用獲取故障檢測(cè)電壓、電壓信號(hào)的 PID 控制、過(guò)在故障保護(hù)電路和超壓故障信號(hào)傳輸來(lái)檢測(cè)家庭用電的安全狀況，因此做到了某一線路的損壞不會(huì)影響系統(tǒng)正常的工作。集成穩(wěn)壓器 W7805 的最大輸出電流為 A，圖中的大功率三極管VT 起擴(kuò)流作用，可使輸出電流大于 A。在擴(kuò)流管 VT 的發(fā)射極與集電極間和集成穩(wěn)壓器 W7805 的①、②腳分別并聯(lián)了二極管 VD5 和 VD6，用來(lái)保護(hù)擴(kuò)流管和集成電路。穩(wěn)壓二極管 VD7 為 2CW103。然后，將自耦變壓器退出，接入負(fù)載即可投入使用。 3 腳由高電變?yōu)榈碗娖?(低電平為 )，于是，二極管 VD14 導(dǎo)通，由 R58 和 R59 分壓得約為 2V電壓加到 8051 單片機(jī)的 P22IO 口上。為了防止這種情況發(fā)生，儀器上設(shè)計(jì)有兩個(gè)保險(xiǎn)絲，同時(shí)儀器上還設(shè)計(jì)有兩個(gè)超壓保護(hù)電路。與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組；與負(fù)載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組；一次繞組的電壓相量 U電流相量 I1 、電動(dòng)勢(shì)相量 E匝數(shù) N1 和二次繞組的電壓相量 U2 、電流相量 I2 、電動(dòng)勢(shì)相量 E2 、匝數(shù) N2 同時(shí)交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為φ m ,該磁通量稱為主磁通。 =，因此輸入用戶的相電壓也就最高不能大于265V，當(dāng)干線電壓過(guò)高時(shí)，獲取的信號(hào)電壓超過(guò) ，這樣單片機(jī)用電故障語(yǔ)音提示器就不僅僅提示，而且會(huì)使電路跳閘切斷電源。當(dāng)干線電壓超過(guò) 270V 時(shí)，變壓器次級(jí)輸出為 。 16 圖 超壓故障信號(hào)傳輸原理圖 3 家庭安全用電控制電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)電路原理總圖 本系統(tǒng)以 8051單片機(jī)為控制芯片，由 HD44780字符液晶顯示模塊 、 ISD2650語(yǔ)音芯片 以及必要的輔助電路組成一個(gè)基于 8051單片機(jī)芯片的具有檢測(cè)及控制功能的系統(tǒng)，其電路原理框圖如圖 8所示。值得注意的是，錄音時(shí)間不能超過(guò)預(yù)先設(shè)定的每段語(yǔ)音的時(shí)間。 //定義結(jié)束信號(hào) Sbit PD=P2^4。 CE=0。 TR0=1。 地址線訪問(wèn)方式： 字符型 LCD與 8051單片機(jī)的地址線接口電路如圖 ，圖中，單片機(jī) P2口直接與液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)口相接，當(dāng) P1口被其它操作所占用時(shí)，可選用 RS寄存器選擇， R/W讀 寫選擇 T1口控制 E使能信號(hào)。 PID 運(yùn)算表達(dá)式如下： PWM0UT=POUT+I0UT+DOUT 其中 POUT= PK* dU稱為比例項(xiàng)， PK是比例系數(shù)，比例項(xiàng)輸出等于比例系數(shù)乘當(dāng)前電壓差。運(yùn)行初始化后，系統(tǒng)將處于不停地接收電壓信號(hào)的狀態(tài)中，同時(shí)系統(tǒng)也在等待檢測(cè)狀態(tài)和接收用戶查詢的消息中斷。 N Y Y 開始 系統(tǒng)初始化 電壓比較 是否＞＝ 5V? 液晶顯示、語(yǔ)音提示 電壓比較 是否＞＝ ? 跳閘 液晶顯示、語(yǔ)音提示 結(jié)束 25 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)是利用 8051 單片機(jī)芯片技術(shù)，結(jié)合 HD44780 字符液晶顯示模塊和ISD2560 語(yǔ)音芯片的家庭安全用電控制裝置。 26 參考文獻(xiàn) [1]王季梅 . 短路電流限流開斷器研制成功 [J].電網(wǎng)技術(shù)， 2021， (10). 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