【正文】 延遲 1 2 m s有鍵閉合 ？判斷閉合鍵鍵號閉合鍵釋放否 ？輸入鍵號返回YNYN圖 鍵盤程序流程圖 顯示程序設(shè)計(1)LED 顯示器常用的 LED 顯示器為 8 段。不過一般情況下，我們常常不對按鈕釋放的后沿進行處理，實踐證明，也能滿足一定的要求。單片機中常用軟件法，軟件法其實很簡單，就是在單片機獲得 口為低的信息后，簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的設(shè)計22不是立即認(rèn)定 S1 已被按下，而是延時 10 毫秒或更長一些時間后再次檢測 口，如果仍為低，說明 S1 的確按下了，這實際上是避開了按鈕按下時的抖動時間。中斷時曾有個問題，就是說按鈕有時靈，有時不靈，其實就是這個原因，你只按了一次按鈕，可是計算機卻已執(zhí)行了多次中斷的過程，如果執(zhí)行的次數(shù)正好是奇數(shù)次，結(jié)果正確，如果執(zhí)行的次數(shù)是偶數(shù)次，那就不對了。由于按鈕是機械觸點，當(dāng)機械觸點斷開、閉合時，會有抖動動， 輸入端的波形如圖 所示。按鈕開關(guān)的抖動問題組成鍵盤的按鈕有觸點式和非觸點式兩種，單片機中應(yīng)用的一般是由機械觸點組成的 [16]。：圖 電壓滯后電流60度的仿真結(jié)果圖像簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的設(shè)計2顯示程序設(shè)計 鍵盤程序設(shè)計鍵盤是由若干按鈕組成的開關(guān)矩陣，它是單片機系統(tǒng)中最常用的輸入設(shè)備，用戶能通過鍵盤向計算機輸入指令、地址和數(shù)據(jù)。：圖 電壓與電流相位一至?xí)r的仿真圖像(2)當(dāng)電壓滯后電流90度時：有功功率P2 =；無功功率V2 =+004。在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即? （4SP?cos7）在具有阻抗的交流電路中，電壓有效值與電流有效值的乘積，稱為視在功率，視在功率的平方= 有功功率的平方+ 無功功率的平方。由此求得的無功功率帶有符號，負(fù)號表示容性，正號表示感性。所以無功功率是一般電網(wǎng)中非常關(guān)注的一個參數(shù)。 （4??????1Nkkiu5）其中N為一個電網(wǎng)周期的采樣點數(shù)， 和 分別為對應(yīng)點的電壓瞬時值和ki電流瞬時值。有 功 功 率 電 能 用 于 做 功 被 消 耗 ， 它 們 轉(zhuǎn) 化 為 熱 能 、 光 能 、 機 械 能 或 化 學(xué)能 等 ， 稱 為 有 功 功 率 ； 又 叫 平 均 功 率 [15]。在應(yīng)用中需要注意的是：查表結(jié)果沒有小數(shù)，故在計算輸出時要四舍五入；查表結(jié)果只能在0～255之間，超出此范圍要加以處理。cpf簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的設(shè)計18 有功功率、無功功率的計算(1)有功功率的計算用 單 片 機 實 現(xiàn) cos計 算 ： 利用高級語言自動生成查表程序。根據(jù)相電壓的有效值定義，若 為相鄰兩次采樣的時間間隔， 為第kT???kUk個時間間隔的電壓采樣的瞬時值，有 （4??????102NkkTU1）若相鄰兩次采樣的時間間隔相等及 為時間常數(shù) ， ，則有k TN?? （4????102NkU2）同理可得電流的有效值公式： （4?????102NkII3） 電源頻率的計算結(jié)合實際情況,采用硬件測頻的方法。1?mB242?nB若 ，則假設(shè)有效， ；余數(shù)??241nb????12??nb；??2421 21nn??????若 ，則假設(shè)無效， ，余數(shù) 。2?n因為 ，假設(shè) ，則1?b12??nb??22241n nnnb? ????????然后比較余數(shù) 是否大于等于 。1?nb1?mB設(shè)m已知，因為，所以m21??2如果m是奇數(shù)，設(shè) ，那么1k???，112kkN???， ，n??2m如果m是偶數(shù)，設(shè) ，那么k?，12kk??， ，?nn所以 完全有 決定。：定時 T 0 入口開啟 A D 采樣使能定時器比較中斷中斷標(biāo)志位復(fù)位清除相應(yīng)的應(yīng)答標(biāo)志位返回圖 定時器中斷流程圖簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的設(shè)計15開始關(guān)閉外部中斷 1依次讀取 6 同道數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)放入 S R A M 中開啟外部中斷 1清除相應(yīng)的應(yīng)答標(biāo)志位返回圖 外部中斷INT1程序流程圖 電壓、電流有效值的計算在單片機中實現(xiàn)開根號原理： 假如 和 都是二進制序列，取值0或1。AD的采樣觸發(fā)信號源為F2812 的通用定時器1的溢出信號，在定時器中斷中啟動AD采樣，通過修改F2812的計數(shù)寄存器可以設(shè)置相應(yīng)的采樣頻率，從而可以設(shè)置AD 的采樣率。軟件同步采樣不需要專門的硬件電路 ,成本低 ,只需在程序中設(shè)置中斷程序即可實現(xiàn) [14]。首先,通過測量電網(wǎng)信號周期 T, 然后根據(jù)周期 T以及每周期內(nèi)采樣點數(shù) N 來確定定時器時間τ (τ= T /N ) 。由于電網(wǎng)的頻率并非固定在某一個值,而是存在一定的偏差,因此需使采樣頻率實時跟蹤電網(wǎng)信號頻率變化來減少采樣誤差。目前工程上使用的同步采樣技術(shù)有硬件同步采樣和軟件同步采樣。交流采樣技術(shù)是按一定要求對被測信號的瞬時值進行采樣,然后對采樣值進行分析處理,并獲取被測量的信息。但直流采樣法測量精度直接受整流電路的精度和穩(wěn)定性影響,同時直流采樣一般只能反映被測量的單一信息(如有效值) ,無法實現(xiàn)實時信號的采集,從而造成測量裝置產(chǎn)生誤差。電網(wǎng)交流電氣信號參數(shù)的采樣方法主要有直流采樣方法和交流采樣方法。由于實際工程中的采樣很難達(dá)到理想的同步,存在同步誤差,使數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和測量的精確度受到影響。4 個數(shù)碼管直接與 89C51 的 P0 口相連，每個數(shù)碼管用一條選通線。 鍵盤、顯示電路的設(shè)計鍵盤顯示電路中，鍵盤采用獨立鍵盤。單片機最小系統(tǒng)是在以 MCS51 單片機為基礎(chǔ)上擴展，使其能更方便地運用于測試系統(tǒng)中，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被測試的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，用低電平的讀信號和 引腳經(jīng) 1 級或非門后，產(chǎn)生的正脈沖作為 OE 信號，用以打開三態(tài)輸出鎖存器。地址譯碼引腳 C、B、A 分別與地址總線低 3 位 AAA0、相連，以選通 IN0IN7 中的一個通路。單片機時鐘頻率采用 6MHz，則 ALE 引腳的輸出頻率為 1MHz，再 2 分頻后為500KHz，恰好符合 ADC0809 對時鐘頻率的要求。當(dāng) EOC 變?yōu)楦唠娖綍r，這時給 OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。在 ST 端給出一個至少有 100ns 寬的正脈沖信號。初始化時，使 ST 和 OE 信號全為低電平。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHz，VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。D7－D0 為數(shù)字量輸出線。OE 為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。表 ADC0809 的通道選擇表C B A 選擇的通道0 0 0 IN00 0 1 IN10 1 0 IN20 1 1 IN31 0 0 IN41 0 1 IN5簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的設(shè)計91 1 0 IN61 1 1 IN7數(shù)字量輸出及控制線：11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。A，B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0－IN7上的一路模擬量輸入。地址輸入和控制線：4 條ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。CLK：時鐘信號輸入端（一般為500KHz） 。.EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。REF（+）：參考電壓正端。VCC：+5V工作電壓。ADC0809各腳功能如下：D7D0：8位數(shù)字量輸出引腳。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。兩個輸入端電壓差別大于 10mV 就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把 LM339 用在弱信號檢測等場合是比較理想的。當(dāng)“+”端電壓高于“”端時，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。兩個輸入端一個稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個稱為反相輸簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的設(shè)計7入端，用“”表示。LM339 類似于增益不可調(diào)的運算放大器。18V；③對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬；④共模范圍很大，為 0～（）Vo；⑤差動輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；⑥輸出端電位可靈活方便地選用。 信號頻率捕捉電路的設(shè)計(1)LM339 芯片介紹:LM339 集成塊內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，該電壓比較器的特點是：①失調(diào)電壓小，典型值為 2mV；②電源電壓范圍寬，單電源為 236V，雙電源電壓為177?，F(xiàn)在的電量測量大多數(shù)字化，而計算機的采樣的信號一般為毫安級（05V、420mA 等） 。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用 [8]。在供電用電的線路中電流大大小小相差懸殊從幾安到幾萬安都有。這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心（10KV 及以下時）或采用三臺單相電壓互感器。一旦發(fā)生單相接地時，中性點出現(xiàn)位移，開口三角的端子間就會出現(xiàn)零序電壓使繼電器動作，從而對電力系統(tǒng)起保護作用。三相的第三線圈接成開口三角形，開口三角形的兩引出端與接地保護繼電器的電壓線圈聯(lián)接。實驗室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的，以適應(yīng)測量不同電壓的需要。為此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時，副邊出現(xiàn)對地高電位而造成人身和設(shè)備事故。特點是容量很小且比較恒定，正常運行時接近于空載狀態(tài)。簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的設(shè)計53. 簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的硬件電路設(shè)計電壓互感器電流互感器頻率捕捉電路A/D 轉(zhuǎn)換接口電路單片機計算電路鍵盤顯示圖 系統(tǒng)整體框圖其中電壓互感器和電流互感器的作用是把高壓電源信號轉(zhuǎn)變成低壓信號接入電路，頻率捕捉電路的功能是測出電源頻率的波動范圍，通過數(shù)據(jù)采樣和A/D轉(zhuǎn)換送到單片機計算電路分析數(shù)據(jù)，通過鍵盤控制顯示的內(nèi)容。三相不平衡會帶來各種危害，例如引起電機發(fā)熱和振動，影響其正常運行，使一些設(shè)備的效率下降，也會導(dǎo)致其使用壽命縮短。理想的三相電力系統(tǒng)是三相對稱系統(tǒng)，即三相電壓應(yīng)有相同的幅值，且相位角互差120176。在電壓閃變方面，一般利用電壓調(diào)幅波的頻率、波形和幅值相關(guān)的參數(shù)進行描述。電壓閃變: 電壓閃變是人眼對燈閃的主觀感覺。因此，諧波問題一直是主要的電能質(zhì)量問題。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，不斷有新的電力電子裝置和其他非線性負(fù)荷接入電網(wǎng)，導(dǎo)致電網(wǎng)諧波水平逐年升高。簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的設(shè)計4當(dāng)然由于硬件信號處理電路的不同，可能外部的交流信號已經(jīng)經(jīng)過了一定的處理，例如波形上移、波形翻轉(zhuǎn)等處理，所以采樣得到的一系列離散數(shù)字化的數(shù)據(jù)首先要還原這些處理，這樣才能使用下面各種參數(shù)的算法 [6]。至于一個周期的采樣點數(shù)，一般為2 的N次方，例如:128 點、256 點等等，這樣便于后面一些參數(shù)的計算。電能質(zhì)量參數(shù)除了瞬態(tài)參數(shù)以外一般都是以電網(wǎng)的一個周期為單位進行處理的，所以首先要確定電網(wǎng)當(dāng)前的周期。采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以后，電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)呈現(xiàn)給使用者的是經(jīng)過統(tǒng)計、整理出來的數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)可以很清晰地了解整個電網(wǎng)內(nèi)各個監(jiān)測點的電能質(zhì)量總體情況，然后可以選擇對于電能質(zhì)量問題比較嚴(yán)重的監(jiān)測點進行深入的分析—此時可以采用針對單個監(jiān)測點的宏觀或者微觀的分析方法。采用系統(tǒng)性的分析方法，最大的優(yōu)勢在于可以減少直接面對無用的冗余數(shù)據(jù)，而只需要面對真正需要深入分析的電能質(zhì)量問題 [5]。當(dāng)電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定規(guī)模后，系統(tǒng)所面對的最大問題就是海量數(shù)據(jù)的問題。如諧波在整個電網(wǎng)內(nèi)的傳播，以及某個監(jiān)測點的電壓暫降對其相鄰線路的影響等。系統(tǒng)性分析：隨著電能質(zhì)量監(jiān)測點的增多，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的擴大，管理人員在時間和精力上往往不能夠定期對每個監(jiān)測點都進行詳細(xì)的、獨立的電能質(zhì)量分析?，F(xiàn)實中往往簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的設(shè)計3結(jié)合一段時間內(nèi)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量指標(biāo)的統(tǒng)計分析，各指標(biāo)的統(tǒng)計結(jié)果一般不反映諸多現(xiàn)象的時刻特征，但是能夠反映其可能包含的物理現(xiàn)象的綜合特征模型，便于進一步仿真分析，并提出綜合的控制措施。就單個監(jiān)測點而言，在某一時刻，描述電能質(zhì)量的各指標(biāo)之間存在確定的相互關(guān)系，但是此時通常僅有一個或少數(shù)幾個指標(biāo)是主要的，根據(jù)這幾個主要的指標(biāo)就可以比較清晰地分析出該監(jiān)測點的電能質(zhì)量信息。電能質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)的數(shù)據(jù)分析分為針對單個監(jiān)測點的分析和系統(tǒng)性分析。目前電能質(zhì)量相關(guān)國標(biāo)對于暫態(tài)指標(biāo)的規(guī)定甚少。電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)要求針對穩(wěn)態(tài)指標(biāo)進行連續(xù)記錄。穩(wěn)態(tài)指標(biāo)指那些連續(xù)變化的電能質(zhì)量指標(biāo)，包括電能質(zhì)量相關(guān)國標(biāo)規(guī)定的電壓偏差、頻率偏差、電壓不平衡度、諧波和閃變等指標(biāo)，以及國標(biāo)中暫時沒有規(guī)定的電壓陷波、載波信號干擾等。簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的設(shè)計2電能質(zhì)量指標(biāo)是與電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行相關(guān)的、能夠?qū)τ脩粽Ｉa(chǎn)工藝過程及產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響的電力供應(yīng)綜合技術(shù)指標(biāo)描述，它涉及電壓電流波形形狀、幅值及其頻率三大基本要素。本文首先介紹了課題的實際意義以及電能質(zhì)量