基于電壓互感器的單相交流電壓測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 20:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 到的數(shù)據(jù)會(huì)在第四段LED上顯示。 另外，AT89C51一旦獲得了數(shù)據(jù)后便會(huì)將ST置0，即模數(shù)轉(zhuǎn)換器停止轉(zhuǎn)換，知道LED獲得新的數(shù)據(jù)并顯示出來，（微妙量級），所以不會(huì)影響其接收新的數(shù)據(jù)。、設(shè)計(jì)過程簡易交流電壓測量電路由A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及顯示控制等組成。電路原理圖見附錄2。A/D轉(zhuǎn)換由集成電路0804完成。0804具有8路模擬輸入端口，地址(2325)腳可決定對哪路模擬輸入作A/D轉(zhuǎn)換，22腳為地址鎖存控制，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，對地址信號進(jìn)行鎖存。6腳為測試控制，當(dāng)輸入一個(gè)2us寬高電平脈沖時(shí)，就開始A/D轉(zhuǎn)換。7腳為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)7腳輸出高電平。9腳為A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出允許控制，當(dāng)OE腳為高電平時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)從該端口輸出。10腳為0804的時(shí)鐘輸入端，由外部信號源提供。單片機(jī)的P。P0端口作A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀入用，P2端口用作0804的A/D轉(zhuǎn)換控制。四、主要元器件的選用 AT89C51的選用理由AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。外形及引腳排列如圖32所示。圖32 AT89C51芯片模型(1) 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器。 (2) 32個(gè)雙向I/O口；1288位內(nèi)部RAM 。(3) 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷，時(shí)鐘頻率024MHz。 (4) 可編程串行通道。 (5) 5個(gè)中斷源。 (6) 2個(gè)讀寫中斷口線。 (7) 低功耗的閑置和掉電模式。(8) 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 AT89C51的引腳介紹89C51單片機(jī)多采用40只引腳的雙列直插封裝(DIP)方式，下面分別簡單介紹。(1)電源引腳電源引腳接入單片機(jī)的工作電源。Vcc(40引腳）：+5V電源。GND(20引腳)：接地。(2)時(shí)鐘引腳XTAL1(19引腳)：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器電路的輸入端。XTAL2(20引腳)：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。(3)復(fù)位RST(9引腳)在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。(4)/Vpp(31引腳)為外部程序存儲器訪問允許控制端。當(dāng)它為高電平時(shí)，單片機(jī)讀片內(nèi)程序存儲器，在PC值超過0FFFH后將自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲器。當(dāng)它為低電平時(shí)，只限定在外部程序存儲器，地址為0000H~FFFFH。Vpp為該引腳的第二功能，為編程電壓輸入端。(5)ALE/(30引腳)ALE為低八位地址鎖存允許信號。(6)(29引腳)片外程序存儲器的讀選通信號。在單片機(jī)讀片外程序存儲器時(shí)，此引腳輸出脈沖的負(fù)跳沿作為讀片外程序存儲器的選通信號。(7) ，稱為P0口。P0是一個(gè)8位漏極開路型雙向I/O口。(8)，稱為P1口，是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0口。P1口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。(9)，稱為P2口。(10)，稱為P3口。 ADC0804的選用理由、ADC0804引腳功能: VIN（+）和VIN（）：模擬電壓輸入端，單邊輸入時(shí)模擬電壓輸入接VIN（+）端，VIN（）端接地。雙邊輸入時(shí)VIN（+）、VIN（）分別接模擬電壓信號的正端和負(fù)端。當(dāng)輸入的模擬電壓信號存在“零點(diǎn)漂移電壓”時(shí)，可在VIN（）接一等值的零點(diǎn)補(bǔ)償電壓，變換時(shí)將自動(dòng)從VIN（+）中減去這一電壓。VREF/2：參考電壓接入引腳，該引腳可外接電壓也可懸空，若外接電壓，則ADC的參考電壓為該外界電壓的兩倍，如不外接，則VREF與Vcc共用電源電壓，此時(shí)ADC的參考電壓即為電源電壓Vcc的值。CLK IN和CLK R：外接RC振蕩電路產(chǎn)生模數(shù)轉(zhuǎn)換器所需的時(shí)鐘信號，時(shí)鐘頻率CLK = 1/，一般要求頻率范圍100KHz～1460KHz。AGND和DGND：分別接模擬地和數(shù)字地。 ：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號，低電平有效，當(dāng)一次A/D轉(zhuǎn)換完成后，將引起=0，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，該引腳應(yīng)與微處理器的外部中斷輸入引腳相連（如51單片機(jī)的，腳），當(dāng)產(chǎn)生信號有效時(shí)，還需等待=0才能正確讀出A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，若ADC0804單獨(dú)使用，則可以將引腳懸空。 DB0~DB7：輸出A/D轉(zhuǎn)換后的8位二進(jìn)制結(jié)果。、ADC0804工作過程如下圖所示，ADC0804的工作時(shí)序圖(Timing Diagrams)：實(shí)現(xiàn)一次ADC轉(zhuǎn)換主要包含下面三個(gè)過程： ：在信號為低電平的情況下，將引腳先由高電平變成低電平，經(jīng)過至少tW(WR)I 延時(shí)后，再將引腳拉成高電平，即啟動(dòng)了一次AD轉(zhuǎn)換。2．延時(shí)等待轉(zhuǎn)換結(jié)束：依然由圖6中的上部“FIGURE 10A”可知，由拉低信號啟動(dòng)AD采樣后，經(jīng)過1到8個(gè)Tclk+INTERNAL Tc延時(shí)后，AD轉(zhuǎn)換結(jié)束，因此，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換后必須加入一個(gè)延時(shí)以等待AD采樣結(jié)束。：采樣轉(zhuǎn)換完畢后，在信號為低的前提下，將腳由高電平拉成低電
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