【正文】 如 電 壓 、 功 率 、 頻 率 、 濕度 、 溫 度 、 流 量 、 速 度 、 厚 度 、 角 度 、 長 度 、 硬 度 、 元 素 、 壓 力 等 物 理 量 的 測 量 。 在 電 子 世 界 領 域 ， 從 20 世 紀 中 的 無 線 電 時 代 也 進 入 到21 世 紀 以 計 算 機 技 術 為 中 心 的 智 能 化 現(xiàn) 代 電 子 系 統(tǒng) 時 代 。 7 / 51程 序 通 常 是 順 序 執(zhí) 行 的 ， 所 以 程 序 中 的 指 令 也 是 一 條 條 順 序 存 放 的 ， 單 片 機 在 執(zhí)行 程 序 時 要 能 把 這 些 指 令 一 條 條 取 出 并 加 以 執(zhí) 行 ， 必 須 有 一 個 部 件 能 追 蹤 指 令 所 在 的地 址 ， 這 一 部 件 就 是 程 序 計 數(shù) 器 PC（ 包 含 在 CPU 中 ） ， 在 開 始 執(zhí) 行 程 序 時 ， 給 PC賦 以 程 序 中 第 一 條 指 令 所 在 的 地 址 ， 然 后 取 得 每 一 條 要 執(zhí) 行 的 命 令 ， PC 在 中 的 內 容就 會 自 動 增 加 ， 增 加 量 由 本 條 指 令 長 度 決 定 ， 可 能 是 2 或 3， 以 指 向 下 一 條 指 令的 起 始 地 址 ， 保 證 指 令 順 序 執(zhí) 行 。 為 使 單 片 機 能 自 動 完 成 某 一 特 定 任 務 ， 必 須 把 要 解 決的 問 題 編 成 一 系 列 指 令 （ 這 些 指 令 必 須 是 選 定 單 片 機 能 識 別 和 執(zhí) 行 的 指 令 ） ， 這 一系 列 指 令 的 集 合 就 成 為 程 序 ， 程 序 需 要 預 先 存 放 在 具 有 存 儲 功 能 的 部 件 ——存 儲 器中 。 圖 在該系統(tǒng)中，8031 單片機基本電路包括復位電路、晶振電路和鎖存電路等部分；存儲器擴展電路主要包括程序存儲器（2764）和數(shù)據(jù)存儲器（6116）擴展；數(shù)據(jù)檢測電路主要由 AD 轉換器（0809）和數(shù)據(jù)檢測元件構成。這種智能電力設備巡檢控制器兼有抑制串模塊抗干擾能力強、分辨力高、線性度好、成本低等優(yōu)點。新型智能控制器普遍采用了高性能的 Σ－Δ 式 A／Ｄ轉換器，它能以很高的采樣速率和很低的采樣分辨力將模擬信號轉換成數(shù)字信號，再利用過采樣、噪聲整形和數(shù)字濾波技術，來提高有效分辨力。采用的傳感器作為從機可通過專用總線接口與主機進行通信。另外，智能控制器正從單通道向多通道的方向發(fā)展，這就為研制和開發(fā)多路巡檢測控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。例如，采用 DS1629型單線智能傳感器增加了實時日歷時鐘（RTC），使其功能更加完善。為了提高多通道智能巡檢控制器的轉換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式 A/D轉換器。最早的智能巡檢系統(tǒng)，采用的是 8位 A/D轉換器，其精度較低。本系統(tǒng)可有效克服上述系統(tǒng)的局限性，實現(xiàn)巡線管理的信息化、網絡化和智能化，提高巡檢工作效率，保障設備安全運行。 填寫缺陷票仍由巡檢人員現(xiàn)場手工完成，費時、費力且缺陷票填寫內容不規(guī)范。它們通過在設備上安裝信息鈕、信息螺栓或條形碼等自動識別器件，后臺采用計算機進行集中管理，以有效杜絕人為因素影響，有利于及時、客觀地考核巡檢人員的工作。因此，現(xiàn)場迫切需要一種實用、方便、有效的巡檢管理系統(tǒng) 。電力設備巡檢管理是有效保證電力設備安全穩(wěn)定運行的一項基礎工作。本文采用恒流源做為信號獲取電路的方案，恒流源通過電阻值的變化，從引起電壓的變化，放大后經 AD采用后，送由單片機處理，換算出相應數(shù)據(jù)。3 / 51 電力設備無線巡檢系統(tǒng)設計要求本次設計的巡檢系統(tǒng)可以對多達 8路的通道進行實時檢測，采用 8031單片機進行數(shù)據(jù)的采集和控制，并在巡回檢測的過程中將采集到的數(shù)據(jù)存入外部的數(shù)據(jù)存儲器中。本設計采用 8031單片機,該單片機具有集成度高，運算快速快，體積小、運行可靠，價值低廉的特點，適宜于各種等過程控制。在電力生產過程中，各種電力設備都可以成為被控參數(shù)?！娟P鍵詞】 8031 單片機；外圍電路；電力設備巡檢。本系統(tǒng)以 8031 單片機最小系統(tǒng)為核心，能夠實現(xiàn) 8 路設備檢測。其中一體化手持巡檢器基于單片機模塊，并采用復雜可編程邏輯芯片進行硬件邏輯控制，與基于掌上電腦的手持機相比，專用性更強，性價比更高。I / 51 電力設備無線巡檢系統(tǒng)的設計【摘要】本設計闡述了一種新型電力設備巡檢系統(tǒng)的結構和設計。該系統(tǒng)基于一體化手持巡檢器和計算機網絡技術，前端采用手持機，后臺采用基于瀏覽器，服務器結構的管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)線路巡檢的信息化和智能化管理。我以微機原理與接口技術課程中所學知識為基礎，設計了電力設備巡檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過手持機檢測電力設備，經 AD 轉換器將采集到的數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字量，在單片機的控制下存入外部的數(shù)據(jù)存儲器中。 1 / 51 目錄引言 ..................................................................................................3 ...............................................................................................4 ........................4 ......................................4 ............................................5 ...............................................................................6 ........................................6 ......................................9 .......................................113 系統(tǒng)硬件設計 .............................................................................13 ...........................13 .......................................16 .................................20 ................................21 .......................................224 系統(tǒng)軟件設計 .............................................................................28 .......................................28 .........................................33...................................33.......................................36 BCD碼轉換模塊 ................................435 系統(tǒng)調試 .....................................................................................45 ...................................45 .......................................45致謝 ................................................47參考文獻 ........................................................................................48英文文獻 ........................................................................................49 引言單片機由于其微小的體積和極低的成本，廣泛的應用于家用電器、工業(yè)控制等領域中。單片機電力設備巡檢系統(tǒng)，是利用單片機作為系統(tǒng)的主控制器，測量電力設備數(shù)據(jù)反饋信號經 A/D變換后，送入單片機中進行處理，再由單片機對其數(shù)據(jù)進行存儲或顯示。鑒于這樣的重要性,我打算設計一種基于單片機電力設備巡檢系統(tǒng),實現(xiàn)對不同設備數(shù)據(jù)變化的控制與監(jiān)測。系統(tǒng)測得數(shù)據(jù)的本質其實是測量傳感器的電阻，通常是將電阻的變化轉換成電壓或電流等模擬信號，再將模擬信號轉換成數(shù)字信號，再由處理器換算出相應數(shù)據(jù)。 國內外發(fā)展概況電力設備主要包括以發(fā)電設備和供電設備兩大類，發(fā)電設備主要是電站鍋爐、蒸汽輪機、燃氣輪機、水輪機、發(fā)電機、變壓器等等，供電設備主要是各種電壓等級的輸電線路、互感器、接觸器等等。傳統(tǒng)的巡檢監(jiān)督管理方法難以有效監(jiān)督巡檢人員，導致經常出現(xiàn)由于巡檢不到位、處理不及時而引發(fā)的設備事故。近年來出現(xiàn)一些比較先進和智能化的電力設備巡檢系統(tǒng)。但仍存在以下局限性： 安裝較為復雜，而且長期暴露在野外，容易遭到損壞。單片機的一體化手持巡檢器（簡稱手持機）和基于網絡技術的后臺管理系統(tǒng)組成的智能電力設備巡檢管理系統(tǒng)的原理、結構和設計方案。進入 21世紀后，智能電力設備巡檢系統(tǒng)正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬巡檢控制器和網絡巡檢控制器、研制單片巡檢系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。目前，國外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能巡檢傳感器，所用的是 9~12位 A/D轉換器，分辨力相當高。新型智能巡檢控制器的測試功能也在不斷增強。DS1624 還增加了存儲功能，利用芯片內部 256字節(jié)的 E2PROM存儲器，可存儲用戶的短信息。目前，智能控制器的傳感器的總線技術也實現(xiàn)了標準化、規(guī)范化，所采用的總線主要有單線(1Wire)總線、I2C總線、SMBus 總線和 spI總線。傳統(tǒng)的 A/D轉換器大多采用積分式或逐次比較式轉換技術，其噪聲容限低，抑制混疊噪聲及量化噪聲的能力比較差。Σ－Δ 式 A／D 轉換器不僅能濾除量化噪聲，而且對外圍元件的精度要求低；由于采用了數(shù)字反饋方式，因此比較器5 / 51的失調電壓及零點漂移都不會影響數(shù)據(jù)的轉換精度。在本次畢業(yè)設計中，主要完成以下幾方面的設計目標：1）簡要綜述單片機技術發(fā)展的國內外現(xiàn)狀及在電力設備巡檢或其它巡檢系統(tǒng)的應用情況；2）掌握 MCS51系列某種產品（例如 8031）的最小電路及外圍擴展電路的設計方法；3）了解單片機電力設備巡檢系統(tǒng)的功能及工作過程；4）完成主要功能模塊的硬件電路設計及必要的參數(shù)確定；5）用一種計算機繪圖軟件完成原理電路的繪制；6）完成系統(tǒng)設計說明書 總體設計框圖該電力設備巡檢系統(tǒng)主要有三部分組成：1）8031 單片機基本電路部分； 2）8031 單片機外部程序與數(shù)據(jù)存儲器擴展部分；3）數(shù)據(jù)檢測及數(shù)據(jù)采集部分；相應框圖如圖 所示。單片機的工作過程：單 片 機 自 動 完 成 賦 予 它 的 任 務 的 過 程 ， 也 就 是 單 片 機 執(zhí) 行 程序 的 過 程 ， 即 一 條 條 執(zhí) 行 的 指 令 的 過 程 ， 所 謂 指 令 就 是 把 要 求 單 片 機 執(zhí) 行 的 各 種 操 作用 的 命 令 的 形 式 寫 下 來 ， 這 是 在 設 計 人 員 賦 予 它 的 指 令 系 統(tǒng) 所 決 定 的 ， 一 條 指 令 對 應著 一 種 基 本 操 作 ； 單 片 機 所 能 執(zhí) 行 的 全 部 指 令 ， 就 是 該 單 片 機 的 指 令 系 統(tǒng) ， 不 同 種 類的 單 片 機 ， 其 指 令 系 統(tǒng) 亦 不 同 。 存 儲 器 由 許 多 存 儲 單 元 （ 最 小 的 存 儲 單 位 ） 組 成 ， 就 像 大 樓 房 有 許 多 房 間 組 成 一樣 ， 指 令 就 存 放 在 這 些 單 元 里 ， 單 元 里 的 指 令 取 出 并 執(zhí) 行 就 像 大 樓 房 的 每 個 房 間 的 被分 配 到 了 唯 一 一 個 房 間 號 一 樣 ， 每 一 個 存 儲 單 元 也 必 須 被 分 配 到 唯 一 的 地 址 號 ， 該 地址 號 稱 為 存 儲 單 元 的 地 址 ， 這 樣 只 要 知 道 了 存 儲 單 元 的 地 址 ， 就 可 以 找 到 這 個 存 儲 單元 ， 其 中 存 儲 的 指 令 就 可 以 被 取 出 ， 然 后 再 被 執(zhí) 行 。 現(xiàn) 代 計 算 機 技 術 的 產 業(yè) 革 命 ， 將 世 界 經 濟 從 資 本經 濟 帶 入 到 知 識 經 濟 時 代 。 現(xiàn) 代 電 子 系 統(tǒng) 的 基 本 核 心 是嵌 入 式 計 算 機 系 統(tǒng) (簡 稱 嵌 入 式 系 統(tǒng) )， 而 單 片 機 是 最 典 型 、 最 廣 泛 、 最 普 及 的 嵌 入 式系 統(tǒng) 。 采用 單 片 機 控 制 使 得 儀 器 儀 表 數(shù) 字 化 、 智 能 化 、 微 型 化 ， 且 功 能 比 起 采 用 電