【正文】 從 B0～B3 口中輸出 BCD 碼通過 4056 進(jìn)行譯碼并驅(qū)動(dòng)放大，可直接控制 LCD所顯示的數(shù)字，而從 SL0～SL7 控制輸出的通過 74LS138 輸。4054 為 4 位液晶顯示驅(qū)動(dòng)器，四進(jìn)四出，作為小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，故需要兩片 4054。由于 LCD 驅(qū)動(dòng)采用交流信號(hào)驅(qū)動(dòng)，又本設(shè)計(jì)選用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式，故 LCD 的背極由 4047 構(gòu)成的震蕩電路提供方波信號(hào)。 LCD 顯示電路 顯示電路原理顯示部分為發(fā)光二極管及其他顯示器提供了按掃描方式工作的顯示接口，可顯示多達(dá) 16 位的字符或數(shù)字。當(dāng)80C196KB 單片機(jī)送入一個(gè)數(shù)據(jù)后，IRQ 降為低電平。該鍵仍然閉合，便該鍵在陣列中的地址送入 8279 芯片的 FIFO RAM 中，每按下一次鍵，便送一次數(shù)，F(xiàn)IFO RAM 最多可存放 8 個(gè)字符。鍵盤的列值有 RL0～RL7 進(jìn)入 8279 芯片，該信息經(jīng) 8279 緩沖鎖村，并由8279 內(nèi)部邏輯對(duì)其進(jìn)行掃描檢查，以尋找選中的行內(nèi)被按下的按鍵。SL0～SL3 為 8279 芯片提供的行掃描線，為編碼輸出，高電平有效。對(duì) ALE12 分頻得到所需要的 100KH 基頻。本文設(shè)計(jì)中讀顯示命令字 D7～D0=01111000。 ③ 讀顯示命令字其中：D7D6D5=011 為讀顯示 RAM 命令特征位。這樣下一個(gè)讀數(shù)便從下一個(gè)地址讀出，而不必重新設(shè)置讀 FIFO/傳感器 RAM 命令。D4=A 自動(dòng)增量特征位。其中：D7D6D5=000 為方式設(shè)置命令的特征位；D4D3=DD 用來設(shè)置顯示方式；D2D1D0=KKK 用來設(shè)定鍵盤工作方式。鍵盤工作方式設(shè)置為：譯碼掃描鍵盤，N 鍵輪回。8279 共有 8 條命令，這里僅簡要的介紹在編程中所使用的其中的 3 個(gè)命令格式。(2) 8279 的編程指令8279 是可編程接口芯片，通過編程使其實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。在鍵盤選通方式下，該信號(hào)的上升沿可將來自 RL0～RL7 的數(shù)據(jù)存放入 FIFO RAM 中。在鍵盤方式下，該輸入信號(hào)是鍵盤數(shù)據(jù)的最高位 D7，通常用來擴(kuò)充控制功能鍵。⑨RL0～RL7：輸入線，它們是鍵盤矩陣或傳感器矩陣的行信號(hào)輸入線。BD：消除顯示，低電平有效。⑧SL0～SL3：掃描輸出線，這四條輸出線用來掃描鍵盤和顯示器。如果 RAM 中還有未讀完的數(shù)據(jù)，IRQ 將再次變?yōu)楦唠娖?，再次提出中斷申?qǐng)。在鍵盤工作方式中，當(dāng) FIFO/傳感器 RAM 中存有數(shù)據(jù)時(shí)，IRQ 為高電平，向 CPU 提出中斷申請(qǐng)。這兩個(gè)來自 CPU 的控制信號(hào)，控制 8279 的讀寫操作。A0=0 時(shí)，寫入字節(jié)或讀出字節(jié)均為數(shù)據(jù)。⑤ A0：輸入線。 CS=0，8279 被選中，允許 CPU 對(duì)其進(jìn)行讀、寫操作。當(dāng)復(fù)位信號(hào) RESET=1 時(shí)，8279 被復(fù)位。用于 8279 內(nèi)部定時(shí)，以產(chǎn)生其工作所需時(shí)序。用于和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，在 CPU 和 8279 之間傳遞命令或數(shù)據(jù)。8279 芯片是可編程器件，其最大特點(diǎn)是恩能夠自身提供掃描信號(hào)，代替 CPU 管理鍵盤和顯示器，從而減少 CPU 的開銷，8279 的工作應(yīng)在命令字的控制下進(jìn)行，在程序中向芯片送入命令字就是對(duì) 8279 進(jìn)行初始化。LCD 采用六位顯示，型號(hào)為 6500。8279 芯片在此是作為單片機(jī)連接鍵盤和顯示的接口，使用 8279 一般可以接 64 個(gè)按鍵，連接 8 位或 16 位的 LCD 顯示器。軟件中根據(jù)鍵值安排執(zhí)行程序的地址，按鍵執(zhí)行不同的功能程序。通過查詢鍵值，然后執(zhí)行鍵功能程序轉(zhuǎn)移，完成鍵功能的處理功能。中斷方式是在鍵盤按下時(shí)，通過按鍵信息傳送至 CPU 的中斷請(qǐng)求后即轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，做鍵盤輸入的處理工作。為了電路簡單起見，一般采用軟件去抖動(dòng)，即在檢測到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè) 10 ms 的延時(shí)程序再確定該鍵是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為該鍵已真正按下。鍵盤輸入電路應(yīng)能可靠而快速實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入任務(wù)，為此應(yīng)具有以下鍵盤輸入接口功能：(1) 鍵開關(guān)狀態(tài)的可靠輸入目前，無論是按鍵或鍵盤大都是利用機(jī)械觸點(diǎn)的合斷作用。用一片 8K 的 RAM6264 進(jìn)行 80C196KB 芯片的存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，用一片 74LS373作為低 8 位地址鎖存。由于 80C196KB 芯片內(nèi)部的有 8KB 的 ROM，因此只要擴(kuò)展 8KB 的數(shù)EA據(jù)存儲(chǔ)器就可以滿足系統(tǒng)的需要。而內(nèi)部 RAM 中 18H～0FFH 共 232 個(gè)單元稱為寄存器陣列，這些單元作為通用寄存器使用，且每一單元具有累加器功能。（2）內(nèi)部 RAM內(nèi)部存儲(chǔ)器空間即內(nèi)部 RAM，地址范圍為 0000H～01FFH，共 526 單元，這部分分為兩個(gè)部分：寄存器陣列和特殊功能寄存器空間。（8）CPU 的算術(shù)邏輯單元不采用常規(guī)阿累加器結(jié)構(gòu)，改用寄存器結(jié)構(gòu)，CPU 的操作直接面向 256 字節(jié)的寄存器，消除了一般 CPU 結(jié)構(gòu)中存在的平靜效應(yīng)，提高了操作速度和數(shù)據(jù)吞吐能力。（4）80C196KB 進(jìn)行直接尋址 ,使通用寄存器增加了 6KB 增加了內(nèi)部 RAM單元,達(dá)到 512 字節(jié),其中高端 256 字節(jié)可以通過垂直窗口選擇,將其映射到低端,于是 CPU 可以對(duì)它 256 個(gè)字節(jié)，編程十分方便.（5）80C196KB 的定時(shí)器 2 的時(shí)鐘來源既可以是內(nèi)部也可以是外部,若由內(nèi)部提供,技數(shù)周期可選為一個(gè)狀態(tài)周期和八個(gè)狀態(tài)周期,把定時(shí)器 2 用作 — 事件的基準(zhǔn)時(shí)鐘,有利于提高觸發(fā)脈沖的精度 .（6）80C196KB 具有八路 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換電路和 3 路 PWM 輸出,PWM 可實(shí)現(xiàn) D/A 輸出,從而使得在不增加硬件支出的情況下實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的監(jiān)測（7）80C196KB 內(nèi)部有監(jiān)視定時(shí)器 WDT，WDT 是一個(gè)特殊的硬件定時(shí)器，用于是系統(tǒng)的軟件是否運(yùn)行正常。80C196KB 具有以下特點(diǎn)：（1）有一套效率高，執(zhí)行速度快的指令系統(tǒng)，可對(duì)符號(hào)數(shù)進(jìn)行操作，16 有位和 32 位的乘除指令，作為 16 位的單片機(jī)，它擁有比 51 單片機(jī)更有效的指令系統(tǒng)。本文選中 80C196KB 作為單片機(jī)的基本系統(tǒng)，因?yàn)樗m用于各類自動(dòng)控制系統(tǒng)，如工業(yè)過程控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)（承運(yùn)系統(tǒng)） 、分布式控制特效藥、變頻調(diào)速電機(jī)控制系統(tǒng)等。低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置將極大的提高了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，為改善人民物質(zhì)生活都起著極為重要的作用。其中晶閘管零電壓檢測電路的原理見()。在單片機(jī)快速檢測無功 Q 以后，即可實(shí)時(shí)決定應(yīng)投入的電容級(jí)數(shù)，再由單片機(jī)通過輸出 ～ 發(fā)出相應(yīng)的觸發(fā)脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)無功自動(dòng)補(bǔ)償,總之 80C196KB 負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能控制功能，其硬件機(jī)構(gòu)緊湊、功能性強(qiáng)、軟件編程化、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。包括單片機(jī)系統(tǒng)、鍵盤與液晶顯示屏（LED ） 、信號(hào)檢測與預(yù)處理電路、晶閘管觸發(fā)電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、同步電壓檢測、電壓電流頻率檢測、RS485 通信接口電路等幾個(gè)部分電路。技術(shù)參數(shù)如下：表 電抗器技術(shù)參數(shù)型號(hào)規(guī)格 所配電容器容量（KVAR）額定工作電壓（V）額定電流（A）限流倍數(shù)XD112 12 400 ≧50XD114 14 400 26 ≧50XD115 15 400 28 ≧50XD116 16 400 30 ≧50電源中的的 5 次諧波和 7 次諧波分量較大，電抗器的選擇主要是防止 5 次諧波，XL 可取容抗 XC 的 ～，如取 XL＝ C，若 C 的單位為 μF，則L= ())(0mH據(jù)計(jì)算，可選 XD1－12 3 只；XD－25 3 只； 互感器選擇選擇 GYV7 微型電壓互感器和電流互感器 (詳見章節(jié) )。如果電網(wǎng)含有諧波，它流入電容器時(shí)會(huì)使電容器過負(fù)荷甚至破壞，對(duì) 50HZ 的基波來說，串聯(lián)電抗器以后，L、C 串聯(lián)回路的總阻抗比不串 L 時(shí) C 的阻抗小，因而電流會(huì)增大，但對(duì)諧波來說，容抗降低，感抗增大， L、C 可串聯(lián)后的總阻抗，可呈現(xiàn)感性，避免了發(fā)生和某次諧波諧振的現(xiàn)象。 電抗器的選擇 電抗器的作用 電抗器與電容器并聯(lián)，可抑制投切時(shí)過大的沖擊電流，抑制諧波。選 DZ 型斷路器，型號(hào)為：DZ2050/3。 氧化鋅避雷器選擇為了吸收操作過電壓和雷擊過電壓等，須裝一組氧化鋅避雷器，該避雷器的型號(hào)為：Y3W 。如表 表示：表 晶閘管參數(shù)晶閘管 額定電流 額定電壓T1 15A 1500VT2 30A 1500VT3 60A 1500V 快速熔斷器選擇由于每個(gè)電容器組的支路上都有快速熔斷器作為短路保護(hù)，其熔體電流 按下式選擇：＝KI （）式中， ； K 為計(jì)算系數(shù)，對(duì)單臺(tái)電容器，取 －2；對(duì)電容器組，取 －。晶閘管電流值 ISCR可按式（）選擇： ???fCUscR?（）式中 f 為 50Hz，C 為電容（微法） 。公式如下：I= = = UQc340*35（）電容器的組數(shù)：3 組，總?cè)萘繛?35kvar。 主電路圖（見附錄 A） 元器件的選擇 電容器組的確定考慮到設(shè)計(jì)的是實(shí)驗(yàn)性裝置，為降低成本，減少電容器個(gè)數(shù)，采用最小容量系統(tǒng)，選擇三相電容器，型號(hào)規(guī)格為：，容量 5kvar，額定電壓 400V，電容量 ，其內(nèi)部已接成三角形。在諧波含量較大的場合中，由于諧波的影響，電容器支路上要串聯(lián)電抗器，限制突變電流，否則馬德里在諧震時(shí)產(chǎn)生比平時(shí)大幾倍甚至幾時(shí)倍的過電流，使晶閘管燒毀。 主電路概述無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置電容器分為 3 組，全部采用三角形接線，容量采用二進(jìn)制方案。也就是說，如果無功負(fù)荷容量 Q 增大了，只要功率因素≥，也不投入電容器。但對(duì)諧波來說，容抗降低，感抗增大，L、C串聯(lián)后的總阻抗可以呈現(xiàn)感性，避免了發(fā)生和某次諧波諧振的現(xiàn)象。（2）回路是否要裝限流電抗器？如果能做到零電壓投入電容器，則限制了沖擊電流，就可省去限流電抗器，使整套裝置的成本降低。 圖 采用單相電容器接成△ 圖 采用三相電容器△ 主電路選擇問題（1）晶閘管上并聯(lián)有 RC 阻容吸收電路，由于吸收開關(guān)過程中的瞬變電流，保護(hù)晶閘管模塊。(D)方案干脆省了一相的晶閘管，同樣可以控制三相電容器的投切。(B)方案采用二極管代替部分晶閘管組成的半控開關(guān)式接線方式，其特點(diǎn)是每次切除電容(晶閘管阻斷)時(shí),電容器總保持一定的電壓(正的最大值),這樣晶閘管開關(guān)投入時(shí)只要脈沖列從系統(tǒng)電壓最大值開始觸發(fā)就可以保證平穩(wěn)過渡,而且可以少用晶閘管以降低成本,控制也可簡單些。(A)(D)方案為三角形連接，其中(A)，(B)方案的電容單相電容器；(C)，(D)為三相電容器（內(nèi)部已接成三角形） 。本課題研究的是三相負(fù)載，因此只能采用對(duì)稱補(bǔ)償方式。 電容器接線方式的選擇電容器無功補(bǔ)償分為對(duì)稱補(bǔ)償和分相補(bǔ)償，對(duì)稱補(bǔ)償適用于對(duì)稱負(fù)載,且采用三角型接法。過零型是在電網(wǎng)電壓過零時(shí)閉合，這樣投切補(bǔ)償電容器不會(huì)出現(xiàn)較大沖擊。第 3 章 主電路設(shè)計(jì)與元器件選擇 主電路設(shè)計(jì) 投切元件選擇投切元件是無功功率補(bǔ)償裝置的核心，因此選擇也就至關(guān)重要，通?？刹捎玫耐肚性幸韵?4 種：（1）采用接觸器采用接觸器投切補(bǔ)償電容器，它是一種最簡單經(jīng)濟(jì)和常用的投切元件，由于其投切沖擊電流大，響應(yīng)速度慢，不適用于自動(dòng)頻繁投切，不能有效、隨機(jī)補(bǔ)償系統(tǒng)負(fù)荷的無功功率；（2）采用可控硅反并聯(lián)或雙向可控硅采用可控硅反并聯(lián)或雙向可控硅投切補(bǔ)償電容器，它雖然可以做到無沖擊投切，但觸發(fā)控制電路比較復(fù)雜，可靠性好；（3）采用可控硅與二極管反并聯(lián)采用可控硅與二極管反并聯(lián)投切補(bǔ)償電容，它與采用可控硅反并聯(lián)或雙向可控硅投切補(bǔ)償電容器相似，只是成本稍低，觸發(fā)控制電路稍簡單；（4）采用 SSR 固態(tài)繼電器采用 SSR 固態(tài)繼電器投切電容器，SSR 三相固態(tài)繼電器有調(diào)相型和過零型兩種。（3）晶閘管電壓過零觸發(fā)：由于電容器剩余電壓的變化，晶閘管上的電壓是一個(gè)不能根據(jù)電源電壓計(jì)算的值，但可通過檢測晶閘管兩端（陽極和陰極）的電壓來確定系統(tǒng)電壓與電容器殘壓是否相等。這種方法將使主電路變得很復(fù)雜，并且延長了電容器的投入時(shí)間。為了使補(bǔ)償電容器的投入與切除過程不引發(fā)主電路的涌流沖擊，即在這一過程中當(dāng)電容器上的電流始終保持整周期流動(dòng)而沒有過度過程，必須滿足以下 3 個(gè)條件：(1)即保持準(zhǔn)備投入的電容器上的電壓為電網(wǎng)線電壓的正或負(fù)峰值；(2)投入選擇在電網(wǎng)線電壓和電容器上的電壓極性相同、峰值相等的時(shí)刻；(3)切除時(shí)只要撤消觸發(fā)信號(hào)即可，開關(guān)在電流過零之后會(huì)自行關(guān)斷。增大串聯(lián)電抗器和選擇大的晶閘管可以降低電流沖擊，但都需要增加投資。電流沖擊主要體現(xiàn)在開關(guān)投入時(shí)的電流突變率和沖擊電流最大值上。 零電壓投入 零電壓投入的必要性在電容重投時(shí)，需要考慮電容器的剩余電壓，當(dāng)系統(tǒng)電壓和電容器殘壓相等時(shí)，就是晶閘管無觸點(diǎn)開關(guān)投入的觸發(fā)點(diǎn)。圖 檢測點(diǎn)的選擇檢測點(diǎn)Ａ由于不能直接檢測負(fù)載的無功功率，不易實(shí)現(xiàn)多組電容器的一次快速投切，通常采用逐級(jí)漸進(jìn)的投切方式，較滿的達(dá)到應(yīng)補(bǔ)補(bǔ)償值，依次僅適用于負(fù)載運(yùn)行較平穩(wěn)，無大容量的沖擊電流，不需要快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膱龊?，如接于檢測點(diǎn)Ｂ，其優(yōu)點(diǎn)是僅根據(jù)靜態(tài)補(bǔ)償?shù)木容^差。 圖 相量圖由相量圖推出： ， ?sinABAIU