【正文】 但可以最大限度的防止現(xiàn)場強(qiáng)電磁干擾的竄入，而且可以防止工頻電源中高次諧波的干擾，也可以有效地切斷電路中級與級之間的電的聯(lián)系，從而保證各級電路能獨立可靠地工作。 人機(jī)接口回路 人機(jī)接口回路由可編程鍵盤/顯示控制器8279實現(xiàn)對數(shù)碼顯示管LED和鍵盤的控制，為調(diào)試、整定與運行提供簡易的人機(jī)對話功能。原理邏輯圖附圖3所示。① 8279芯片8279的片選信號來自CPU插件上的I/O地址譯碼輸出。,各信號功能如下： 8279的引腳配置圖DB0～DB7:雙向數(shù)據(jù)總線，用于在CPU和8279之間傳送命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)；CLK：時鐘輸入線，用于產(chǎn)生內(nèi)部定時；RESET:復(fù)位輸入線，該引腳上輸入一個高電平信號將復(fù)位8279，復(fù)位后置為下列方式：16位顯示左邊輸入，編碼掃描鍵盤雙鍵封鎖，時鐘系數(shù)為31；：片選輸入線，輸入低電平時，CPU選中8279，允許對8279進(jìn)行讀/寫操作A0：緩沖地址輸入線，高電平時數(shù)據(jù)線上傳送的是命令或狀態(tài)信息，低電平時數(shù)據(jù)線上傳送的是數(shù)據(jù)信息；：讀信號輸入線，低電平有效，8279內(nèi)部緩沖器信息送DB0～DB7；：寫信號輸入線，低電平有效，接收數(shù)據(jù)總線DB0～DB7上的信息寫入內(nèi)部緩沖器；IRQ：中斷請求輸出線，高電平有效。SL0～SL3：掃描輸出線，用以對鍵盤/傳感器矩陣和顯示器進(jìn)行掃描；RL0～RL7：數(shù)據(jù)輸入線，鍵盤/傳感器矩陣的行（或列）數(shù)據(jù)輸入線。這些輸入線內(nèi)部有拉高電路，使之保持為高電平，也可以由外部開關(guān)拉成低電平。在選通工作方式中RL0～RL7可作為8位數(shù)據(jù)輸入線；CNTL/STB：控制/選通輸入線，在鍵盤方式中，作為控制輸入線，它的狀態(tài)和鍵信息一起存儲到FIFO RAM中。在選通輸入方式中作為數(shù)據(jù)送入FIFO RAM的選通輸入線。CNTL/STB線內(nèi)部也有拉高電路使之保持高電平，也可被外部開關(guān)拉成低電平。OUTA0～OUTAOUTB0～OUTB3:四位輸出口，這兩個端口是164顯示器更新寄存器的輸出端，輸出的數(shù)據(jù)與掃描線（SL0～SL2）上信號同步，用于多位顯示器顯示。這兩個端口可以合并為一個8位輸出口，OUTB0～OUTB3為低4位，OUTA0～OUTA3為高四位。Vcc、Vss：電源輸入腳（＋5V）和地鍵盤部分提供的掃描方式，可以為64鍵的接觸式按鍵陣列提供掃描接口，也可以用諸如霍爾效應(yīng)或鐵氧體變形體的傳感器陣列或一個選通的接口鍵盤，能自動消除按鍵抖動以及幾個鍵同時按下的保護(hù)。顯示部分按掃描方式工作，能為發(fā)光二極管、七段顯示器、液晶顯示器等提供掃描顯示接口，可以顯示8位或16位的字符。② LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管是由一些發(fā)光二極管組成的顯示器，由于其價格便宜，配置靈活，得到了廣泛的使用。通常使用7段LED構(gòu)成“8”字型，另外，還有的有一個小數(shù)點。LED顯示器又可分為共陰極和共陽極兩種，所謂共陰極就是指把LED顯示器里的所有發(fā)光二極管的陰極全部接在一起，這就叫共陰極顯示器；而共陽極剛好相反，把所有發(fā)光二極管的陽極接在一起 ，稱為共陽極顯示器。在本系統(tǒng)中選用的是共陽極顯示器。另外在顯示器工作的時候，一般都要加限流電阻，保護(hù)各段LED不被燒壞。LED數(shù)碼管顯示方式有兩種顯示方式，一種是靜態(tài)顯示方式，當(dāng)要顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒導(dǎo)通，直到顯示另一個字符為止，這種顯示編程容易，但占I/O口資源較多。另一種為動態(tài)顯示方式，其原理是一位一位地分時輪流點亮各位數(shù)碼管，對每個數(shù)碼管來說，每隔一段時間輪流點亮一次。數(shù)碼管的亮度與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點亮和熄滅的時間比例有關(guān)系。調(diào)整導(dǎo)通電流和時間參數(shù)，可實現(xiàn)穩(wěn)定的高亮度顯示。7407在系統(tǒng)中起驅(qū)動LED顯示的作用。在本系統(tǒng)中，8個LED用來顯示數(shù)字量和按鍵操作顯示。第六章 微機(jī)保護(hù)的軟件設(shè)計 微機(jī)保護(hù)軟件的基本結(jié)構(gòu)硬件是微機(jī)保護(hù)裝置傳遞信息的載體，而軟件則決定其動作特性和和規(guī)律。微機(jī)保護(hù)控制裝置的軟件可分為監(jiān)控程序和運行程序兩部分。所謂監(jiān)控程序包括對人機(jī)接口鍵盤命令的處理程序和為裝置中各個單元進(jìn)行調(diào)試，整定值或門檻值設(shè)置，報告顯示等而配置的程序。運行程序則是保護(hù)及控制裝置在運行狀態(tài)下所需要執(zhí)行的程序，以完成某種原理的保護(hù)功能或達(dá)到某種控制的目的。 數(shù)字濾波在微機(jī)保護(hù)中的算法中所用的數(shù)據(jù)均是輸入模擬量進(jìn)行數(shù)字化處理后的采樣值。數(shù)字濾波器是數(shù)字處理環(huán)節(jié)種的重要組成部分。數(shù)字濾波器是通過對采樣序列的數(shù)字運算得到一個新的序列，在新的序列中已濾除了不需要的頻率成分，只保留了需要的頻率成分。數(shù)字濾波器不同于模擬濾波器，它具有以下突出優(yōu)點：① 濾波精度高。通過增加微機(jī)所用的字長，易提高濾波精度；② 具有高度的靈活性。通過改變?yōu)V波算法或某些濾波參數(shù)，可靈活調(diào)整濾波特性；③ 穩(wěn)定性高，受環(huán)境溫度影響?。虎?便于時分復(fù)用。在微機(jī)保護(hù)中廣泛采用差分濾波。差分濾波器輸出信號的差分方 （）式中 K為差分步長，可根據(jù)需要選擇。設(shè)連續(xù)正弦函數(shù)信號在時刻的采樣，即 （）式中，分別為輸入信號的幅值、相位、頻率；為周期。而)則表示 時刻的采樣，即 () 經(jīng)過差分濾波后，輸出信號為 即： （）式中 , 若取每基頻周期內(nèi)采樣點數(shù)為N，基頻頻率f1，則有,將此式代入，差分濾波器的幅頻特性為： （）令,在（）中，當(dāng)取,……時。說明經(jīng)差分濾波后輸入信號中的直流分量以及頻率為和的整次諧波分量將被完全濾除；當(dāng)，……時，有一系列等幅極大值。這表明經(jīng)濾波后，輸入信號中所有對應(yīng)此頻率的諧波將有等幅的最大輸出。數(shù)字濾波的特性通常用頻率響應(yīng)來衡量，包括幅頻特性和相頻特性。幅頻特性反映的是不同頻率的輸入信號，經(jīng)過數(shù)字濾波后，幅值的變化情況；相頻特性反映的是輸入與輸出信號之間相位移的變化情況。由于大多數(shù)的保護(hù)原理只用到基頻或某次諧波，因此在微機(jī)保護(hù)中主要考慮幅頻。在微機(jī)保護(hù)中，差分濾波器主要用于以下幾個方面：① 消除某些諧波的影響。差分濾波對故障信號的某些高頻分量有放大作用，不能單獨使用。② 抑制故障信號衰減直流分量的影響。對衰減的直流分量有良好的抑制作用，為獲得較好的抑制效果，加快計算速度，取K＝1③ 提取故障信號中的故障分量，在式（）中若取K=N,則：相應(yīng)幅頻特性中，可濾除直流基頻及所有整次諧波分量。電力系統(tǒng)正常運行時,濾波器無輸出。相應(yīng)幅頻特性中，可濾除直流基頻及所有整次諧波分量。電力系統(tǒng)正常運行時，,濾波器無輸出。 微機(jī)保護(hù)的基本算法微機(jī)保護(hù)采用的是數(shù)字繼電器，數(shù)字繼電器的功能是由軟件實現(xiàn)的。微機(jī)保護(hù)裝置根據(jù)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的輸入電氣量的采樣數(shù)據(jù)，利用程序進(jìn)行分析、運算和判斷以實現(xiàn)各種繼電保護(hù)功能。算法的優(yōu)劣主要從以下三方面考慮：運算精確度、數(shù)據(jù)窗長度、運算工作量。運算精確度高可使保護(hù)裝置對區(qū)內(nèi)、外故障判斷準(zhǔn)確，而算法所用的數(shù)據(jù)窗短，運算量小則有利于提高保護(hù)裝置的運行速度。目前微機(jī)保護(hù)采用的算法通常有積分算法和傅氏算法：積分算法采樣率一般為每周波20點，速度快且安全性高，用于快速動作保護(hù)；傅氏算法采樣率一般為每周波12點，計算精確度高，用于后備保護(hù)。以下為傅立葉算法。在微機(jī)保護(hù)中的算法中所用的數(shù)據(jù)均是輸入模擬量進(jìn)行數(shù)字化處理后的采樣值。數(shù)字濾波器是數(shù)字處理環(huán)節(jié)種的重要組成部分。數(shù)字濾波器是通過對采樣序列的數(shù)字運算得到一個新的序列，在新的序列中已濾除了不需要的頻率成分，只保留了需要的頻率成分。假設(shè)輸入信號為周期性函數(shù)信號，即輸入信號除基頻分量外，還包括直流分量和各種整次諧波分量，輸入信號為： （）式中為直流分量。 為基頻角頻率。 ,為第K次諧波分量的幅值和相位。將（）式展開，有 （）式中 為第K次諧波分量實部為第K次諧波分量虛部根據(jù)傅氏級數(shù)的原理可得： （） （）在數(shù)字計算中 （）、（）均采用采樣值序列計算，并取每基頻周期N點采樣，故有 （） （）傅氏算法的數(shù)據(jù)窗寬度為一個基頻周期，當(dāng)輸入信號為周期信號時，傅氏算法可準(zhǔn)確地求出信號中的某次諧波分量，并保證其它整次諧波分量及恒定直流分量衰減到零。傅氏算法雖不能完全消除非整次諧波分量，但有一定的抑制作用，尤其對高頻分量的濾波能力相當(dāng)強(qiáng)，而對于低頻分量（主要由衰減的非周期分量產(chǎn)生）的濾波效果相對較差。在實際的故障情況下，故障信號通常不是呈周期性變化的。因此傅氏算法進(jìn)行計算時會產(chǎn)生一定誤差，為減小誤差，可對輸入信號的原始采樣數(shù)據(jù)先進(jìn)行一次差分濾波，以削弱衰減直流非周期分量的影響，再進(jìn)行傅氏計算。傅氏原理簡單，計算精度高。不過數(shù)據(jù)窗寬度較長，降低了保護(hù)的動作速度。微機(jī)保護(hù)采用的是數(shù)字繼電器，數(shù)字繼電器的功能是由軟件實現(xiàn)的。微機(jī)保護(hù)裝置根據(jù)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的輸入電氣量的采樣數(shù)據(jù)，利用程序進(jìn)行分析、運算和判斷以實現(xiàn)各種繼電保護(hù)功能。算法的優(yōu)劣主要從以下三方面考慮：運算精確度、數(shù)據(jù)窗長度、運算工作量。運算精確度高可使保護(hù)裝置對區(qū)內(nèi)、外故障判斷準(zhǔn)確，而算法所用的數(shù)據(jù)窗短，運算量小則有利于提高保護(hù)裝置的運行速度。目前微機(jī)保護(hù)采用的算法通常有積分算法和傅氏算法：積分算法采樣率一般為每周波20點，速度快且安全性高，用于快速動作保護(hù)；傅氏算法采樣率一般為每周波12點，計算精確度高，用于后備保護(hù)。以下為傅立葉算法。在微機(jī)保護(hù)中的算法中所用的數(shù)據(jù)均是輸入模擬量進(jìn)行數(shù)字化處理后的采樣值。數(shù)字濾波器是數(shù)字處理環(huán)節(jié)種的重要組成部分。數(shù)字濾波器是通過對采樣序列的數(shù)字運算得到一個新的序列，在新的序列中已濾除了不需要的頻率成分，只保留了需要的頻率成分。數(shù)字濾波的特性通常用頻率響應(yīng)來衡量，包括幅頻特性和相頻特性。幅頻特性反映的是不同頻率的輸入信號，經(jīng)過數(shù)字濾波后，幅值的變化情況；相頻特性反映的是輸入與輸出信號之間相位移的變化情況。由于大多數(shù)的保護(hù)原理只用到基頻或某次諧波，因此在微機(jī)保護(hù)中主要考慮幅頻。 微機(jī)保護(hù)軟件流程 軟件框圖及軟件流程圖。系統(tǒng)初始化鍵盤掃描設(shè)置中斷中斷可否濾波可否算法處理中斷處理部分濾波部分算法處理部分 程序總體框圖 數(shù)據(jù)采集此保護(hù)系統(tǒng)每次僅能接通一路信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,故在進(jìn)行信號采集時，必須首先選擇采集的通道，當(dāng)片選選中該芯片時，分配給選擇通道號的AD7506芯片地址選通，當(dāng)信號送到A/D轉(zhuǎn)換器時，必須進(jìn)行啟動，才能對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在A/D轉(zhuǎn)換器中選中該芯片過程即可。當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，才能對數(shù)字信號提取，并將其存入內(nèi)存。當(dāng)查詢完成后，就將轉(zhuǎn)換的12位數(shù)據(jù)讀數(shù)，數(shù)據(jù)地址為片外數(shù)據(jù)存儲器000H007FH。保存斷點信息選通某一路啟動A/D轉(zhuǎn)換完成否讀數(shù)8路循環(huán)恢復(fù)斷點信息下一路 數(shù)據(jù)采集 8255并行接口輸出本系統(tǒng)采用8255構(gòu)成一個輸入輸出接口電路，A口輸入檢測開關(guān)量信息，以檢測各繼電器動作狀態(tài)。由于8255僅需四個口地址，分別為0FF7CH0FF7FH，其工作模式可由軟件編程控制。控制外部開和關(guān)的中斷程序可分為三個部分，即設(shè)置中斷向量，并啟動產(chǎn)生中斷請求信號的電路啟動部分；接收中斷后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序部分；進(jìn)行停止中斷的程序部分。其中8255選用方式0，因而在此方式中A口作為8位輸入端口，B口和C口作為輸出口。在主程序中，對要輸出的開關(guān)量進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)產(chǎn)生一次中斷時，進(jìn)行一次輸入量采集。由主程序判斷是否進(jìn)行濾波處理、算法處理和輸出處理。 數(shù)字濾波數(shù)字濾波程序是當(dāng)主程序檢測到地址30H處標(biāo)記開始進(jìn)行濾波時運行。 輸出部分程序輸出部分主要是指程序?qū)V波后的數(shù)值量開關(guān)量的輸出，進(jìn)行算法處理和開關(guān)量的輸出。允許濾波哪次濾波ABC濾波處理8路循環(huán)下一路退出允許處理算法處理故障故障處理8路循環(huán)退出顯示退出下一路 數(shù)字濾波流程圖 輸出部分流程圖在電路原理圖當(dāng)中我們采用行列式鍵盤進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入,其輸入根據(jù)ASCII碼對輸入的字符在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生編號,進(jìn)而轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言。開始有鍵閉合否？調(diào)延時子程序有鍵閉合否？判斷閉合鍵鍵號入棧閉合鍵釋放否？輸入鍵號鍵掃描完否？結(jié)束 鍵盤掃描流程圖第七章 結(jié)論近些年來微機(jī)繼電保護(hù)裝置以它獨特的優(yōu)勢在電力系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用，此項技術(shù)在全國得到推廣和普及，我選此題的目的也正是因為此原因，希望我能在良好的趨勢下對此課題的研究和探討。本課題根據(jù)變壓器的運行特點，吸取以往各種保護(hù)方法的長處，提出了一套可靠的變壓器保護(hù)方案，在本方案中采用了中間變換器和電抗轉(zhuǎn)換器，二者各有優(yōu)點。在CPU的設(shè)計中，我們還采用了時鐘發(fā)生器8086和8284以及在開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)中采用芯片8255A和8279芯片，滿足了變壓器對保護(hù)裝置的要求。通過上一段的學(xué)習(xí)，我對此方面的收獲頗深，切實能夠把所學(xué)的知識和實際聯(lián)系起來，當(dāng)然由于時間以及其他因素的限制，在系統(tǒng)軟件的設(shè)計上以及其它環(huán)節(jié)的細(xì)致研究上，不能考了吧周全，可能造成