【正文】 為轉(zhuǎn)變輸入電壓后有效輸出固定電壓的電壓轉(zhuǎn)換器。 指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。C:控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令4：顯示開關(guān)控制。LCD1602主要技術(shù)參數(shù)： （1）顯示容量:162個(gè)字符 （2）芯片工作電壓:— （3）工作電流:() （4）模塊最佳工作電壓: （5）字符尺寸:(WH)mm1602液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 第15～16腳：空腳或背燈電源。 第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。 第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。LCD1602引腳功能： 第1腳：VSS為電源地 第2腳：VDD接5V電源正極 第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。LCD1602工作在+5V電壓，對(duì)比度可調(diào)。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用。 顯示電路該系統(tǒng)可以顯示實(shí)時(shí)功率，和異常蓄電池的編號(hào)，采用的是LCD1602。比如為2500Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)，可以知道周期為400μs，這樣只需要驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的I/O 口每200μs 翻轉(zhuǎn)一次電平就可以產(chǎn)生一個(gè)頻率為2500Hz，占空比為1/2duty 的方波，再通過三極管放大就可以驅(qū)動(dòng)這個(gè)蜂鳴器了。不鳴叫時(shí)將I/O 口的輸出電平設(shè)置為低電平是為了防止漏電。在程序上，可以使用TIMER0 來(lái)定時(shí)，將TIMER0 的預(yù)分頻設(shè)置為/1，選擇TIMER0 的始終為系統(tǒng)時(shí)鐘(主振蕩器時(shí)鐘/4)，在TIMER0 的載入/計(jì)數(shù)寄存器的高4 位和低4 位分別寫入00H 和06H，就能將TIMER0 的中斷設(shè)置為250μs。單片機(jī)驅(qū)動(dòng)他激蜂鳴器的方式有兩種：一種是PWM 輸出口直接驅(qū)動(dòng)，另一種是利用I/O 定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形對(duì)蜂鳴器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 單節(jié)電池巡檢電路 報(bào)警及顯示電路報(bào)警器可以通過警報(bào)聲提示提醒工作人員有異常發(fā)生，同時(shí)液晶顯示器也很方便讀取信息，本小節(jié)詳細(xì)的介紹了這兩部分電路。用多路開關(guān)控制相應(yīng)的繼電器控制芯片，控制繼電器開關(guān)的閉合，從而測(cè)量相應(yīng)的蓄電池的電壓。每個(gè)CD4051的A、B、C分別接AT89C51的PP1P12，CD4051的ABC為000~111對(duì)應(yīng)的X0~X7導(dǎo)通。例如，若模擬開關(guān)的供電電源VDD=＋5V，VSS=0V，當(dāng)VEE=－5V時(shí)，只要對(duì)此模擬開關(guān)施加0～5V的數(shù)字控制信號(hào)，就可控制幅度范圍為－5V～＋5V的模擬信號(hào)。只有當(dāng)INH=0時(shí)，三位二進(jìn)制信號(hào)才可以選通8通道中的一個(gè)通道，連接該輸入端至輸出。 CD4051相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開關(guān)，開關(guān)接通哪一通道，由輸入的3位地址碼ABC來(lái)決定。 DS1302與單片機(jī)連接電路圖蓄電池組是由18節(jié)12V的蓄電池組構(gòu)成，所以一共要測(cè)量巡檢18節(jié)蓄電池，采用3個(gè)多路開關(guān)CD4051，有24個(gè)接口，滿足對(duì)18節(jié)蓄電池組的電壓采集。DS1302與單片機(jī)的連接也僅需要3條線：CE引腳、SCLK串行時(shí)鐘引腳、I/O串行數(shù)據(jù)引腳，Vcc2為備用電源，為芯片提供計(jì)時(shí)脈沖。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘（SCLK）的上升沿串行輸入，前8位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。（7）RST：復(fù)位DS1302內(nèi)部的RAM分為兩類，一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為COH~FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的RAM，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為FEH（寫）、FFH（讀）。該引腳有兩個(gè)功能：第一，CE開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；其次，CE提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?。?dāng)Vcc2Vcc1+，由Vcc2向DS1302供電，當(dāng)Vcc2 Vcc1時(shí)，由Vcc1向DS1302供電。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄，因此廣泛應(yīng)用于測(cè)量系統(tǒng)中?！?DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和RAM數(shù)據(jù)。經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換器MAX197輸入單片機(jī)，低于5V時(shí)，單片機(jī)的P17口輸出一個(gè)高電平，打開MOS管IRFS254開關(guān)，系統(tǒng)電壓給蓄電池組充電。輸出端并聯(lián)一個(gè)5V穩(wěn)壓二極管，當(dāng)蓄電池組的電壓高于220V時(shí)，使HZ輸出電壓穩(wěn)定在5V，從而保護(hù)A/D轉(zhuǎn)換器MAX197。 蓄電池組總電壓監(jiān)測(cè)電路本系統(tǒng)采用分壓的方式來(lái)測(cè)量蓄電池組的總電壓。本系統(tǒng)測(cè)量的交流信號(hào)為50Hz的正弦交流電，單片機(jī)采用的是12MHz的晶振，所以在一個(gè)周期內(nèi)，單片機(jī)理論上最多可以采集240000次信號(hào)，為了方便計(jì)算并保證足夠的測(cè)量點(diǎn)數(shù)，每個(gè)周期內(nèi)取100個(gè)采樣點(diǎn)，既在該系統(tǒng)中N的值為100。同理，電流的有效值為 (34)計(jì)算一相有效功率公式為 (35)離散化后得 (36)式中、分別為同一時(shí)刻的電壓電流采樣值。對(duì)電力運(yùn)行參數(shù)主要采用積分和的方法，只要保證足夠的測(cè)量點(diǎn)數(shù)，就可以近似逼近被測(cè)量。本系統(tǒng)采用同步采樣法來(lái)采集信號(hào)，用積分和的方法計(jì)算有效值。微機(jī)測(cè)量?jī)x表發(fā)展至今，其對(duì)電力參數(shù)的采樣方法主要有兩種，軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，但測(cè)量精度受整流電路的影響，再按一定算法進(jìn)行數(shù)值處理，從而獲得被測(cè)量，因而較之直流采樣法更易獲得高精度、高穩(wěn)定性的測(cè)量結(jié)果。在微機(jī)應(yīng)用之前，這些量通常都是通過一些專用儀表進(jìn)行測(cè)量，且常常是一臺(tái)儀表只能測(cè)量和顯示一個(gè)量。本文采用外部基準(zhǔn)電壓，所以REFD接高電平，而REF則接外部輸入?yún)⒖茧妷骸?用74LS138的Y0作片選信號(hào)，74LS138的A、B、C為000時(shí)，MAX197被選中。3為低電平時(shí)，在內(nèi)部采集模式下， 的上升沿將鎖存數(shù)據(jù)，并啟動(dòng)一次采集和一次轉(zhuǎn)換周期；在外部采集模式下， 的第一個(gè)上升沿啟動(dòng)采集，第二個(gè)上升沿結(jié)束采集，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)換周期。外部時(shí)鐘輸入時(shí)，由此引腳輸入電平與TTL或CMOS兼容的時(shí)鐘。MAX167特性： （1）12位分辨率，1/2LSB線形度； （2）單+5V供電； （3）軟件可編程選擇輸入量程： 10V，5V，0~+5V，0~+10V； （4）輸入多路選擇器保護(hù)： （5）8路模擬輸入通道； （6）6us轉(zhuǎn)換時(shí)間，100kSPS采樣速度； （7）內(nèi)/外部采集控制； （8）； （9）兩種掉電模式； （10）內(nèi)部或外部時(shí)鐘。在一次采樣開始前，可以通過單片機(jī)的8位數(shù)據(jù)線把這些控制字寫入MAX197來(lái)初始化相應(yīng)的參數(shù)。MAX197是一種通用A/D芯片，可以和多種微機(jī)接口，在此選用AT89C51單片機(jī)作為主處理器。這兩個(gè)寫脈沖之間的時(shí)間間隔為一次采樣時(shí)間。在第一個(gè)寫脈沖出現(xiàn)時(shí)，寫入ACQMOD為1，開始采樣間隔。在內(nèi)部采樣控制模式(控制位置0)中，由寫脈沖啟動(dòng)采樣間隔，經(jīng)過瞬間的采樣間隔(芯片時(shí)鐘為2MHz時(shí)，為3ms)，即開始A/D轉(zhuǎn)換。MAX197無(wú)需外接元器件就可獨(dú)立完成A/D轉(zhuǎn)換功能。它可分為內(nèi)部采樣模式和外部采樣模式，采樣模式由控制寄存器的D5位決定。全部邏輯輸入和輸出與TTL／CMOS電平兼容。它采用逐次逼近工作方式，有標(biāo)準(zhǔn)的微機(jī)接口。10V，177。SPT204A的額定輸入電流為2mA，所以出入串聯(lián)一個(gè)110KΩ的電阻，SCT的額定輸入電流為5A，所以輸入端串聯(lián)一個(gè)44Ω的電阻。SPT204A實(shí)際上是一款毫安級(jí)精密電壓互感器，輸入額定電流為2mA，額定輸出電流為2mA，額定輸入電壓5V~1000V，額定輸出電壓50mV~8V(運(yùn)放輸出)。只要用一種電流規(guī)格的電氣儀表，例如通用的電流為5A的電氣儀表，就可以通過電流互感器，測(cè)量線路上小至幾安和大至幾萬(wàn)安的電流。電壓互感器把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。 鍵盤電路以及復(fù)位電路與單片機(jī)的連接電路圖 系統(tǒng)電壓電流檢測(cè)電路系統(tǒng)電壓電流需要用互感器來(lái)采集，本系統(tǒng)采用了電壓互感器SPT204A和電流互感器SCT205B采集系統(tǒng)的電壓電流信號(hào)。若VCC上升時(shí)間小于20ms，那么從上電時(shí)間算起，只要保持RST引腳在高電平停留時(shí)間不小于20ms即可。所需高電平時(shí)間的長(zhǎng)短與VCC上升時(shí)間和振蕩器起振時(shí)間有關(guān)。在上電的瞬間，電容通過電阻充電，就在復(fù)位端出現(xiàn)一定時(shí)間的高電平。： 鍵盤編碼表鍵編號(hào)鍵值功能鍵鍵編號(hào)鍵值功能鍵S111S999S222S10a*S333S1100S444S12bS555S13c確認(rèn)S666S14d刪除S777S15e繼續(xù)采集S888S16f啟動(dòng)單節(jié)巡檢 復(fù)位電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都要復(fù)位，使中央處理器和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這狀態(tài)開始工作。因此，當(dāng)按鍵過程中會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，為避免引起讀鍵誤判斷，需要對(duì)鍵抖動(dòng)進(jìn)行處理。鍵盤是一種按鈕，與開關(guān)不同的是它只有一個(gè)穩(wěn)定的位置。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)，所有的輸入端都是高電平，代表無(wú)鍵按下。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤是合理的。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個(gè)按鍵加以連接?；谌缟峡紤]，本系統(tǒng)采用44矩陣鍵盤即可。 鍵盤電路的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及實(shí)際產(chǎn)品的情況，在鍵盤輸入方面至少需要14個(gè)按鍵才能滿足產(chǎn)品需求。當(dāng)ABC為000時(shí)選中MAX197，為001時(shí)選中62256，為010時(shí)選中27256。單片機(jī)的P2口接上鎖存器74HC373，鎖存器74HC373的OE腳接地，用74LS138來(lái)進(jìn)行片選。采用譯碼法時(shí)，仍由低位地址線進(jìn)行片內(nèi)尋址，高位地址線經(jīng)過譯碼器譯碼產(chǎn)生各個(gè)片選信號(hào)。采用線選法時(shí)，用所需的低位地址線進(jìn)行片內(nèi)存儲(chǔ)單元尋址，余下的高位地址線可分別作各芯片的片選信號(hào)，當(dāng)芯片對(duì)應(yīng)的片選地址線輸出有效電平時(shí)，該片EPROM選通操作。擴(kuò)展時(shí)各片的數(shù)據(jù)線、地址線、控制線都并行掛接在系統(tǒng)三總線上，只有各片的片選信號(hào)要分別處理。擴(kuò)展單片機(jī)EPROM,其片選接地，即只要系統(tǒng)執(zhí)行讀外部程序存儲(chǔ)器的指令，就能由控制讀該片EPROM。：片選，由地址線譯碼器或單獨(dú)的地址線選通。EPROM的管腳中，除去VCC、GND、地址線AN、數(shù)據(jù)線DN外，主要還有三個(gè)腳：、VPP。從芯片引腳圖中可以看到，某些芯片管腳數(shù)目相同而容量不同的，但管腳卻是兼容的。( 3) 擴(kuò)展的外部程序存儲(chǔ)器多使用EPROM型。另外，執(zhí)行MOVC指令時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生。至于哪類存儲(chǔ)器選通操作，由控制信號(hào)和片選信號(hào)確定。對(duì)于主控微控制器8051單片機(jī)來(lái)說(shuō)，程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展用的最多，擴(kuò)展方法也簡(jiǎn)單容易。系統(tǒng)擴(kuò)展是指單片機(jī)內(nèi)部各功能部件不能滿足系統(tǒng)要求時(shí)，在片外連結(jié)相應(yīng)的外部芯片以滿足應(yīng)用系統(tǒng)要求。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的信號(hào)將不出現(xiàn)。：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。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口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。