【正文】 輸入端電平控制。在高電平時(shí)AS閉合，此時(shí)，電路處于采樣狀態(tài)。電容迅速充電或放電到在采樣時(shí)刻的電壓值。電子模擬開關(guān)AS每隔 秒短暫閉合一次，將輸入信號(hào)接通，實(shí)現(xiàn)一次采樣。如果開關(guān)每次閉合的時(shí)間為秒，那么采樣器的輸出將是一串重復(fù)的、周期為、寬度為的脈沖，而脈沖的幅度則是重復(fù)地在這段時(shí)間內(nèi)的信號(hào)幅度。電子模擬開關(guān)AS的閉合時(shí)間應(yīng)滿足使有足夠的充電或放電時(shí)間即采樣時(shí)間。顯然采樣時(shí)間越短越好，因而應(yīng)用阻抗變換器I，它在輸入端呈高阻抗，而輸出阻抗很低，使上的電壓能迅速跟蹤值。電子模擬開關(guān)As打開時(shí)，電容上保持著AS打開瞬間的電壓值，電路處于保持狀態(tài)。同樣，為了提高保持能力，電路中應(yīng)用了另一個(gè)阻抗變換器，它對(duì)呈現(xiàn)高阻抗。而輸出阻抗很低，以增強(qiáng)帶負(fù)載能力。阻抗變換器可由運(yùn)算放大器構(gòu)成。 采樣保持電路原理。為采樣脈沖寬度，又為采樣周期(或稱采樣間隔)。2．對(duì)采樣保持電路的要求 高質(zhì)量的采樣保持電路應(yīng)滿足以下兒點(diǎn)：（1）使電容上電壓按一定的精度跟蹤上所需的最小采樣寬度(或稱截獲時(shí)間)，對(duì)快速變化的信號(hào)采樣時(shí)，要求盡量短，以便可用很窄的采樣脈沖，這樣才能準(zhǔn)確地反映某一時(shí)刻的值；（2）保持時(shí)間要長；（3）模擬開關(guān)的動(dòng)作延時(shí)、閉合電阻和開斷時(shí)的漏電流要小。上述（1）和（2）兩個(gè)指標(biāo)一方面決定于所用阻抗變換器的質(zhì)量，另一方面也和電容器的質(zhì)量有關(guān)。就截獲時(shí)間而言，越小越好；但就保持時(shí)間而言，則越大越好。因此應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)合的特點(diǎn)，在兩者之間權(quán)衡后選擇合適的值。 采樣保持過程示意圖 采樣方式簡略介紹在數(shù)字保護(hù)中使用的以相等時(shí)間間隔為采樣周期的采樣方式。假設(shè)輸入信號(hào)為帶限信號(hào)（已通過理想低通濾波器），使用的采樣頻率滿足采樣定理的要求。根據(jù)采樣點(diǎn)的位置以及采樣時(shí)間間隔與輸入波形在時(shí)間上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采樣方式可以分為異步采樣和同步采樣。（1）異步采樣。異步采樣也稱定時(shí)采樣。等間隔周期永遠(yuǎn)保持固定不變，即=常數(shù)。零序電流保護(hù)中的采樣頻率通常取為電力系統(tǒng)工頻的整數(shù)倍N，但電力系統(tǒng)運(yùn)行中，基頻可能發(fā)生變化而偏離工頻，事故狀態(tài)下偏離甚至很嚴(yán)重。這時(shí)采樣頻率相對(duì)于基頻不再是整數(shù)倍關(guān)系，即采樣脈沖和輸入信號(hào)位置發(fā)生異步。這種采樣方式會(huì)給許多算法帶來誤差。 （2）同步采樣。目前微機(jī)繼電保護(hù)中主要采用跟蹤采樣。跟蹤采樣的采樣周期不再恒定，而是使采樣頻率跟蹤系統(tǒng)基頻的變化，始終保持為不變整數(shù)。N的恒定通常是通過硬件或軟件測(cè)取基頻的變化，然后動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣周期來實(shí)現(xiàn)。采用跟蹤采樣技術(shù)后，數(shù)字濾波及一些算法能徹底消除基頻波動(dòng)引起的計(jì)算誤差，從而能在基頻偏離工頻很大時(shí)準(zhǔn)確地取出當(dāng)時(shí)系統(tǒng)的基頻分量、諧波分量或序分量，這是模擬繼電跟蹤采樣，其采樣頻率不再是一個(gè)常數(shù)。定義當(dāng)信號(hào)基頻為工頻時(shí)的采樣頻率為中心采樣頻率。當(dāng)系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時(shí)，采樣頻率自動(dòng)在上下波動(dòng)。因?yàn)闉椴蛔兊恼麛?shù)，習(xí)慣上用N作為采樣頻率高低的指標(biāo)，并稱之為每基頻周期N點(diǎn)采樣。異步采樣的為常數(shù)，通常取為工頻的整倍數(shù)，稱之為每工頻周期N點(diǎn)采樣，這時(shí)總是有成立。繼電保護(hù)原理絕大多數(shù)基于多個(gè)輸入信號(hào)，譬如等。多通道采樣就是在每一個(gè)采樣周期里對(duì)這些通道的量全部采樣。 按照對(duì)各通道信號(hào)采樣的相互時(shí)間關(guān)系，可有3種采樣方式。（1）同時(shí)采樣。在每一個(gè)采樣周期對(duì)所有需要采樣的各個(gè)通道的量在同一時(shí)刻一起采樣叫同時(shí)采樣。一般情況下，保持各個(gè)(或某些個(gè))輸入離散化的同時(shí)性對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)才有意義。同時(shí)采樣的實(shí)施技術(shù)有兩種：一種是每一個(gè)通道都設(shè)置A／D轉(zhuǎn)換器，采樣后同時(shí)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。由于A／D轉(zhuǎn)換器價(jià)格較貴，功耗較大，這樣在經(jīng)濟(jì)上不合適。另一種廣為流行的方案是全部通道合用一個(gè)A／D轉(zhuǎn)換器，同時(shí)采樣，依次A／D轉(zhuǎn)換。（2）順序采樣。在每一個(gè)采樣周期內(nèi)，對(duì)上一個(gè)通道完成采樣及A／D轉(zhuǎn)換后，再開始對(duì)下一個(gè)通道進(jìn)行采樣叫順序采樣。順序采樣必然會(huì)給各通道采樣值帶來時(shí)間差。由于目前采用的采樣器與A／D轉(zhuǎn)換器的速度遠(yuǎn)大于系統(tǒng)基波變化速度，所以順序采樣是利用這種快速性來近似地滿足同時(shí)性。當(dāng)然，這只適合采樣從A／D轉(zhuǎn)換速度高，并且對(duì)同時(shí)性要求不高的場(chǎng)合。順序采樣的優(yōu)點(diǎn)是只需一個(gè)公用的采樣保持器，并且對(duì)其技術(shù)要求低。目前，采樣及A/D轉(zhuǎn)換板幾乎都是工作在順序采樣方式。 同時(shí)采樣、同時(shí)A/D轉(zhuǎn)換 同時(shí)采樣、依次A/D轉(zhuǎn)換（3）分組同時(shí)采樣。將所有輸入通道分成若干組，組內(nèi)各通道同時(shí)采樣，組間人為地增加一時(shí)延再開始采樣叫分組采樣。有許多保護(hù)原理要求對(duì)電壓或電流相量旋轉(zhuǎn)一個(gè)小的角度。在微機(jī)繼電保護(hù)中，可以通過合適的輸人量增加某個(gè)時(shí)延再進(jìn)行采樣來實(shí)現(xiàn)。如對(duì)電流量需要順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度時(shí)，可將電流量看成一組，該組的采樣時(shí)刻略比電壓組延遲一點(diǎn)即達(dá)到目的。這種做法雖然會(huì)帶來額外時(shí)延，但能大幅度減少計(jì)算量和簡化軟件結(jié)構(gòu)，不過此法顯然只適用于旋轉(zhuǎn)角度很小的情況；否則延時(shí)太大，將延誤保護(hù)的動(dòng)作。、依次A/D轉(zhuǎn)換第6章 基于單片機(jī)的零序電流保護(hù)的實(shí)現(xiàn) 概述零序電流保護(hù)的硬件由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、MCU主系統(tǒng)、開關(guān)量輸出系統(tǒng)，數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)等組成。 單片機(jī)保護(hù)裝置原理圖 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集構(gòu)成通道限壓電路低通有源濾波器互感器與變換器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又稱模擬量輸入系統(tǒng)，它的作用是將互感器側(cè)輸出的電壓、電流等模擬量經(jīng)過隔離、采樣、A／D轉(zhuǎn)換等步驟轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能接受與識(shí)別的數(shù)字量，然后經(jīng)過CPU主系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算，開關(guān)量輸出輸入系統(tǒng)的作用主要是輸出跳閘、信號(hào)等信息。本文的裝置共有8路數(shù)據(jù)采集輸入，其中的一路見圖。該系統(tǒng)中，共有3個(gè)部分組成：互感器與變換器、低通有源濾波器、限壓電路。 信號(hào)預(yù)處理電路互感器與變換器分別包括電流和電壓?；ジ衅鞯淖饔檬遣杉妇€上的電流和電壓，并將其轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可接受的電流和電壓值。 電網(wǎng)上采集的電流電壓有高次諧波，不利于軟件求出電流平均值，因此要加低通有源濾波器。 濾波電路由于STC89C52的容許電壓是5V，而電網(wǎng)電流可能產(chǎn)生瞬時(shí)脈動(dòng)而造成單片機(jī)的燒毀，因而要有一限壓電路。 限壓電路，因二極管的存在，輸入A/D轉(zhuǎn)換器的電壓被限制在5 V以下。同時(shí)兩個(gè)電阻產(chǎn)生分壓效果。當(dāng)電壓過高，會(huì)使二極管導(dǎo)通，輸入A/D轉(zhuǎn)換器的電壓會(huì)限制在5V。 開關(guān)量輸出電路開關(guān)量輸出電路是跳閘合閘信號(hào)的通道，高電平有效。 開關(guān)量輸出 系統(tǒng)顯示構(gòu)成通道液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。在微機(jī)系統(tǒng)中可以運(yùn)用目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用的1602字符型LCD，以下是QC1602的簡介(1)1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:162個(gè)字符芯片工作電壓:—工作電流:()模塊最佳工作電壓: 字符尺寸:(WH)mm(2)引腳功能說明1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表61所示:表61 引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極(3)1602LCD的指令說明及時(shí)序 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表62所示：表62 控制指令序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容芯片時(shí)序表如表63：表63 時(shí)序表讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0—D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0—D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，D0—D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無 基于單片機(jī)的零序電流保護(hù)軟件部分 主程序流程圖圖 中斷子程序流程圖見附錄1總結(jié)與論文展望畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然是一種綜合訓(xùn)練，但它絕不是針對(duì)某一門課程，而是針對(duì)本專業(yè)的要求所進(jìn)行的更為全面的綜合訓(xùn)練。它對(duì)于我們學(xué)生來說既有綜合性，又有探索性，它主要側(cè)重于理論知識(shí)的靈活運(yùn)用。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求我們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行查閱資料，設(shè)計(jì)方案與組織實(shí)驗(yàn)等工作，并寫出報(bào)告。這類實(shí)驗(yàn)對(duì)于提高我們的素質(zhì)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ浅Ｓ幸妫瑸橐院髲氖码姎忸惖脑O(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我得到了很好的學(xué)習(xí)和鍛煉，實(shí)際的工作能力得到了提高。在老師的輔助和啟發(fā)下獨(dú)立的完成了整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。懂得了實(shí)踐和理論的相結(jié)合，為以后走向工作崗位做好準(zhǔn)備本次畢業(yè)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，提出了并且論證了設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)地闡述了電力系統(tǒng)零序電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)方法以及基于單片機(jī)的零序電流保護(hù)方案，設(shè)計(jì)中充分利用了系統(tǒng)的硬件和軟件資源，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊的協(xié)調(diào)控制，提高了系統(tǒng)的可靠性和通用性。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我對(duì)STC89C52單片機(jī)有了一個(gè)詳細(xì)的了解，讓我學(xué)會(huì)了如何從程序的編寫到程序的導(dǎo)入在到運(yùn)行，而這其中也有好多坎坷，單片機(jī)的COM口錯(cuò)誤、接線故障、程序編寫的錯(cuò)誤都很有可能導(dǎo)致程序運(yùn)行出現(xiàn)問題，而正是這些問題能夠使你在其中更好的去了解單片機(jī)的使用。讓我脫離純理論的學(xué)習(xí)，真正在實(shí)踐中融入理論基礎(chǔ)，提高了我的綜合實(shí)踐能力。參考文獻(xiàn)[1]賀家李，宋從矩編《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理（增訂版）》[M]。[2]華中工學(xué)院,《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與運(yùn)行》[M]，水利電力出版社1981。[3]黃松清，電氣工程基礎(chǔ)講稿[M]，安徽工業(yè)大學(xué)。[4]許建安，電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)[M]，中國水利水電出版社，[5]Study 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