【正文】 打印測(cè)試結(jié)果；接收鍵盤(pán)的輸入；控制繼電器動(dòng)作使測(cè)量自動(dòng)進(jìn)行。 220V T1 單片機(jī) T2 隔離變壓器 繼電器切換 A B C 被側(cè)變壓器 a b c 次級(jí)切換 程控放大 真有效值轉(zhuǎn)換 V/F 轉(zhuǎn)換 高速光藕隔離 過(guò)零檢測(cè) 光藕隔離 真有效值轉(zhuǎn)換 V/F 轉(zhuǎn)換 高速光藕隔離 過(guò)零檢測(cè) 光藕隔離 原邊通道 副邊通道 6V 180V biyesheji 9 百手起駕 整理 為您 監(jiān)控存儲(chǔ)器是 E2PROM 芯片 X25043，它有 512 字節(jié)的存儲(chǔ)空間，可以存放儀器的工作參數(shù)和儀器的測(cè)量歷史數(shù)據(jù)，同時(shí)其內(nèi)部含有電壓監(jiān)視電路，在系統(tǒng)上電或掉電時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，這樣可以使系統(tǒng)穩(wěn)定地復(fù)位。 鍵盤(pán)用于輸入信息，單片機(jī)通過(guò) 8255 的 I/0 口掃描按鍵的狀態(tài)，判斷是否有鍵按下，然后執(zhí)行相 應(yīng)的按鍵處理程序。被測(cè)變壓器的加壓端子在系統(tǒng)測(cè)量時(shí)接到 180V交流電，如果其變比為 1，則測(cè)壓端子的信號(hào)為 180V，需要將其衰減為 1/30(6V)，放大電路的放大倍數(shù)應(yīng)為 1/30；如果其變比為 10000，則測(cè)壓端子的信號(hào)為 180V/10000，需要將其放大到 30 倍 ()放大電路的放大倍數(shù)應(yīng)為30。 放大倍數(shù)的改交是通過(guò)單片機(jī)控制繼電器切換放大電路的反饋電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 2)放大倍數(shù)參數(shù)的調(diào)試 液晶顯示器 監(jiān)控存儲(chǔ)器 單片機(jī) 8255 繼電器組 8255 鍵盤(pán) biyesheji 10 百手起駕 整理 為您 調(diào)試放大倍數(shù)的參數(shù)需要使用精密可調(diào)電阻箱，它可以將輸入的電壓 (接變壓器的加壓端 )按照所設(shè)定的比例精密分壓輸出 (接變壓器的測(cè)量端 )，這樣相當(dāng)于一個(gè)變比已知的變壓器，并且其變比可精確的設(shè)置。選取變比 1： l和 ：l、 10： l 和 ： l、 100： l和 ： ： 1和 ： l。當(dāng)然同時(shí)滿(mǎn)足四種是不可能的，一般來(lái)講，盡量滿(mǎn)足小值， 1000： 1 允許誤差大些。 其他檔的反饋電阻和 K值的確定方法類(lèi)似。這樣可以使整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)的誤差比較均衡，避免有的值測(cè)得很準(zhǔn)，有的值誤差太大。 AD536A 是美biyesheji 11 百手起駕 整理 為您 國(guó) AD 公司的真有效值轉(zhuǎn)換芯片，其轉(zhuǎn)換性能優(yōu)越。 1)AD536A 的主要特點(diǎn)。 (2)集成度高，外圍電路簡(jiǎn)單。 (4)轉(zhuǎn)換速率快，典型情況下為 5V/us。 (6)寬頻帶頻率相應(yīng)好。 表 31 AD536A 的管腳功能表 引腳號(hào) 引腳名稱(chēng) 功能說(shuō)明 1 VIN 輸入電壓端，輸入阻抗典型值為 ，最大為 20K。 4 CAV 外接平均電容。 6 BUFOUT 緩沖器輸出，其輸出阻抗小于 歐姆。 8 IOUT 電流輸出端。 10 COM 公共地。 3)原邊通道的真有效值轉(zhuǎn)換電路 圖 34是原邊通道的真有效值轉(zhuǎn)換電路，副邊通道的真有效值轉(zhuǎn)換電路類(lèi)似。 T4是調(diào)試用的短路塊，短路其 6將輸入 0V信號(hào)到 AD536A，這時(shí)調(diào)節(jié) R28 可以使 AD536A 輸出 0；短路T4 的 l、 2將輸入 6V信號(hào)到 AD536A，這時(shí)調(diào)節(jié) R42可以使 AD536A 輸出 6V，這樣可以對(duì)AD536A 調(diào)零或調(diào)整滿(mǎn)值；短路 T4 的 4 將輸入被測(cè)信號(hào)到 AD536A，系統(tǒng)工作時(shí)應(yīng)處于這種狀態(tài)。 類(lèi)似方法調(diào)試副邊通道的真有效值轉(zhuǎn)換電路。這里采用的是美國(guó)AD 公司的 AD650，該芯片性能非常好，其主要特點(diǎn)如下： (1)最高輸出頻率為 1MHz。 (3)線性度高。 (5)CMOS 和 TTL兼容 (6)單極、雙極、差分 V/F (7)V/F或 F/V轉(zhuǎn)換功能 本系統(tǒng)調(diào)整 AD650 的滿(mǎn)輸出為 100 KHz，此時(shí)其線 性度為 ％完全可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求。 表 32 AD650 的管腳功能表 引腳號(hào) 引腳名稱(chēng) 功能說(shuō)明 1 VOUT 比較器輸出端。 3 IN 輸入電壓負(fù)極。 Vs．差分輸入177。 4 OFFSET 偏置電流。 6 ONE SHOT 定時(shí)電容輸入端。 biyesheji 14 百手起駕 整理 為您 9 COMPIN 比較器輸入。 11 ANOLOG 模擬地。 13 OFFSET 調(diào)零電阻端。 3)V/F轉(zhuǎn)換電路和高速光藕隔離電路 V/F 轉(zhuǎn)換電路和高速光藕隔離電路如圖 36 所示。 由于 AD650 輸出最大頻率設(shè)定為 100Hz，使用的隔離光藕相應(yīng)頻率必須符合要 求，這里采用高速光藕 6N135，其內(nèi)部原理圖如圖 35所示； 6N135 需要 15mA 的驅(qū)動(dòng)電流，而 AD650 輸出只能提供 10mA 的驅(qū)動(dòng)電流，因此在 AD650 輸出后面增加了 7407， 7407為開(kāi)漏極輸出，其灌電流可達(dá) 30mA，加強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)能力。單片機(jī)要求輸入的脈沖上升沿的上升速率快，否則計(jì)數(shù)有誤。 如圖 36所示，調(diào)試副邊通道的 AD650，首先短路 T5的 6將輸入 0V 信號(hào)到 AD650，然后調(diào)整 R25使 AD650 的 8腳輸出信號(hào)頻率為 0Hz，從液晶顯示器上可以觀察到：短路T5 的 2將輸入 6V信號(hào)到 AD650，調(diào)整 R23使 AD650 的 8 腳輸出信號(hào)頻率為 100KHz，從液晶顯示器上可以觀察到。 類(lèi)似的方法調(diào)試原邊通道的 AD650。首先測(cè)出原邊信號(hào)的周期 T，應(yīng)為原邊信號(hào)兩次過(guò)零間時(shí)間的 2倍；然后測(cè)出原邊、副邊信號(hào)下降沿過(guò)零的時(shí)間差 Tc，則原邊、副邊信號(hào)的相位差為 (3600Tc)／ T。 四運(yùn)放 LM339 構(gòu)成過(guò)零比較器， TLP5214是四光藕隔離器。 UX和 UZ分別為副邊、原邊的信號(hào)，經(jīng)過(guò)隔離直流后接到LM339 的正極，當(dāng)交流信號(hào)處于正半 周時(shí)，比較器輸出高，光藕隔離器相應(yīng)也輸出高電平。 12345678 910111213141516T L P 1T L P 5 2 1 4R 6 8 R 6 9V C CQXQJR 7 1 R 7 0R 6 4R 6 5R 6 6R 6 7C4C3L M 3 3 9101113L M 3 3 9L M 1 DE 1 3E 1 4UXUZR 5 5R 5 89814A L M 1 C 圖 37 過(guò)零比較電路 biyesheji 17 百手起駕 整理 為您 3． 7 單片機(jī)系統(tǒng)電路 E A /V P P31X T A L 119X T A L 218R S T9P /R D17P /W R16P /I N T 012P /I N T 113P /T 014P /T 115P /T 21P /T 2E X2P 3P 4P 5P 6P 7P 8P 39P 38P 37P 36P 35P 34P 33P 32P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28P S E N29A L E /P R O G30P /T X D11P /R X D10V c c40G nd20A T 8 9C 55 W DD036V C C34D138Q033D240Q132D342Q228D444Q327D546Q426D648Q525D750Q624Q723G N D39LE22OE4574 H C 5 739R 11 2 3 4 5 6 7 8 9V C C12 .0 00 M H ZC 30C 31R 791274 H C 1 41274 H C 1 41274 H C 1 412374 H C 3 2 E 16R 77 R 78CS1SO2WP3V s s4SI5S C K6R E S E T7V c c8X 25 04 3V C CP P G ndV C CG ndP P C 47C 48 V C C 圖 38 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖 biyesheji 18 百手起駕 整理 為您 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖如圖 38所示。 E2PROM 芯片 X25043，它有 512 字節(jié) (8 位 )的存儲(chǔ)空間，主要存放最近 20 次的測(cè)量結(jié)果，同時(shí)保存調(diào)試產(chǎn)品時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)；另外它內(nèi)部含有電源檢測(cè)電路，在系統(tǒng)上電或掉電時(shí)可以產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，其復(fù)位可靠性遠(yuǎn)高于普通 RC復(fù)位電路。 74HC32 是或門(mén)電路，用于合成 X25043 輸出的復(fù)位信號(hào)和手動(dòng)復(fù)位信號(hào)。 3． 8 液晶顯示電路 液晶顯示模塊采用北京清華蓬遠(yuǎn)公司的內(nèi)含 T6963C 控制器的 MGL(S)240128T，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 39 所示， 240 表示水平方向可以顯示 240 個(gè)點(diǎn)， 128 表示垂直方向可以顯示 128個(gè)點(diǎn)：如果采用 16 X 16點(diǎn)陣漢字庫(kù)，它可以顯示 8 行 15列漢字。 T G S G 3 C 芯片 行驅(qū)動(dòng)器組 LCD 液晶顯示器 列驅(qū)動(dòng)器組 8K 控制總線 數(shù)據(jù)總線 電源線 RAM biyesheji 19 百手起駕 整理 為您 單片機(jī)與模塊的接口如圖 310 所示。 LED+、 LED為背光電源，接到系統(tǒng)背光控制電路，我們可以按背光鍵來(lái)切換液晶顯示屏背光的開(kāi)關(guān) [13][14]。調(diào)整 R92 可以改變液晶顯示的對(duì)比度。所以加的負(fù)電壓值應(yīng)隨著溫度作相應(yīng)的調(diào)整，大致是溫度變化 100C電壓變化 1伏左右。 1234567891011121314151617181920 2122232425262728293031323334353637383940G N DG N DV C CV0WRRDP 2. 7P 2. 0D0R E VD1D2D3D4D5D6D7L E D D6D5D4D1RDWRV0G N DG N DV C CG N DG N DL E D +L E D P 2. 7P 2. 0R E VD0D2D3D7L E D +J K 1R 9 210KV C C15 VC 4 5 uF10u FE 27 圖 310 單片機(jī)與液晶顯示器的接口 biyesheji 20 百手起駕 整理 為您 4 軟件設(shè)計(jì) 4． 1 基本算法 1）極性和接線組別的判定 關(guān)于極性和接線組別的判定詳見(jiàn)第二章有關(guān)內(nèi)容。 由第二章可知：變壓器的變壓比是指變壓器空載運(yùn)行時(shí)，初級(jí)電壓 U1 與次級(jí)電壓U2 的比值簡(jiǎn)稱(chēng)變比表示為 2/1 UUK ? 。 其中 K 為補(bǔ)償系數(shù)，由于副邊信號(hào) UX 經(jīng)過(guò)自動(dòng)放大 (衰減 )后，其大小已經(jīng)產(chǎn)生一定倍數(shù)的變化， K 可以反映這些變化，從而得出正確的結(jié)果。實(shí)際上 K 值是在調(diào)試產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的參數(shù)，它被保存在儀器的監(jiān)控存儲(chǔ)器里。在測(cè)量時(shí)，儀器自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù)，然后根據(jù)放大倍數(shù)選擇監(jiān)控存儲(chǔ)器里相應(yīng)的參數(shù) K，進(jìn)行變比的汁算。當(dāng)軟件舊規(guī)模不太大時(shí)，用匯編寫(xiě)出的程 序效率較高，實(shí)時(shí)性較好。顯示程序模塊的框圖如下 [15]： 圖 41 顯示程序框圖 程序中，漢字編號(hào)為該漢字在自制漢字庫(kù)的順序。 2)鍵盤(pán)程序框圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 個(gè)按鍵輸入信息，“↑”、“↓”、“←”、“→”鍵和確認(rèn)鍵、返回鍵。鍵盤(pán)程序框圖如圖 42所示。當(dāng)“確實(shí)按鍵狀態(tài)有變化”，首先修改按鍵狀態(tài)，然后“按鍵按下”則“執(zhí)行相應(yīng)的鍵處理程序”；“按鍵彈起”則“返回”。 3)測(cè) 量程序框圖 測(cè)量程序負(fù)責(zé)檢測(cè)變壓器的極性 (組別 )和變比其程序框圖如圖 43所示。 biyesheji 23 百手起駕 整理 為您 圖 42 鍵盤(pán)程序框圖 4)保存歷史數(shù)據(jù)記錄 當(dāng)測(cè)量完成后系統(tǒng)自動(dòng)將當(dāng)前測(cè)量數(shù)據(jù)存入 X25043 中保存以供以后查詢(xún)。 延時(shí)去抖動(dòng) 修改按鍵狀態(tài)執(zhí)行相應(yīng)的按鍵處理程序或返回 開(kāi)始 結(jié)束 Y N N 按鍵狀態(tài)有變化 按鍵狀態(tài)確實(shí)有變化 biyesheji 24 百手起駕 整理 為您 圖 43 測(cè)量程序框圖 切換繼電器組測(cè)量其他相 得變比及變比誤差直至三相都測(cè)量完成 測(cè)