【正文】 GND：接地。低功耗的閑置和掉電模式5 個中斷源 　　32 可編程 I/O 線　　三級程序存儲器鎖定　　數(shù)據(jù)保留時間：10 年4K 字節(jié)可編程閃爍存器主要特性：　　AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書14圖 26 單片機引腳圖和輸出管腳相兼容。河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書13本設(shè)計采用單片機型號為 AT89C51.圖 25 單片機結(jié)構(gòu)圖AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機。大多數(shù)單片機采用哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)體系，即數(shù)據(jù)存儲空間與程序存儲空間相互獨立的結(jié)構(gòu)體系。然后，按照面向?qū)ο?，突出控制功能，在片?nèi)集成了許多外圍電路及外設(shè)接口，突破了傳統(tǒng)意義上的計算機結(jié)構(gòu)，發(fā)展成 microcontroller 的體系結(jié)構(gòu)，目前國外已普遍稱之為微控制器 MCU （Microcontroller Unit） 。正是針對上述種種要求而設(shè)計的單片機自然成為機電一體化控制器的最佳選擇。機電一體化產(chǎn)品要實現(xiàn)電器控制的實時性、高可靠性、可編程和一定的人工智能。近年來，在國際上出現(xiàn)了 Mechanics 和 electronics 復合成 Mechtronics 這個新詞，我國譯為機電一體化。CPU 時鐘高達 12MHz，完成單字節(jié)乘法或除法運算僅需要 4Ns。從 CPU、存儲器到輸入輸出端口，一應俱全。在一個大規(guī)模集成電路芯片上構(gòu)造了完整的計算機結(jié)構(gòu)，故稱之為單片機。單片機不求規(guī)模大，只求小而全。單片機具有體積小、重量輕、耗能省、價格低、可靠性高和通用靈活等優(yōu)點，因此也廣泛應用于衛(wèi)星定局、汽車火花控制、交通自動管理和微波爐等專用控制上。如圖 。該保護通過電流互感器進行采集信號數(shù)據(jù)。整流后的數(shù)據(jù)也要進行濾波，濾除掉一些諧波和一些干擾信號，以保證檢測的準確性。欠壓過壓則通過電壓互感器對三相電壓進行采集，相對前兩個檢測要相對麻煩一點。所檢測的電壓數(shù)據(jù)同樣經(jīng)過有源濾波、采樣保持器后，進行 A\D 轉(zhuǎn)換，然后進入單片機進行數(shù)據(jù)比較處理。原理和絕緣監(jiān)視基本相同，同樣也是給定一個直流電源，形成一回路，通過檢測檢測元件兩端電壓的大小，來判斷該煤礦供電系統(tǒng)是否漏電。因此在井下供電系統(tǒng)中必須裝設(shè)漏電保護裝置實現(xiàn)絕緣監(jiān)視、漏電保護以及補償流過人身的電容電流的作用。所檢測電壓經(jīng)過光電隔離和有源濾波后進行數(shù)據(jù)比較處理。本設(shè)計主要實現(xiàn)以下幾大保護：絕緣監(jiān)視、漏電保護、欠壓過壓、過載短路。 煤礦供電系統(tǒng)保護框圖　圖 11 煤礦供電系統(tǒng)保護框圖河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書92 控制系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計 方案簡介本設(shè)計是通過對采集來的電壓數(shù)據(jù)信號經(jīng) A\D 轉(zhuǎn)換后在單片機內(nèi)與設(shè)定的初始值進行比較處理，把處理完的結(jié)果用液晶顯示屏顯示出來，并且根據(jù)結(jié)果發(fā)出相應的控制信號。Protel 99SE 采用了“*.ddb”數(shù)據(jù)庫格式保存文件，所有與同一設(shè)計相關(guān)的原理圖文件、印制電路板文件及各種報表文件都可以在同一個“*.ddb”數(shù)據(jù)庫中并存，便于集體開發(fā)和文件的管理。它覆蓋了以 PCB 為核心的全部物理設(shè)計。它能實現(xiàn)從電學概念設(shè)計到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗證和設(shè)計數(shù)據(jù)管理。河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書7 Protel 99SE 的特點 本設(shè)計采用的軟件為 Protel 99SE。(4) Protel99 中的新的聯(lián)機幫助功能沒有 Protel98 的聯(lián)機功能好用。(3) 原理圖和印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計界面的不統(tǒng)一在 Protel99 中還是沒有得到改善。如果要放置中文文字的話可以向第三方獲取。(22) 集成的（Macro）宏編程功能支持使用 Client Basic 編程語言。(19) 通過完整的 SPICE 3f5 仿真系統(tǒng)可以在原理圖中直接進行信號仿真 (20) 可以選擇超過 60 中工業(yè)標準計算機電路板布線模板或者用戶可以自己生成一個電路板模板。(17) 可以用標準或者用戶自定義模板來生成新的原理圖文件。(15) 完全支持制版輸出和電路板數(shù)控加工代碼文件生成。(13) 廣泛的集成向?qū)Чδ芤龑гO(shè)計人員完成復雜的工作。Signal Integrity 標簽頁也是在 Protel99 中新增加的，用來進行信號完整性的有關(guān)規(guī)則設(shè)計。(10) 增強的交互式布局和布線模式，包括“Pushandshove”（推擠）。 在以前版本中只提供了基于統(tǒng)計方式的布局。(7) 繼承的 PCB 自動布線系統(tǒng)最新的使用了人工智能技術(shù)，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書6糊專家系統(tǒng)、模糊理論和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，即使對于很復雜的電路板其布線結(jié)果也能達到專家級的水平。(5) PCB 自動布線規(guī)則條件的復合選項極大的方便了布線規(guī)則的設(shè)計。 使用設(shè)計管理器統(tǒng)一管理的文檔是在 Protel99 中新提出來的，以前版本中沒有。(3) SmartDoc（智能文檔）技術(shù)將所有的設(shè)計數(shù)據(jù)文件儲存在單一的設(shè)計數(shù)據(jù)庫中，用設(shè)計管理器來統(tǒng)一管理。Protel99 的主要特性如下： (1) Protel99 系統(tǒng)針對 Windows NT4/9X 作了純 32 位代碼優(yōu)化，使得 Protel99 設(shè)計系統(tǒng)運行穩(wěn)定而且高效。Protel99 是基于 Win95/Win NT/Win98/Win2022 的純 32 位電路設(shè)計制版系統(tǒng)。可編程邏輯設(shè)計系統(tǒng)可編程邏輯設(shè)計系統(tǒng)是基于 CUPL 的集成于原理圖設(shè)計系統(tǒng)的 PLD 設(shè)計系統(tǒng)。這部分包括用于設(shè)計電路板的電路板編輯器 PCB 以及用于修改、生成零件封裝的零件封裝編輯器 PCBLib。這部分包括用于設(shè)計原理圖的原理圖編輯器 Sch 以及用于修改、生成零件的零件庫編輯器 SchLib。 Protel99 的組成及主要特色　Protel99 的組成：原理圖設(shè)計系統(tǒng)、印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)、信號模擬仿真系統(tǒng)、可編程邏輯設(shè)計系統(tǒng) 、Protel99 內(nèi)置編輯器。99 年，Protel 公司又推出了最新一代的電子線路設(shè)計系統(tǒng)——Protel99。98 年，Protel 公司推出了給人全新感覺的 Protel98。 版本的 Protel 加入了新穎的主從式結(jié)構(gòu)，但在自動布線方面卻沒有什么出眾的表現(xiàn)。這些版本的可視化功能給用戶設(shè)計電子線路帶來了很大的方便，設(shè)計者再也不用記一些繁瑣的命令，也讓用戶體會到資源共享的樂趣。八十年代末，Windows 系統(tǒng)開始日益流行，許多應用軟件也紛紛開始支持 Windows操作系統(tǒng)。隨著電子業(yè)的飛速發(fā)展，TANGO 日益顯示出其不適應時代發(fā)展需要的弱點。在這種背景下，888 年由美國 ACCEL Technologies Inc 推出了第一個應用于電子線路設(shè)計軟件包——TANGO，這個軟件包開創(chuàng)了電子設(shè)計自動化（EDA）的先河。所述測量電壓的電壓脈沖被施加到網(wǎng)絡(luò)和地之間的所述網(wǎng)絡(luò)，且所得到的電流或者從其得出的變量被監(jiān)視直到預定階段被達到，例如基本上平穩(wěn)的值,所述所得到的電流或者從其得出的變量的值在該階段被確定，且被用于建立對網(wǎng)絡(luò)的絕緣阻抗的評估。脈沖電壓形式的測量電壓被施加到網(wǎng)絡(luò)和地之間要被監(jiān)視的網(wǎng)絡(luò)。而短路保護、電流報警、短路報警功能是面對用戶的，如果電流已經(jīng)下降，短路已經(jīng)排除，相對的報警聲就會自動解除，電壓就會自動恢復正常。過壓、過流保護是針對機內(nèi)故障的，因此既然發(fā)生電源就不應自動恢復。而希望短路解除后，電壓自動恢復正常。需要說明的是，過壓保護會立即快速啟動，過流保護則有一秒左右的延時。過壓保護值在面板上有一只電位器，可以人工設(shè)定。此種情況宜用過壓保護，例如工作在 50V，可將電壓保護值調(diào)至 55V，如果電源故障只要電壓升至 55V 時，電源會自動切斷電壓輸出。過流保護與短路保護的的關(guān)系為：任何一種電源在發(fā)生故障時，都有可能使輸出電壓或輸出電流失去控制，為了使用戶的負載不致因此而損壞，電源一般都設(shè)有過壓和過流保護。在重要的物資倉庫、居住場所和公共建筑物中的照明線路，有可能引起導線或電纜長時間過載的動力線路，以及采用有延燒性護套的絕緣導線敷設(shè)在可燃或難燒建筑構(gòu)件上時，都應采取過載保護線路.短路保護短路保護就是保證當發(fā)生短路時，或接近于短路電流數(shù)值的電流出現(xiàn)時可以可靠地切斷電源。 　　在機械中，在軸超過所能承受的負載時，過載保護可以防止過載而造成的器械損壞。C。如導線流過的電流超過了安全載流量，就叫導線過載。過載保護防止主電源線路因過載導致保護器過熱損壞而加裝的過載保護設(shè)備。 　　低壓配電系統(tǒng)中設(shè)漏電保護器是防止人身觸電事故的有效措施之一，也是防止因漏電引起電氣火災和電氣設(shè)備損壞事故的技術(shù)措施。漏電保護器俗稱漏電開關(guān)，是用于在電路或電器絕緣受損發(fā)生對地短路時防人身觸電和電氣火災的保護電器，一般安裝于每戶配電箱的插座回路上和全樓總配電箱的河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書3電源進線上，后者專用于防電氣火災。當然，在不同場合使用的電器，這個電壓要求略有不同，但保護原理是一致的。為了保護電器設(shè)備和工藝質(zhì)量，如果低于－15%這個電壓，就是“欠壓” ，當工作電壓下降到這個電壓以下，保護動作，切斷電源。 欠壓過壓對所有的電器設(shè)備而言，都有一個額定電壓，但在實際中，不能完全保證都在額定電壓下工作，是在額定電壓附近的一個范圍，一般要求在177。當人觸及此電氣設(shè)備時就會發(fā)生觸電事故，而且我國規(guī)定觸電的安全極限交流電流值為 30mA，因此要通過接地保護限制通過人身的電流使其在極限電流之內(nèi)。電磁式繼電器和電子式繼電器均可實現(xiàn)短路保護。短路時產(chǎn)生的瞬時故障電流可達到額定電流的十幾到幾十倍，使電氣設(shè)備或配電線路因過流而產(chǎn)生電動力損壞，甚至因電弧引起火災。過載保護可由電磁式繼電器、電子式繼電器和熱繼電器實現(xiàn)。動作延時取決于過載程度，過載程度越大，延時越短；過載程度越小，延時越長，此特性稱為反時限特性。若電動機或電氣設(shè)備長期過載運行，其繞組或電氣設(shè)備的溫升超過允許值使絕緣老化、損壞。河北工程大學畢業(yè)設(shè)計說明書2過載保護 過載是指電動機的運行電流或電氣設(shè)備工作電流大于其額定電流，但超過額定電流的倍數(shù)小些，通常是額定電流的 倍以內(nèi)。過流保護 電火災產(chǎn)生的主要原因是電網(wǎng)的過電流，而過電流又是由短路、過載引起的，因此防止電火災方法就是防止過流的產(chǎn)生。該裝置需與低壓自動饋電總開關(guān)配合使用。無選擇性漏電保護 采用附加直流電源的保護原理。當未發(fā)生漏電時，一次側(cè)三相電流對稱，其電流相量和為 0，二次側(cè)無電流輸出；當發(fā)生漏電時，一次側(cè)三相電流不對稱，其電流相量和不為 0，二次側(cè)有電流輸出。有選擇性漏電保護 采用零序電流保護原理。因此在井下供電系統(tǒng)中必須裝設(shè)漏電保護裝置實現(xiàn)絕緣監(jiān)視、漏電保護以及補償流過人身的電容電流的作用。目前，過流保護、漏電保護和接地保護是井下的三大保護。 煤礦供電系統(tǒng)保護概述由于井下的環(huán)境較特殊，電氣設(shè)備分為礦用一般型電氣設(shè)備和礦用隔爆型電氣設(shè)備，前者不具有防爆性能，適用于沒有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所；后者具有防爆和隔爆性能，適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所。 本設(shè)計采用單片機 AT89C51 對 A\D 轉(zhuǎn)換器、D\A 轉(zhuǎn)換器進行控制，通過 I\O 口輸出的具有時序的方波作為控制信號，進行采集、處理信號，并根據(jù)處理結(jié)果發(fā)出相應的控制信號并顯示報警。單片機主要應用于控制領(lǐng)域，由于其具有可靠性高、體積小、價格低、易于產(chǎn)品化等特點，因而在智能儀器儀表、實時工業(yè)控制、智能終端、通信設(shè)備、導航系統(tǒng)、家用電器等自控領(lǐng)域獲得廣泛應用。摘要I摘要單片微型計算機簡稱單片機。它是把組成微型計算機的各功能部件：中央處理器、CPU、隨機存取存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、 I/O 接口電路、定時器/計數(shù)器以及串行通信接口等制作在一塊集成芯片中，構(gòu)成一個完整的微型計算機。在煤礦生產(chǎn)中，井下煤礦的供電系統(tǒng)的保護大多采用繼電保護裝置，隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，智能保護系統(tǒng)已經(jīng)研制成功；在硬件方面，采用具有強大數(shù)據(jù)處理能力的 DSP 微處理器，低功耗可編程邏輯芯片和高集成度的專用芯片，使整個系統(tǒng)的可靠性有很大提高，從而保證了生產(chǎn)質(zhì)量。關(guān)鍵詞： 單片機；A\D 轉(zhuǎn)換器；D\A 轉(zhuǎn)換器AbstractIIAbstractSingle chip puter chip referred to. It is posed of the microputer functional ponents: the central processor, the CPU, random access memory (ROM, RAM and readonly memory I/O interface circuit, timer/counter and serial munication interface chip in a piece of integration, constitute a plete micro puter. SCM is mainly applied to control field, since it has high reliability, small volume, low price, easy to prod in intelligent instrument, industry control,