【正文】 本設(shè)計正是適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展需要應(yīng)運而生的，充分利用了現(xiàn)代社會的科學(xué)技術(shù)，實現(xiàn)了系統(tǒng)的智能化，對家庭用電安全問題的提高具有重大的意義。通過感應(yīng)線圈與變壓器輸出電壓來獲取超壓、過載和短路故障的檢測電壓。 開始安全提示的最低電壓為 250V，超電壓分為四個級別，每個級差相差 5V，最高為 265V。一旦有中斷產(chǎn)生，控制器就會轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的中斷子程序中去處理該程序。它在檢測到過壓信號時及時給予字符提示和語音提示，以保證用戶處于非常安全的狀態(tài)。 IOUT= IK * dU?稱為積分項， IK是積分系數(shù)，積分項用于消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài) 誤差， dU?由當(dāng)前起前面 N 次采樣電壓差的和。該系統(tǒng)采用自定義符號以及 202自動翻屏顯示 方式，如圖 。此外，依據(jù) HD44780的接口特性，無論計算機對其操作為何種總線形式，計算機操作的流程都是一致的，即首先判斷標(biāo)志，然后再進(jìn)行寫指令或數(shù)據(jù)以及讀數(shù)據(jù)的操作。 //定時器 T0 的低 4 位賦值 BUFFER[0]=BUFFER[0]+1。 //開中斷 , 啟動定時 19 For(。 //開中斷 TMOD=0x01。 PR=0。 //開始播放 While (! EOM)。 //定義芯片電源開關(guān) Sbit CE=P2^5。定時播放的主要程序源代碼如下： char data BUFFER[1]={0}。 放音時，根據(jù)需播放的語音內(nèi)容，找到相應(yīng)的語音段起始地址，并通過端口線送出。 EOM: 信息結(jié)尾標(biāo)志，和單片機的 口相連， EOM在錄音時由芯片自動插入該信息的結(jié)尾。在此系統(tǒng)中 8051通過串口對 HD44780字符液晶顯示模塊 和 ISD2650語音芯片 進(jìn)行控制，在連接使用時， 8051單片機利用 8255擴展一串口，通過這一串口與 HD44780字符液晶顯示模塊 、 ISD2650語音芯片 進(jìn)行連接使用。 TA7666 的 7 全為低電平，電磁開關(guān)立即切斷電源以保護用電設(shè)備。這時TA7666 的 5 腳由原來高電平變?yōu)榈碗娖?。同時， 8255 也從存儲器中調(diào)出干線電壓過高的語音信息，由 PB0～ PB7 輸出送到 ISD2560 語音芯片，此時 ISD2560 語音芯片驅(qū)動揚聲器發(fā)出 5 句“電壓過高、不安全”的報警聲音，提示用戶注意用電的安全。 開始安全提示的最低電壓為 250V，超電壓分為四個級別，每個級差相差 5V，最高為 265V。如果沒有特別說明，電磁開關(guān)是指汽車起動機上的控制開關(guān)，是起動機（直流電動機、傳動嚙合機構(gòu)、電磁開關(guān)）三大部件之一，其工作原理是線圈通電后產(chǎn)生電磁吸力，使活動鐵芯移動，從而一方 面拉動傳動嚙合機構(gòu)使起動機小齒輪前移與發(fā)動機飛輪齒圈嚙合，另一方面推動開關(guān)觸點接通，使直流電動機通電運轉(zhuǎn)，從而帶動發(fā)動機起動。物理公式為： U1/U2=N1/N2 =I2/I1 式中 U U2 為電壓， N N2 為線圈匝數(shù)， I I2 為電流。升壓變壓器就是用來把低數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一較高數(shù)值交變電壓的變壓器 。短路故障發(fā)生時， TA7666 的 7 腳為低電平，經(jīng)門電路使保護二極管的控制端為高電平，于是二極管短路導(dǎo)通，確保儀器安全。 當(dāng)過載超過額定 5％就開始進(jìn)行安全提示。如果輸出的電壓不斷變高，則 TA7666 的 4， 5， 6， 7 腳依次由高電平變?yōu)榈碗娖健，F(xiàn)在采用集成電路 TA7666 是為了得到 5 個不同級別的信號電壓值。 過載故障保護電路工作原理 為了提高控制效果和減少感應(yīng)線圈的匝數(shù)，采用升壓變壓器 T1。如果散熱不良，穩(wěn)壓器的過熱保護電路將會限制正常的電流輸出。對發(fā)光二極管 VD8 的型號無特殊要求。 元器件選擇及使用： 大功率三極管 VT 為 2SB683，其特性參數(shù)見表 。當(dāng)輸入端發(fā)生短路或輸出端過壓而使晶閘管 VS 導(dǎo)通造成輸入端短路時，穩(wěn)壓管輸入端電壓因熔絲熔斷立即為零，而輸出端電容器 C8 上充足的電荷則不能立即釋放，因而造成輸出端瞬間電壓高于輸入端電壓，為了防止這個反向 峰值電壓擊穿 VT 功率管或集成穩(wěn)壓器 W7805，利用二極管 VD5 和 VD6 將此電荷泄放掉。為確保負(fù)載的安全，本電源又增設(shè)了過壓保護電路，該電路由穩(wěn)壓二極管 VD電阻 R晶閘管 VS 和快速熔絲管 FU 等組成。這是一種并 接式擴流方式，即 W7805 的①腳與 VT 的基極相連， W7805 的②腳與 VT 的集電極相連，這樣兩輸出電流之和可達(dá)到 A。 5V 穩(wěn)壓電源 具有過壓保護的 5 V 穩(wěn)壓電路，采用集電極輸出串聯(lián)型穩(wěn)壓方式，具有：成本低、效率高、體積小、重量輕、紋波少和穩(wěn)定度高等特點。在本安全用電控制系統(tǒng)中，傳感器是系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，起著感知電流電壓變化狀況的重要作用。 兩線圈的形狀、相互位置保持不變時，有： 21 21 1MI? ? 12 12 2MI? ? 式中 12 21MMM ??，稱為兩線圈的互感系數(shù)。 線圈的自感電動勢為： =N dddt dt??? ? ? ?自 自自 （ N ） 令 =N??自 自，稱為線圈的自感磁鏈，則： = ddt?? ? 自自 根據(jù)畢薩定律： I?? 寫成等式： LI?? 比例系數(shù) L叫做線圈的自感系數(shù)，簡稱自感，依賴線圈本身的形狀、大小及介質(zhì)的磁導(dǎo)率而與電流無關(guān)。另外，它還具有專用指令，可方便地實現(xiàn)各種不同的操作。該字符塊集中的每一個字符塊為一個字 符位，字符間的點距和行距均為一個點的寬度。表中的 *為任意值 ， 實際使用時通常取 0。 ( 2) 片內(nèi) EEPROM容量 480KB， 所以錄放時間長 ， 錄放時間為 90s。在許多場合 ， 需要將語音系統(tǒng)和單片機結(jié)合在一起 ， 解決上述問題。 39。 PA0～ PA7:端口 A輸入輸出線，一個 8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器 /緩沖器， 一個 8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。/CS=1時， 8255無法與 CPU做數(shù)據(jù)傳輸 。 (1)一個并行輸入 /輸出的 LSI芯片，多功能的 I/O器件，可作為 CPU總線與外圍的接口 。在微型計算機系統(tǒng)中，用 8255作為接口時，通常不需要附加外部邏輯電路就可以直接為 CPU與外設(shè)之間提供數(shù)據(jù)通道，因此它得到極為廣泛的應(yīng)用。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。但在 訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的 高八位。在 FLASH編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 VCC：供電電壓。此外， 8051設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。其主要由中央處理器（ CPU）、程序存儲器（ ROM）、數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）、串行接口、并行 I/O接口、定時 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等幾大單元，以及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線組成。該系統(tǒng)能較方便且靈敏的檢測出電壓變化，簡單易行。在國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)中形成了一批骨干研發(fā)及生產(chǎn)單位。例如，軍事上，國外激光制導(dǎo)技術(shù)迅猛發(fā)展，使導(dǎo)彈發(fā)射的精度和射中目標(biāo)的準(zhǔn)確性大幅度提高；美國在航空航天領(lǐng)域，研制出了新型高精度高耐性紅外測溫傳感器，使其在惡劣的環(huán)境中仍能高精度測量出運行中的飛行器各部分溫度；國外的城市交通管理也大多運用電子紅外光電傳感器進(jìn)行路段事故檢測和故障排解的指揮；同時，國外現(xiàn)有汽車中常裝 載有新型光電傳感器，如激光防撞雷達(dá)、紅外夜視裝置、測量發(fā)動機燃料特性、壓力變化并用于導(dǎo)航的光纖陀螺等。傳感器是一種檢測裝置，是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。此外，三相線路斷開一相將造成三相設(shè)備不對稱運行，可能燒壞設(shè)備；中性線 (工作零線 )斷開也可能造成負(fù)載三相電壓不平衡，燒壞用電設(shè)備。 接觸不良造成連接處接觸電阻增大，在電流的作用下產(chǎn)生熱量，可以使金屬變色甚至熔化，很容易成為火源，引發(fā)電氣線路的絕緣層、附近的可燃物及積沉的可 燃粉塵的燃燒。短路時，流過線路的電流增大為正常工作電流的數(shù)倍到數(shù)10 倍，而導(dǎo)線的發(fā)熱量又與電流的平方成正比，導(dǎo)致發(fā)熱量急劇增加，短時間就可能 起火燃燒；發(fā)生弧光放電，高溫電弧可能灼傷附近的人員，也可能直接引起火災(zāi)；此外，在短路狀態(tài)下，一些裸露導(dǎo)體將帶有危險的故障電壓，可能給人以致命的電擊。其中危害性最 大的用電故障有三種：輸入電壓過高、室內(nèi)線路嚴(yán)重過載、用電器短路。 1 1 緒 論 安全用電控制系統(tǒng)的定義 安全用電控制系統(tǒng)是一種安裝在家庭用電線路上，用來檢測家庭用電的安全性，自動檢測并控制的裝置，是家庭用電的保護神。 關(guān)鍵詞： 8051單片機芯片； HD44780字符液晶顯示模塊； ISD2560語音芯片 Home security to use electric control system design Abstract This design is the use of the 8051 MCU technology, bined with HD44780 character LCD module and the ISD2560 speech chip power control device home security. Uses output voltage of the electromagic induction coil and transform er as voltage signal of the examination family has the leakage, the overload, the short circuit and presses when the breakdown, voltage parator integrated cir cuits to the TA7666 is divided into five levels of signal voltage, through 8051 MCU controlling, utilizes the HD44780 character LCD module and the ISD2560 speech chip, enables it to prompt the character and the voice, when serious failu re can automaticly advance trip. To change the unitary function of leakage pro tector and the overload protector, the breakdown appears when short ings and so on any prompt, make the family electricity safer and reliabler. Keywords： 8051 MCU controlling。 家庭安全用電控制系統(tǒng)設(shè)計 摘要 本設(shè)計是利用 8051單片機芯片技術(shù)，結(jié)合 8255可編程并行 I/O接口擴展芯片和 HD44780字符液晶顯示模塊及 ISD2560語音芯片的家庭安全用電控制裝置。 HD44780 character LCD module。它與家庭用電的電路配接在一起，從而可以起到檢測安全隱患、自動控制斷電，以達(dá)到保護電路的目的。本文設(shè)計的家庭安全用電控制系統(tǒng)的目的就是為了防止這三種故障帶來的危害，并且克服了以往保護器功能單一的缺點，電氣線路的常見故障有：絕緣損壞、接觸不良、過負(fù)荷、斷線、間距不足、保護導(dǎo)體帶電等，這些故障都有可能導(dǎo)致停電、觸電、火災(zāi)等多種事故。如絕緣未完全損壞，將導(dǎo)致漏電，漏電是電擊事故最常見的原因。過負(fù)荷時，由于電線的發(fā)熱量與電流的平方成正比，發(fā)熱量往往超過允許限度，輕則加速絕緣老化，重則會使絕緣層燃燒而引起火災(zāi)事故。 2 傳感器技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)狀及本設(shè) 計的意義 傳感器技術(shù)的應(yīng)用