【正文】 TLP521光耦用于保護網(wǎng)絡正常通信。同時將A和B之間加匹配電阻，一般可選100的電阻。表2 MAX485芯片功能表發(fā)送功能表輸入接收功能表輸入輸出輸入輸出DEDIZYDEABROX1101001X101000000X高阻高阻00輸入開路110X高阻高阻10X高阻MAX485芯片的結構和引腳都非常簡單，內部含有一個驅動器和接收器。 (2)EMI(電磁兼容性)問題：發(fā)送驅動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路，如沒有一個低阻的返回通道（信號地），信號中的共模部分就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個巨大的天線向外輻射電磁波。RS485接口連接器采用DB9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB9（針）。RS485總線一般最大支持32個節(jié)點，如果使用特制的485芯片，可以達到128個或者256個節(jié)點，最大的可以支持到400個節(jié)點RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡，一般是兩線制（以前有四線制接法，只能實現(xiàn)點對點的通信方式，現(xiàn)很少采用），多采用屏蔽雙絞線傳輸。接口信號電平比RS232C降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。微機中總線一般有內部總線、系統(tǒng)總線和外部總線。6個LED動態(tài)掃描顯示電路如圖421：圖426個LED動態(tài)掃描顯示電路 通信接口電路從廣義上說，計算機通信方式可以分為并行通信和串行通信，相應的通信總線被稱為并行總線和串行總線。消隱輸出J的電平為譯碼：CD4511譯碼用兩級或非門擔任，為了簡化線路，先用二輸入端與非門對輸入數(shù)據(jù)B、C進行組合，得出四項，然后將輸入的數(shù)據(jù)A、D一起用或非門譯碼。用CD4511實現(xiàn)LED與單片機的原理如下420圖：圖4LED與單片機的原理另外，CD4511顯示數(shù)“6”時，a段消隱；顯示數(shù)“9”時，d段消隱，所以顯示9這兩個數(shù)時，字形不太美觀。BI為消隱功能端，低電平時使所有筆段均消隱，正常顯示時，B1端應加高電平。c所謂共陰 LED 數(shù)碼管是指 7 段 LED 的陰極是連在一起的，在應用中應接地。另外 CD4511有拒絕偽碼的特點，當輸入數(shù)據(jù)越過十進制數(shù)9(1001)時，顯示字形也自行消隱。可直接驅動共陰LED數(shù)碼管。另外，我們所采用的超大規(guī)模集成電路還具有級聯(lián)延時開關特性，可防止反向尖峰電壓對發(fā)光二極管的損害。由于它的價格便宜 使用簡單 在電器特別是家電領域應用極為廣泛，空調、熱水器、冰箱等等。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。靜態(tài)驅動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅動，或者使用如BCD碼二十進制譯碼器譯碼進行驅動。led數(shù)碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點，還有一種是類似于3位“+1”型。當發(fā)光二極管導通時，相應的一個點或一個筆畫發(fā)光。按發(fā)光二極管單元連接方式可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如圖12所示。如果出現(xiàn)兩個輸出引腳同時為0的情況，說明該芯片已經損壞。STA（E1）：選通端/STB（/E2）、/STC（/E3）：選通端（低電平有效）/Y0~/Y7：輸出端（低電平有效）VCC：電源正GND：地圖474ls138引腳圖當一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時，可將端地址（A、B、C）的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯出。②利用 EE2和E3可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器。給出被選擇的模擬通道地址；執(zhí)行一條輸出指令，啟動A/D轉換。由于AIE和START連接在一起，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時，啟動并進行A/D轉換。它是A/D轉換啟動時刻起到輸出端輸出穩(wěn)定的數(shù)字信號止所經歷的時間。 （1）分辨率 分辨率是A/D轉換器能夠分辨最小信號的能力，一般用輸出的2進制位數(shù)來表示。在A/D轉換時，（也可用其它引腳）發(fā)出片選信號，并由引腳3339發(fā)出通道選擇信號，分別送ADC0809的通道地址輸入端A、B、C，選擇要進行A/D變換的模擬通道，然后發(fā)出信號，經或非門送ADC0809的START和ALE端，A/D轉換即被啟動；A/D轉換完成之后，從EOC端返回87C51一個轉換結束信號，單片機隨即用信號將A/D轉換的數(shù)字輸出從D0～D7端經P0口數(shù)據(jù)總線讀入自己的存儲器中。1個字時鐘頻率=30～300KHzBCD碼輸出24腳 A/D轉換接口工作方式 以87C51為例，ADC的接口工作方式如圖9所示。1LSB2進制補碼輸出ADC ICL7106/7107ADC ICL7126/7127CMOS雙積分VDD=15V(7106/26)VDD(+)=+6V，VDD()=9V(7107/27)內有時鐘（時鐘可外接，亦可外接晶體或RC元件自激產生）建議鐘頻50、100、200KHz線性度177。表1中給出了部分ADC芯片的一些特征參數(shù)，從中可了解當前ADC芯片的狀況，并可供使用參考。雙積分型A/D轉換器的最大優(yōu)點是工作穩(wěn)定，抗干擾能力強。設t=T1時，vO下降到vO=VO1，由式（43） 因為（－VREF）為負值，所以從V01開始向相反方向積分，即 公式（44）vO波形如圖8中t=T1～（T1+T2）段實線所示（圖中下方虛線是最大輸入電壓時的積分線）。工作過程如下： （1）平時（即A/D轉換之前），轉換控制信號vC=0，計數(shù)器和觸發(fā)器FFc被清零，門GG2輸出低電平，開關S0閉合使電容C完全放電，S1擲下方，比較器輸出vB=0，門G3關閉。 ⑥第6個CP脈沖用于電路初始化，電路將返回①所述的初始狀態(tài)。 ③第2個CP脈沖到達時，若vIvO，則vB=1，門G3～G0被打開，Q2=1經門G3使TR3的R=1，其S=Q1=0，所以TR3將被復位，即d3=0（這相當于去掉100公斤的秤砣?。?；與此同時TR2被置1，TRTR0被置0，即d3d2d1d0=0100（注意，如果第2個CP脈沖到達時vIvO，則vB=0，G3～G0被封鎖，TR3的S=R=0，將保留原狀態(tài)d3=1不變，而d2d1d0=100）。 以4位逐次逼近型ADC如例，其電路結構如下圖由圖可知，4位逐次逼近型ADC主要由比較器、D/A轉換器、寄存器、控制邏輯電路和時鐘脈沖發(fā)生器5部分組成。 A/D轉換電路分類基本ADC電路：模數(shù)轉換方法有直接ADC和間接ADC兩種。比如取樣保持后的電壓值為10V，如果以“1V”為最小數(shù)量單位△，轉換成的數(shù)字就是10；如果以“1mV”為單位，轉換成的數(shù)字就是10000；這個化模擬量為數(shù)字量的過程稱為量化。這就是著名的山農（Shannon）取樣定理，用公式表示即為： 公式（41）在工程上，一般取。將連續(xù)變化的模擬信號用多個時間點上的信號值來表示稱為取樣，取樣點上的信號值稱為樣點值，樣點值的全體稱為原信號的取樣信號。主要特性l 8路輸入通道，8位A/D轉換器，即分辨率為8位l 具有轉換起停控制端l 轉換時間為100μs(時鐘為640kHz時)，130μs（時鐘為500kHz時）l 單個+5V電源供電l 模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點和滿刻度校準l 工作溫度范圍為40～+85攝氏度l 低功耗，約15mW A/D轉換電路的步驟A/D轉換過程包括取樣、保持、量化和編碼4個步驟，一般，前2個步驟在取樣保持電路中1次性完成，后2個步驟在A/D轉換電路中1次性完成。轉換時間最短的高速A／D轉換器是那些雙極型或CMOS工藝制成的全并行型、串行型和電壓轉移函數(shù)型的A／D轉換器，轉換速率20～lOOns。A／D轉換器從啟動轉換到轉換結束，輸出穩(wěn)定的數(shù)字量。電壓信號具有正負極性的交流信號必須把交變信號進行精密整流使其變成正極性單向脈動信號才能被ADC0809接受當然在整流以前必須要進行幅度衰減使其適合于ADC0809的電平要求。圖4信號保持電路故電壓信號采樣整體電路如下圖43：圖4電壓信號采集電路 電流信號采集電路圖4電流信號采集電路圖4整形電路由于被測信號足一些高于220V的商壓信號，所以實際測量時必須先將其變換為測量儀可用的小電流信號，即高壓信號要經過互感器信號調整轉換電路。電路如圖所示：失調電壓的調整是通過與V＋的分壓并調整1KΩ電位器實現(xiàn)的。采樣控制信號由集成鎖相環(huán)CD4046對被測信號進行64倍頻產生 電壓信號采集電路電壓跟隨電路：由OP07構成，雖然精確度不夠高，但它能提高帶負載能力，硬件電路簡單，也不需軟件控制，所以本設計采用了此方案。數(shù)據(jù)逐位傳送，適用于單片機與外設之間的遠距離通信。l A／D轉換電路：測量儀對被測的物理參量要進行數(shù)字處理，由于電壓、電流互感器的輸出信號為模擬信號，因此測量儀應當采用A／D轉換電路將模擬信號轉換成數(shù)字信號，以便處理器進行運算處理。根據(jù)電路實現(xiàn)的功能不同，測量儀的電路可劃分為如下幾個主要模塊：l 時鐘接口電路：它可以產生秒、分、時、星期、日、月、及年等七個時標，可以通過編程讀取和修改這些時標，也可以編程成生定時間隔中斷。其中硬件多完成一些基礎性、易實現(xiàn)的功能；軟件通常完成一些發(fā)揮性、硬件難實現(xiàn)的功能。l 測量儀的使用者應當能夠通過“按鍵”控制測量儀啟動對被測參數(shù)的測量，同時能夠通過“按鍵”人為的終止測量，當測量沒有被人為終止的情況下，測量儀器可以在測量一段時間后終止測量?？傇O計結構框圖如圖31：圖3總設計結構圖 使用功能要求測量儀器完成的基本功能是對相關的電氣參數(shù)進行測量，并將測量的結果進行記錄或顯示。所謂設計思路是指提出～個設計方案，通過對該設計方案的實施可以滿足設計要求或技術指標。 測量儀器的基本功能是完成對被測量物理參數(shù)進行實時測量，通過信號變換電路將采樣信號變換成一定的標準信號，再將這個標準信號進行顯示記錄。功率因數(shù)被定義為有功功率和視在功率的比值。具體的FFT的算法及實現(xiàn)將在后續(xù)介紹到。若相鄰兩次采樣的時間間隔相等，△Tm為常數(shù)T。采用積分法微機計算量較小，裝置實時性好，適合以單片機為核心進行設計。最大值法適宜輸入信號為純正弦周期信號情況，多次采集求平均可減小誤差，但考慮內部A/D采集間隔會在很大程度上影響對峰峰值的檢測，會使測量不準。 在51系列中，還有一條二進制一十進制調整指令DA，能將二進制變?yōu)锽CD碼，這對于十進制的計量十分方便。而八位乘八位的乘法指令，其積為十六位，精度還是能滿足要求的，用的較多。這一功能無疑給使用者提供了極大的方便，因為一個較復雜的程序在運行過程中會遇到很多分支，因而需建立很多標志位，在運行過程中，需要對有關的標志位進行置位、清零或檢測，以確定程序的運行方向。它的處理對象不是字或字節(jié)而是位。51單片機是基礎入門的一個單片機，還是應用最廣泛的一種。含有微型計算機或微處理器的測量儀器或測量系統(tǒng)，能夠對數(shù)據(jù)進行存儲、運算、邏輯判斷及自動化操作，具有一定智能功能，因而被稱之為智能儀表。近年來，含有微型計算機或微處理器的測量儀器或測量系統(tǒng)，能夠對數(shù)據(jù)進行存儲、運算、邏輯判斷及自動化操作，具有一定智能功能，因而被稱之為智能儀表。數(shù)字電壓表(DVM)是其中的代表，它是采用數(shù)字化測量技術，把連續(xù)的模擬量(直流輸入電壓)轉換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。測量是科學研究和生產過程中的一個必不可少的環(huán)節(jié)，測量方法的先進與否在很大程度上決定著科學實驗和生產技術的先進性。電能測量儀將多個電能參數(shù)形成一體化儀表后，只攜帶一個儀表就能完成電壓、電流、相位、功率、功率因數(shù)等多種功能真正做到全面準確地反映用電系統(tǒng)的電能質量。以前我們可能對電力的質量感到滿意，但毫無疑問，現(xiàn)在的工廠、辦公室、醫(yī)院以及其他公用設施都依賴高質量的電力來保證其電子和電氣設備的正常工作。Used in this design is an 89C51 microcontroller with 4K bytes of flash erasable programmable readonly memory, low voltage, high performance CMOS8 bit microprocessor. This singlechip EEPROM erasure can be repeated 100 times, using ATMEL high density nonvolatile memory fabrication techniques, and industrystandard MCS51 instruction set and output pins are patible. Since the multi8 CPU and flash memory bined in a single chip, ATMEL39。Using microcontroller programming method used to generate a low frequency signal whose frequency is t