【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)據(jù)存儲器（片內(nèi)）： 128B 程序存儲器（片內(nèi)）： 4KB 特殊功能寄存器： 21 個字符 并行 I/O 接口： P0， P1， P2， P3 定時計數(shù)器： 十六位 兩個 數(shù)據(jù)存儲器（片外）： 64KB 尋址空間 程序存儲器： 64KB 尋址空間 特殊功能寄存器： 二十一個字節(jié) 指令： 111 條（乘法，除法 指令）在內(nèi) 片內(nèi)結(jié)構(gòu)： 總線結(jié)構(gòu) 中斷源： 五個（兩個優(yōu)先級別） 圖 33 AT89C52 外部引腳圖 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 9 頁 Vcc：電源電壓 GND：地 P0， P1， P2， P3 并行 I/O 接口，這幾個接口都有輸入以及輸出的接口的作用，除了三態(tài)雙向口是 P0 以外，像 P1， P2， P3 這三個接口都是作為準(zhǔn)雙向口來使用的，然而這四個口卻有著不同的另外的作用。 P0 口除了作為普通的輸入輸出接口外，另一個作用是分時復(fù)用的接口的作用，它的組成與其余的三口類似，但較復(fù)雜點(diǎn)， GND 接 地， Vcc 接電源， V1 管與輸出鎖存器接轉(zhuǎn)換開關(guān) MUX,且接反相器的輸出端接 D 端接內(nèi)部總線。 CKL 端接寫鎖存器，兩個三態(tài)緩沖器連接內(nèi)部總線。 P1 口結(jié)構(gòu)較 P0 口簡單，輸入時，與其一樣。輸出時較為簡單，因為 P1 口有上拉電阻。 GND 接地， Vcc 接電源，通用接口是它的唯一作用，它用到了上拉電阻，與 V1 管相接沒有 MUX 轉(zhuǎn)換開關(guān)， V1 管與輸出鎖存器接轉(zhuǎn)換開關(guān) MUX,且接反相器的輸出端接 D 端接內(nèi)部總線。 CKL 端接寫鎖存器，兩個三態(tài)緩沖器連接內(nèi)部總線。它能夠驅(qū)動負(fù)載。 P2 口包含了 P1 口的 MUX 轉(zhuǎn)換開 關(guān)，而且又有 P1 口的上拉電阻。 GND 接地，Vcc 接電源， V1 管與輸出鎖存器接轉(zhuǎn)換開關(guān) MUX,且接反相器的輸出端接 D 端接內(nèi)部總線。 CKL 端接寫鎖存器，兩個三態(tài)緩沖器連接內(nèi)部總線。內(nèi)部上拉電阻接 V1 管， V1 管再借 MUX 轉(zhuǎn)換器。它兩一個用途是高八位的地址線。 P3 口除了沒有轉(zhuǎn)換開關(guān)外，其余部分與 P2口相似，鎖存器與兩個三態(tài)雙向口相接通過內(nèi)部總線與鎖存器 D 端相接。第二功能是其另一個作用，閑顯的尤為重要。 相位差檢測模塊 的設(shè)計 相位差檢測 模塊的設(shè)計有以 下幾部分 ，如圖 34 所示 ： 1. 信號的采集是通過電流互感器間接 進(jìn)行 的 。由于直接采集到的線路電壓和電流都比較大，不能直接進(jìn)行分析和控制?？梢詫⒉杉降木€路電壓 U 和電流 I 分別經(jīng)過電壓 /電流互感器處理后再進(jìn)行分析。 為了操作方便 ， 將 電流互感器 采集的電流 I 經(jīng)過 I/U 變換 電路轉(zhuǎn) 變成Ui信號。 2. 在 將得到的 U 和 Ui信號分別傳送到電壓比較器 中 ， 可以 得到兩組方波信號 181。 181。2。 3. 將得到的 方波信號 181。 181。2輸入鑒相電路。輸出信號 181。0，其 寬度 表明 兩信號之間的相位差。 4. 將送入 181。0計數(shù)器 8253 處理 。通過總線 AT89C52 從 8253 讀出計數(shù)值， 并 處理。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 10 頁 電 壓 互感 器電 流 互感 器I / V 轉(zhuǎn)換電 壓 比較 器電 壓 比較 器U鑒相電路計數(shù)器AIAu 圖 3334 相位差檢測框圖 相電壓、相電流輸入電路 實(shí)際的輸電 線路上的電壓和電流都 很 大， 只能通過互感器來間接采集。 互感器分為電壓互感器、電流互感器，它們的工作原理和在電路中的作用基本相同。電壓互感器可分為和電容分壓式電磁感應(yīng)式兩大類。電磁感應(yīng)式電壓互感器常用于 220kV 以下的電力系統(tǒng)中。電容分壓式電壓互感器常用于 110kV 以上的電力系統(tǒng)中。電壓互感器、電流互感器 工作原理是法拉第的電磁感應(yīng)原理。 此設(shè)計是對低壓電力系統(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)?，因此可以采用電壓等級相對較低的電感式電壓互感器。 +324R1R2R5R3R4R6UUUi零線ABC 圖 35 A 相電壓、 A 相電流輸入電路 如上圖 35 所示 ， 以 A 線為例，從三相交流輸電線 的 A 相取電壓信號 U，從 A 相 取電流信號 I。 U 通過電壓互感器 轉(zhuǎn) 變換成 5V電壓信號 UU， I 通過電流互感器和 I/U 轉(zhuǎn)換 器 轉(zhuǎn)換成同相位的電壓信號 Ui。圖中的電阻 R R起分壓作用。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 11 頁 相位差的檢測 為了將得到的電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號進(jìn)行分析，可以先把電壓和電流的 余弦 波形經(jīng)過一定的方法轉(zhuǎn)化為 方波信號。 可以采用 電壓比較器 等電力電子器件實(shí)現(xiàn) 。 電壓比較器是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元。 信號可以通過 電壓比較器是 進(jìn)行鑒幅與比較 。此設(shè)計的 電路 中 只有一個閥值電壓，故可采用過零比較器，其閥值電壓 UT=0V。電路如圖 36 所示 +A uuo1 圖 36 過零比較器電路 二極管限幅電路 主要作用是 限制集成運(yùn)放差模輸入電壓并保護(hù)輸入端 ，如 下 圖 37 所示。 +3 9 3 圖 37 電壓比較器電路圖 把得到的電壓信號輸入由 D 觸發(fā)器構(gòu)成的鑒相電路（如圖 38）后 可以得到兩信號的相位差。 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 12 頁 + 5 V+ 5 VuuUDCPQSRSD QCPR120UUAUAi 圖 38 由 D 觸發(fā)器構(gòu)成的鑒相電路 以 A 相為例， 由互感器采集到的電壓 U，電流 Ui（電流 I 經(jīng)過 I/U 變換后為 Ui）加到電壓比較器的輸入端，電壓比較器將 U 和 Ui 轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲ㄐ盘?μ μ2， 通過鑒相電路后輸出的信號 μ0的寬度表示 兩 信號 μ μ2之間的相位差，如下圖 39 所示。 u utu 1tuitu 2tuotooo 圖 39 相位檢測波形圖 相位差的計算 相位差檢測電路 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 13 頁 +393 DCPSRamp。1P 1 .2+ 5 V+ 5 VDCPQSRQ+393UuUiu1u2u0A0A1G A T E 0G A T E 1G A T E 2C L K 0C L K 1C L K 2O U T 0O U T 1O U T 2D0D7CSWRRD8 2 5 3B 相C 相A L EP 2 .3≥17 4 L S 3 7 3Q1 Q01 圖 310 相位差檢測電路圖 計數(shù)器 8253 需要 4 個接口地址， CS是片選信號。 A0 和 A1 連接到鎖存器 74LS373 上 ，用來尋址 計數(shù)器 8253 芯片內(nèi)部的 3 個計數(shù)器 以 及控制寄存器。 8253 的各種讀寫操作由 信號 CS、A0、 A1與讀信號 RD 、寫信號 WR 相結(jié)合來實(shí)現(xiàn) 。 U0 通過與門 輸入計數(shù)器 8253 的 計數(shù)器 0 的門控信號 GATE0 上，如果 GATE0 為高電平時， 則 計數(shù)器計數(shù)； 如果 GATE0 為低電平時， 則 計數(shù)器停止計數(shù)。 同時 AT89C52 可以通過 口控制與門來控制 門控信號， 若 為高電平時 ，禁止計數(shù)。 當(dāng) 為低電平時 ，允許計數(shù)。 計數(shù) 器 8253 計數(shù) 結(jié)束后， 單片機(jī) AT89C52 通過總線從 8253 讀出計數(shù)值并 處理。 計數(shù)器 8253 的 初始化程序 ： 0 計數(shù)器地址為 0800H； 1 計數(shù)器地址為 0801H； 2 計數(shù)器地址為 0802H；計數(shù)器控制寄存器地址為 0803H。 0 計數(shù)器初始化： ┇ MOV DPTR , 0803H ； MOV A,30H ； MOVX @DPTR,A ； MOV DPTR , 0800H ； 皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 14 頁 MOV A, 0FFH ； MOVX @DPTR, A ； MOVX @DPTR, A ； ┇ 1 計數(shù)器初始化： ┇ MOV DPTR ， 0803H ； MOV A, 70H ； MOVX @DPTR, A ； MOV DPTR ,0801H ； MOV A,0FFH ； MOVX @DPTR, A ； MOVX @DPTR, A ； ┇ 2 計數(shù)器初始化： ┇