【正文】 當 Uca從正到負過零點時，對應(yīng)圖 Uc（即 ） 由 0變?yōu)?1，兩個計數(shù)器 T0， T1同時開始計數(shù)；當 Uca到，設(shè) T0計數(shù)器計數(shù)值為 N， T1計數(shù)器計數(shù)值為 n，不難得出所測相角 φ 可按下式算出：了由負到正過零點時， Uc則由 1變 0，計數(shù)器 T0與 T1同時停止計數(shù) φ ={180 (Nn)}/N () 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 49 頁 第 頁 31 由 8031根據(jù)公式 ()很容易完成上述計算。分成兩組 M0， M1， C/T， GATE分別通過與內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的低 4位和高 8位相連，來控制定時器 /計數(shù)器 0以及定時器、計數(shù)器 1的工作模 式。 3．定時器 /計數(shù)器 8OC51芯片中有兩個 16位定時器 /計數(shù)器寄存器 ： 定時器 T0和定時器 T0當執(zhí)行“定時器”功能時，其計時標準單位是機器周期，即每個機器周期之后定時器、計數(shù)器寄存器便加 1。運算前要進行取數(shù)操作，取數(shù)后先將被除數(shù) a5放在累加器 ACC中，除數(shù) 04放在 B寄存器中。 MCS51系列單片機中由累加器 TMP1， TMP2來實現(xiàn) ALU的功能。 圖 片上振蕩器電路 分析圖 ： (1)對于 CMOS電路來說，其杭靜電干擾能力、抗高壓能力較差，甚至人體所帶靜電都可能擊穿管子、損壞芯片。每個機器周期中 ALE信號的高電平為 SIP2， S2P1， S4P2， SSP1， PSEN信號的高電平為 SlP2， S2P1， S2P2， S4P2， S5Pl， S5P2o總之， CPU在 PSEN， ALE和外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號 WR， 讀選通信號腸的共同作用實現(xiàn)功能。 MCS51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由 8個部件組成，即微處理器 (CPU).數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、程序存儲器、 1/O口 (PO口、 P1口、 P2口、 P3口 )、申行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)和特殊寄存器 (SFR)。單片機自 70年代出現(xiàn)以來，已經(jīng)有了很大的 發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于機械、測量控制、工業(yè)自動化、智能接口和智能儀表等許多領(lǐng)域。存儲器中每個存儲單元可存放一個八位二進制信息，通常用兩位 16 進制數(shù)來表示，這就是存儲器的內(nèi)容。 MCS－ 51反映 帶符號數(shù)的運算結(jié)果是否有溢出，有溢出時，此位為 1，否則為 0。匯編可借 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 49 頁 第 頁 15 助于人工查表法來實現(xiàn)，也可借助 PC機通過所謂 “ 交叉匯編程序 ” 來完成。這些指令必須是選定的單片機能識別和執(zhí)行的指令。 第三階段 (1983年 )： 8位單片機鞏固、完善及 16位單片機推 出階段。在這些問題當中，電網(wǎng)諧波對并聯(lián)電容器的運行有較大的影響。目前配電系統(tǒng)中仍有許多場合使用此類裝置，但是這種方法有以下缺點： (1) 接觸器和真空斷路器在合閘過程中存在彈跳、重燃及過壓等危險。 TSC這種設(shè)備解決靜態(tài)補償裝置的延時投切方法，但是，由于受到晶閘管的導(dǎo)通特性的限制以及電容器容量分級的影響，這種補償裝置的無功調(diào)節(jié)范圍只能是有限的，得不到最佳的補償。即使采用就 地補償方式，也是采用繼電器作為補償電容器的投切開關(guān)來控制，由于受電力電容器承受涌流能力、涌流次數(shù)、放電時間及電力電容器單臺容量等諸多因素的限制，這類產(chǎn)品只能采用有級、延時的控制方法。 系統(tǒng)以性價比很高的 8031 單片機作微處理器單元 ， 該單片機具有當今最新型的片內(nèi)閃速可編程、可擦除的存貯器 ， 最多可擦寫 1000次。如實現(xiàn)這一目標，其設(shè)備價值至少將達 。這兩項技術(shù)均是以電力電子技術(shù)、微處理機技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)為基礎(chǔ)的，均是用 以提高電力系統(tǒng)的可靠性、可控性、運行性能及電能質(zhì)量，并可獲得大量節(jié)電效益的新型綜合技術(shù)。同時，隨著單片機技術(shù)、液晶顯示技術(shù)的提高，為 TSC技術(shù)的應(yīng)用提供了一種高性能的控制手段，出現(xiàn)了第二代電力電容器自動控制產(chǎn)品 單片機型功率因數(shù)自動控制器。電容器對諧波電流一般放大 2到 5倍，諧振時可達 30倍以上。但是，光有這樣的硬件，還只是有了實現(xiàn)計算和控制功能的可能性。要單片機運作，單片機系統(tǒng)中的所有指令，都必須以二進制編碼的形式來表示。在進行算術(shù)、邏輯運算時，累加器 ACC 往往在運算前暫存一個操作數(shù)（如被加數(shù)），而運算后又保存其結(jié)果（如代數(shù)和）。其功能在介紹位指令時再說明。 用單片機可以構(gòu)成各種工業(yè)測控系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。電源以及時鐘 ： Vss， XTAL1， XTAL2。振蕩器開始振蕩后，可以通 過在 RST引腳上加上兩個機器周期的高電平來使芯片實現(xiàn)復(fù)位。 S4P1狀態(tài)時讀入下一條指令的操作碼，此時讀入的操作碼被丟棄，芯片不執(zhí)行相關(guān)操作。電路的這種設(shè)計方法可以保護管子 P1， N1在誤操作芯片電源時不被擊穿。乘法運算的整個過程之中，累加器保持 b5值不變化。最終乘法運算結(jié)果的低 8位就放入累加器，而高 8位放入 B寄存器。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 49 頁 第 頁 27 圖 /計數(shù)器內(nèi)部電路示意圖 定時器 /計數(shù)器 TO、 Tl均由兩組 8位寄存器構(gòu)成，圖 I組對應(yīng) TH1， H組對應(yīng) TL1； I’對應(yīng) THO， II’對應(yīng) TLO。 以上是模擬法決定 φ 值 ， 另外還可以采用數(shù)值法。此處設(shè)計成子程序形式，執(zhí)行完成后 φ 角的二進制 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 49 頁 第 頁 32 在 31H中，小數(shù)部分在 30H中，符號在 33H中； 00H表示阻性或感性； 80H表示容性， φ 角的十進制結(jié)果則在 32H中。計數(shù)脈沖是用 8031的 ALE脈沖四分頻后獲得。如果置初值 ，則通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線將觸發(fā)器置初值。 表 除法運算過程 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 49 頁 第 頁 26 TMP2(Bin) B(Bin) TMP2(Hex) B(Hex) 0000 0000 1010 0101 00 a5 0000 0001 0100 1010 01 4a 0000 0010 1001 0100 02 94 0000 0101 0010 1000 02 28 0000 0001 0010 1000 01 28 0000 0010 0101 0001 02 51 0000 0100 1010 0010 04 A2 0000 0000 1010 0010 00 A2 0000 0001 0100 0101 01 45 0000 0010 1000 1010 02 8a 0000 0101 0001 0100 05 14 0000 0001 0001 0100 01 14 0000 0010 0010 1001 02 29 芯片中除法運算的算法原理和常見的豎式除法運算所采用的右移相減也是相一致的。 事實上，本芯片中乘法運算的算法原理與普通的豎式乘法運算所采用的左移相加是完全一致的。從而得到 2組時鐘 C1=， C2=CLK 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 49 頁 第 頁 24 和 C3=， C4= E=0時， C1恒為低而 C2恒為高，此時不提供 C1， C2時鐘信號，芯片不正常工作，處于低功耗狀態(tài)。 圖 /執(zhí)行時序 事實上，每個機器周期取指都發(fā)生兩次，無論指令執(zhí)行時是否需要更多的 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 49 頁 第 頁 22 代碼字節(jié)，如果取得的代碼是指令所需要的，例如立即數(shù)等，送入數(shù)據(jù)通道并進行操作 ； 如果取得的代碼是指令所不需要的，例如額外取指等， CPU直接將其丟棄，程序計數(shù)器的值也不增加。工作時如果芯片的外部選通信號 EA被拉為高電平，則首先訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)存貯器。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 49 頁 第 頁 19 (5)兩個 16bit定時器 /計數(shù)器。 51子系列主要有 8031， 8051， 8751三種機型。當單片機開始執(zhí)行程序時，給 PC 裝入第一條指令所在地址，它每取出一條指令（如為多字節(jié)指令，則每取出一個指令字節(jié)）， PC的內(nèi)容就自動加 1，以指向下一條指令的地址，使指令能順序執(zhí)行。它表示了運算是否有進位（或借位）。所以，直接用它來編寫程序十分困難。 第二步：把第二個數(shù)從它所在的存貯單元 中取出來，送至運算器； 第三步：相加； 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 49 頁 第 頁 14 第四步：把相加完的結(jié)果，送至存貯器中指定的單元。 ，對補償電容器投切的各種控制方案進行了分析和比較，最終采用了電壓、無功功率復(fù)合控制策略。 (3) 采樣方式不當，會造成無功倒送。實際運行中的 SVC有很多種類型，包括固定電容器和晶閘管控制的電抗器 (FC 1 TCR)結(jié)構(gòu)以及晶閘管開關(guān)的電容器和晶閘管控制的電抗器 (TSC/TCR)結(jié)構(gòu)。 Budeanu和 Fryze最早分別提出在頻域定義和時域定義的方法，以后又有各種定義和理論不斷出現(xiàn)。而在我國，電動機類負載所耗電能的比重占整個工業(yè)用電 的 65%左右，運行效率一般低于世界平均水平的 10%20%。至于用戶因電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定和供電不足所造成的廢品、次品、設(shè)備減壽、停產(chǎn)、停電等損失更難以估計。 功率補償在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 有關(guān)功率理論的爭論可以追溯到上個世紀 20年代。目前已知的屬于 FACTS(含Custom Power)開發(fā)項目的具體裝置有： (1) 靜止無功補償器 (Staiv Var Compensator，簡稱 SVC) (2) 靜止調(diào)相器 (Static Condenser， 簡稱 STATCON； 亦稱新型靜止無功發(fā)生器Advanced Static Var Generator， 簡稱 ASVG) (3) 可控串聯(lián)電容補償器 (ThyristorControlled Series Compensation，簡 稱 TCSC) (4) 綜合潮流控制器 (Unified Power Flow Controller， 簡稱 UPFC) (5) 串聯(lián)潮流控制器 (Series Power Flow Controller， 簡稱 SPFC) (6) 可控移相器 (ThyristorControlled Phase Angle Regulator， 簡稱 TCPR) (7) 變壓器抽頭有載可控調(diào)節(jié)器 (Thyristor Controlled Tap Changer， 簡稱TCTC) (8) 可控制動電阻器 (ThyristorControlled Braking Resistor，簡稱 TCBR) (9) 可控并聯(lián)電容器 (ThyristorSwitched Shunt Capacitors，簡稱 TSC) (10) 可控串聯(lián)電抗器 (ThyristorControlled Series Reactor， 簡稱 TCR) (11) 次同步振蕩阻尼器困 arain Subsynchronons Resonance Damper， 簡稱 NGHSSR Damper) (12) 可控鐵磁諧振阻尼器 (ThyristorControlled Ferro Resonance Damper， 簡稱 TCFRD) (13) 固態(tài)斷路器 (Solid State Circuit Breaker，簡稱 SSCB) (14) 故障電流限制器 (Fault Current Limiter，簡稱 FCL) (15) 動態(tài)過電壓限制器 (Dynami Voltage Limiter， 簡稱 DVL) (16) 動態(tài)電壓恢復(fù)器 (Dynamic Voltage Restorer， 簡稱 DVR) (17) 有源電力濾波器 (Active Power Filter， 簡稱 APF) (18) 超導(dǎo)蓄能器 (Superconducting Magic Energy Storage， 簡稱 ME S) (19) 電池蓄能器 (Batery Energy Storage System，簡稱 BESS) 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 49 頁 第 頁 10 在以上這些 FACTS設(shè)備中，目前使用較多的是靜止無功補償器 (SVC)， SVC用晶閘管閥快速投切并控制與線路并聯(lián)的電抗或電容器組，可以保證動態(tài)無功功率的快速調(diào)節(jié)，維持電壓水平 ，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如以功率因數(shù)為補償目標就會產(chǎn)生投切振蕩現(xiàn)象。采用單片機（ single chip Computer） 處理器，既可實現(xiàn)電量檢測儀的功能，又可實現(xiàn)無功補償控制器的功能 . 本論文的主要工作 合，提出了基于單片機處理器的功率因數(shù)智能控制器整體設(shè)計方案。就以兩個數(shù)相加這一簡單的運算來說，