【正文】 /A 轉(zhuǎn)換電路可以是一個 T 型網(wǎng)絡(luò)，也可以是權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)。 第 6 頁 共 16 頁 逐位比較式 A/D 轉(zhuǎn)換是把待轉(zhuǎn)換的主流模擬電壓與一組呈二進制關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)電壓一位一位由高至低逐位進行比較，決定每位是去碼（為 0）還是留碼（為 1），從而實現(xiàn)模擬電壓到二進制數(shù)碼的轉(zhuǎn)換。 4． 1 互感器的選擇 4． 2 低通濾波器的選擇 4． 3 采樣 /保持器的選擇 4． 4 模擬多路開關(guān)的 選擇 4． 5 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 4． 5． 1 A/D 轉(zhuǎn)換的原理 實現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的方法很多，有逐位比較式、雙積分式、并行比較式以及 u/f 轉(zhuǎn)換式等，各種實現(xiàn)方法都有其各自的特點。由于 電網(wǎng)上的交流信號帶有很大的諧波成分，所以首先通過一個 RC 低通濾波器以濾除高次諧波。 4 器件 選擇 系統(tǒng) 的器件 主要包括 7 大 塊：互感器模塊 、低通濾波器模塊、模擬多路開關(guān)模塊、 A/D 轉(zhuǎn)換器模塊、 單片機主控模塊、按鍵輸入和數(shù)碼管顯示模塊。模擬多路開關(guān)使用一條通道來檢測多路信號，開關(guān)轉(zhuǎn)換受計算機控制。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖 下面說明圖中主要部分的作用： （ 1）互感器 — 把電網(wǎng)的強電信號轉(zhuǎn)化為適合 A/D 轉(zhuǎn)換的弱電信號； （ 2）低通濾波器 — 濾除電壓信號中的高次諧波； （ 3）采樣 /保持器 — 因為電壓信號總是在變化，而 A/D 轉(zhuǎn)換總是需要一定的時間，所以需要 把轉(zhuǎn)換的信號采樣后保持一段時間，以備轉(zhuǎn)換。軟件部分主要完成信號的處理及控制功能等。只要采樣點數(shù) N足夠大，就能都使電壓電流有效值的測量達(dá)到足夠的精度。則 根據(jù)一個周期各采樣瞬時值及每周期采樣點數(shù)計算電壓 電流 信號 的 有效值的公式 ： ??? ???? ??? 10 210 20 2 1)(1)(1 Nk kNkT UNNTNkTUTdttUTU ??? ???? ??? 10 210 20 2 1)(1)(1 Nk kNkT INNTNkTITdttINI 通常情況下，電力系統(tǒng)中電壓電流不可能是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，大都含有各次諧波分量。設(shè)在一個周期 T 內(nèi)等間隔對 U(t)、 I(t)作 N次采樣，則第 k 次采樣值 Uk、 Ik為 NkUNTkUU mk ?2s in)( ??? k=0、 1? N－ 1 )2s i n()( ?? ???? NkINTkII mk k=0、 1? N－ 1 式中： NT 為相鄰兩次采樣的時間間隔 第 4 頁 共 16 頁 交流采樣的算法很多，這里采用積分算法（又稱均方根算法）。即 以一個周期內(nèi)有限個采樣電壓數(shù)字量來代替一個周期內(nèi)連續(xù)變化的電壓函數(shù)值 。 則電壓電流的有效值計算公式為： 2)(s i n1)(1 20 20 2 mT mT UdttuTdttuTU ??? ?? ? 2)(s i n1)(1 220 2 mmT IdttITdttITI ???? ? ?? 交流采樣原理是將連續(xù)變化的電流電壓的周期信號離散化，用一定的算法對離散時間信號進行分析，計算出所需的信息。 本系統(tǒng)利用 Intel80C51 單片機，通過模數(shù)轉(zhuǎn) 換器 ADC0808， 對獲得的 電壓、電流 信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，采用交流采樣方法進行數(shù)據(jù)采樣，計算獲得電壓、電流的有效值， 并進行數(shù)據(jù)顯示及 電壓 報警。它用軟件代替硬件的功能又使硬件的投資大大減小。交流采樣是將二次測得的電壓、電流經(jīng)高精度 第 3 頁 共 16 頁 的 CT、 PT 變成計算機可測量的交流小信號，然后再送入計算機進行處理。此方法軟件設(shè)計簡單，對采樣值 只需作一次比例變換即可得到被測量的數(shù)值。直流采樣，顧名思義，采樣對象為直流信號。 如何快速、準(zhǔn)確地采集 電壓、電流參數(shù)，是電力系統(tǒng)實時檢測中首 要解決的問題。 關(guān)鍵詞 ADC0808 80C51 單片機 交流采樣 電壓電流 監(jiān)測 接口電路 英文摘要 Analysis of the human capital of Qinghai Province Abstract: The current and voltage monitoring systems depend on 80C51 singlechip puter as the core, adopt parallel 8bit ADC0808 as A/D switching chip. And use LED as a display. Based on AC sample technology, the integral way used in software design and anylyzing measuring data, so the efficient data of current and voltage can be calculated respectively. The system is simple ang reliable with low cost. Keywords: ADC0808 80C51 singlechip puter AC sample current and voltage monitoring interface circuit 1緒論 隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)容量的擴大使其結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜， 要保證的電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行， 對電力系統(tǒng)的 實時 檢測、控制、報警 顯得尤為重要 。該系統(tǒng)采用交流采樣技術(shù)，進行數(shù)據(jù)采樣，并通過軟件設(shè)計，采用積分算法，分析測量數(shù)據(jù)，分別計算出 電壓、電流的 有效 值。 參考文獻(xiàn) ................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。電力系統(tǒng)電壓電流監(jiān)測 目 錄 摘要 ...................................................................................................................................... 2 關(guān)鍵詞 ................................................................................................................................... 2 1緒論 .................................................................................................................................... 2 2 電壓電流的測量原理 ........................................................................................................... 3 2． 1 電壓電流的測量 ................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作 原理 ........................................................................................................... 4 4 器件選擇 ............................................................................................................................. 5 4． 1 互感器的選擇 ................................................................................................................. 5 4． 2 低通濾波器的選擇 .......................................................................................................... 5 4． 3 采樣 /保持器的選擇 ......................................................................................................... 5 4． 4 模擬多路開關(guān)的選擇 ...................................................................................................... 5 4． 5 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 .......................................................................................................... 5 4． 5． 1 A/D 轉(zhuǎn)換的原理 ........................................................................................................ 5 4． 5． 2 ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ................................................................................................ 9 4． 6 單片機的選擇 ................................................................................................................12 4． 6． 1 80C51單片機的引腳說明 .........................................................................................13 4． 6． 2 振蕩器和時鐘電路 ...................................................................................................14 4． 6． 3 CPU時序 .................................................................................................................15 4． 6． 4 80C51單片機的定時器 /計數(shù)器 .................................................................................15 4． 7 顯示器件的選擇 ............................................................................................................15 4． 7． 1LED靜態(tài)顯示方式 ...................................................................................................17 4． 7． 2 LED動態(tài)顯示方式 ...................................................................................................17 5 硬件電路設(shè)計 .....................................................................................................................17 5． 1 主電路設(shè)計 ................................................