【正文】 */ { key_status = key_state_0。 else { key_status = key_state_2。 KeyPort = 0xff。 key_temp = KeyPort。 uchar key_num = NO_key。 // 秒 分 時 日 月 星期 年 addr+=2。 Write_data(control,0x00)。//發(fā)送地址數(shù)據(jù) reg_data=Receive_byte()。 RST = 0。 } else {} } return receive。 _nop_()。 for(i = 8。 } 34 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 else { IOD = 0。i8。 } } iic_stop()。in。 iic_start()。 iicwr_byte(0xa0)。 return i。 iic_ack()。 iicwr_byte(add)。 //初始化 iic總線 sda = 1。 } iic_stop()。 for(i=0。 iicwr_byte(0xa0)。 iic_stop()。 iicwr_byte(add)。 //初始化 iic 總線 sda = 1。n0。 } } void delay_ms(unsigned int z) { unsigned int m,n。 //這里不檢測忙信號，發(fā)送地址碼 num=strlen(str)+X。 //限制 X不能大于 15， Y 不能大于 1 if (Y) X |= 0x40。 Y amp。 X |= 0x80。 X amp。 // 開顯示，顯示光標 0X0B:關閉顯示 (不顯示字符 ,只有背光亮 ) // 0x0C:開顯示 ,光標閃爍都關閉 // 0X0D:開顯示 ,不顯示光標 ,但光標閃爍 // 0X0E:開顯示 ,顯示光標 ,但光標不閃爍 30 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 // 0X0F:開顯示 ,光標閃爍都顯示 LCD_write_instruction(0X06)。 LCD_EN=1。 } void LCD_write_data(unsigned char LCD_data) //輸出一個字節(jié)數(shù)據(jù)到LCD {LCD_check_busy()。 LCD_RW=0。 LCD_EN=1。 } void LCD_cls(void) //LCD 清屏 { LCD_check_busy()。 LCD_DATA=0xff。 result=KeyBoardScan()。 TH0 = 0x0FC。 PrintChar(DS1302[j]/16)。 for(j=0。) { GotoXY(0,0)。 Print(TEST BY MB)。 LCD_Initial()。 write_page(shuzu,3,5)。 TR0=1。 TH0 = 0x0FC。 //測試用數(shù)組 uchar data DS1302[7]。模擬部分（第五版） [M].北京 .高等教育出版社 .2021. 附錄 1 系統(tǒng)設計圖（原理圖、 PCB版圖、實物圖） 原理圖： 24 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 PCB板圖： 實物圖： 25 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 附錄 2 元件清單： 26 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 元件名 型號 參數(shù) 數(shù)量 單片機 AT89C52 1 電能計量芯片 AD7755 1 LCD 顯示屏 LCD1602 1 時鐘芯片 DS1302 1 存儲芯片 24C02 1 電壓互感器 TV31B02 1 電流互感器 TA32BM 1 電阻 10K 1 1K 7 200Ω 2 電位器 W502 10K 1 瓷片電容 100nf 2 10nf 3 22pf 5 33nf 4 電解電容 10uf 3 按鍵 16 晶振 1 1 1 附錄 3： 程序代碼 : include 27 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 include include include include define uchar unsigned char。 9 謝辭 本 次 設計 是 在老師 和兩位學長 的悉心指導和嚴格要求下完成 的 ，從 課程設計 選 題 到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著老師 和兩位學長 的心血和汗水，在我的 課程 設計期間， 通過 定時 的見面，老師 和兩位學長 對我 們 進行了悉心的指導，對我設計中存在的問題和不足進行了批評和指正，不厭棄煩的進行講解，讓我受益匪淺，同時， 老師 和兩位學長 為我提供了種種專業(yè)知識上 22 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 的指導和一些富于創(chuàng)造性的建議，老師 和兩位學長 一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度使我深受感動，沒有這樣的幫助和關懷和熏陶，我不會這么順利的完成課程 設計。在實習中，我鍛煉了自己動手技巧，提高了自己解決問題的能力。比如做功率計組裝與調(diào)試時，好幾個焊盤的間距特別小，稍不留神，就焊在一起了，但是我還是 基本上 完成了任務。這些知識不僅在課堂上有效，對以后的電子工藝課的學習有很大的指導意義，在日常生活中更是有著現(xiàn)實意義；也對自己的動手能力是個很大的鍛煉。它將基本技能訓練，基本工藝知識和創(chuàng)新啟蒙有機結(jié)合，培養(yǎng)我們的實踐能力和創(chuàng)新精神。該系統(tǒng)的進一步研究應該從提高采樣精度和系統(tǒng)工作電壓的穩(wěn)定性出發(fā)，取得更精確的測量結(jié)果。綜上所述，該系統(tǒng)的設計和研究具在社會生產(chǎn)和生活中具有重要地位。在生產(chǎn)生活中，本系統(tǒng)簡單明了為生活帶來 便利；在工業(yè)生產(chǎn)中，可以加以各種適當變化，進行電路參數(shù)的自動測量，如對電路負載的直流電壓、電流和功率自動測量顯示。 采集電路部分，也是自己利用萬用板搭建，運用電壓互感器，電流互感器為核心，進行變壓采樣，變壓后的電壓理想值為 ，由于 實際環(huán)境等影響，其電壓真實值為 ，但不會對功率計算造成太大的影響，電壓電流信號進 AD7755之后，即可由單片機進行讀取，獲得有功功率，用于計算電價，在制作過程中， 可以測量電腦的負載功率，可以 用 15W 的燈泡作為用戶的負載 。主要實現(xiàn)以下功能： （ 1）用戶在 220V 電壓下所用功率的計算 。 在軟件的 調(diào)試過程中，出現(xiàn)了一些問題，由于程序較長，有好幾個全局變量比較混亂 ，我們對于程序的理解和把握還不是很熟悉。其次，應該注意檢查連線過程中的接觸問題，開始時沒有注意，結(jié)果發(fā)生了干擾，對于這一問題，就是將各個引腳的連線接牢。 圖 1602仿真圖 由于焊接的問題，首先需要檢測電路是否導通，連接是否通暢。其程序流程圖如圖 所示： 圖 AD轉(zhuǎn)換子程序圖 打開 AD 電源 初始化 AD 轉(zhuǎn)換 停止轉(zhuǎn)換保存 轉(zhuǎn)換是否完成 否 是 是 打開電源 程序初始化 檢測信號 傳輸給 AD 轉(zhuǎn)換端口 關閉電源 否 是 17 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 5 系統(tǒng)調(diào)試 隨著各種智能電表的應用與普及，這一技術在科學研究，生產(chǎn)過程等領域中發(fā)揮著越來越重要的作用。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面。 Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它 EDA 工具一樣的原理布圖、 PCB 自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的電路仿真是互動的，針對微處理器的應用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源 代 碼的實時調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到運行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等。 本次設計的另一個重點就是 顯示 程序， 1602 的顯示程序同樣按照其讀寫時序圖完成，不同的是， 1602 的顯示，需要在主程序的開始寫一個初始化函數(shù)用以設定 1602 的顯示方式，光標等等，在本次設計中，只涉及到 1602 的寫程序，寫數(shù)據(jù)時，同樣需要先寫入 地址，寫地址時，先將 RS,EN 置低，延遲后再將EN 拉高，賦予地址，最后將 EN 拉低，寫數(shù)據(jù)與讀不同之處在于要將 RS 拉高其余同寫地址時一樣 。此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā) 寄存器及與 RAM 相關的寄存器等。最低有效位 (位 0)如為 0 表示要進行寫操作，為 1 表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。部分主要指令說明如下： 表 LCD1602指令碼 指令碼 功能 00111000 設置 16*2顯示， 5*7點陣， 8位數(shù)據(jù)接口 00001DCB D=1 開顯示； D=0關顯示 C=1顯示光標； C=0不顯示光標 B=1光標閃爍； B=0光標不閃爍 000000NS N=1當讀或?qū)懸粋€字符后地址加一，光標加一 N=0當讀或?qū)懸粋€字符后地址減一，光標減一 S=1時 寫一個字符，整屏顯示左移（ N=1）或右移（ N=0），以得到屏幕移動光標不移動的效果 S=0時 寫 一個字符，整屏顯示不移動 80H+地址碼 設置地址數(shù)據(jù)指針 01H 顯示清屏：所有指針清零，所有顯示清零 02H 顯示回車：數(shù)據(jù)指針清零 LCD1602 讀寫時序圖如圖 3. 所示： 12 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 圖 LCD1602 寫時序圖 圖 LCD1602 讀時序圖 13 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 4 軟件設計 本設計中，以 STC89C52 作為微處理器，采用 C 語言進行編程，配合硬件電 路，共同構(gòu)成了本次設計的核心部分 。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設置備用 電源充電方式，提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。為了等到有功功率分量，只要對瞬時功率信號 進行低通濾波就行。 兩個 ADC對來自電流和電壓傳感器的電壓信號進行數(shù)字化 ,這兩個 ADC 都是 16二階模擬轉(zhuǎn)換器。這使 AD7755在惡劣的環(huán)境下然能保持極高的準確度和長期穩(wěn)定性。如果二次側(cè)開路，二次電流的去磁作用消失，其一次電流完全變?yōu)閯畲烹娏?，會引起鐵芯內(nèi)磁通劇增，鐵芯處于高度飽和狀態(tài)，加之二次繞組的匝數(shù)很多，就會在二次繞組兩端產(chǎn)生很高 (甚至可達數(shù)千伏 )的電壓， 9 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 不但可能損壞二次繞組的絕緣，再者 ，由于磁感應強度劇增，使鐵芯損耗增大，嚴重發(fā)熱，甚至燒壞絕緣 。 8 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 信號采集電路 模塊 本次設計為智能電表，所以要對用戶的電壓和電流都進行采樣，再通過 AD7755 芯片來得到一個較為準確的功率值并輸入單片機中，因此電壓電流的采集電路如圖 所示： 圖 信號采集電路 圖 為電流電壓采集電路，在電流采集電路中，通過將電流互感器TA32BM 串聯(lián)到用戶電路中，以采集用戶的電流信息， TA32BM 額定輸入輸出為 5A/,通過電流互感器將大電流 轉(zhuǎn)換到 AD7755 可以接受的小電流范圍內(nèi)，然后通過濾波降低信號的干擾，最終輸入芯片，在電壓采集電路中，通過將電壓互感器 TV31B02 并聯(lián)到用戶的負載上，采集用戶的電壓