【正文】 電站的自動(dòng)化水平。電力系統(tǒng)運(yùn)行人員的崗位操作技能是影響電力系統(tǒng)安全可靠性的重要因素之一，所以培養(yǎng)一支訓(xùn)練有素、經(jīng)驗(yàn)豐富的運(yùn)行隊(duì)伍對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要，通過培訓(xùn)提高運(yùn)行人員技術(shù)水平成為電力企業(yè)對培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的迫切要求。這些都使運(yùn)行人員難以得到充分訓(xùn)練。變電站主接線仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，能夠全面提高變電站的技術(shù)水平，提高運(yùn)行的可靠性和管理水平，具有顯著的可比優(yōu)越性，是變電站自動(dòng)化的發(fā)展趨勢。變電站模擬屏是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)最基本的子功能系統(tǒng)，涉及到變電運(yùn)行、監(jiān)視控制等方面的內(nèi)容，使變電站的監(jiān)視和控制發(fā)生了根本的變化。該設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為核心進(jìn)行模擬屏設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)完全模仿實(shí)際電路，但不與真實(shí)設(shè)備相連，完全由單片機(jī)程序模擬。還能模擬自動(dòng)重合閘等其他變電站應(yīng)有的功能。1 主要芯片介紹 AT89C51 芯片簡介AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。 AT89C51管腳圖 主要性能參數(shù)4K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年三級加密程序存儲(chǔ)器32個(gè)可編程I/O口線6個(gè)中斷源低功耗的空閑和掉電模式同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。掉電方式保存RAM的內(nèi)容，單振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作指導(dǎo)下一個(gè)硬件復(fù)位。VCC：電源電壓P0口：P0口為一個(gè)8位漏極開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1口管腳寫入“1”后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。RST：復(fù)位輸入。：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。：當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL2：反向振蕩放大器的輸出端。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。 芯片擦除整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 定時(shí)計(jì)數(shù)器AT89C51 內(nèi)部有2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，采用的是加1計(jì)數(shù)器，當(dāng)用作定時(shí)器時(shí)，加1計(jì)數(shù)器每個(gè)機(jī)器周期加1，計(jì)數(shù)脈沖取自外部輸入T0、T1。GATE=0時(shí)與外部中斷無關(guān)，GATE=1時(shí)只有在沒有外部中斷時(shí)才可以啟動(dòng)。定時(shí)控制器TOCN高四位分別為啟動(dòng)控制和溢出中斷標(biāo)志，低四位定義觸發(fā)方式，：TF1TF0TF0TR0IE1IT1IE0IT0其中TF0、TF1為定時(shí)器，0、1為溢出中斷標(biāo)志。IE0、IE1分別為外部中斷，0、1為跳變標(biāo)志位。 MC146818時(shí)鐘芯片介紹MC146818[1]是美國Motorola公司開發(fā)的一種實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。自從MC146818在IBMPC/AT中首次采用以來，它在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用得越來越多，如海洋38HippoVL+等計(jì)算機(jī)主板中均采用該芯片的兼容芯片用于存放系統(tǒng)時(shí)間及配置信息。 主要特點(diǎn)在低頻時(shí)基時(shí)，典型功耗為4到200uW；在高頻時(shí)基時(shí)，典型功耗為4到20mW與微處理器總線兼容，采用總線復(fù)用方式以減少引腳數(shù)目可編程方波輸出信號 芯片管腳及說明 MC146818管腳圖CKFS：時(shí)鐘輸出頻率選擇SQW：方波輸出端AS：復(fù)用地址選通信號：讀寫選通信號：中斷申請，用作輸入到處理器中的中斷申請信號PS：電源檢測 MC146816時(shí)鐘芯片地址分配及各單元的編程MC146816內(nèi)部RAM可以分成兩個(gè)部分。其中00H~09H用于存儲(chǔ)時(shí)間、日歷、鬧鐘信息，0AH~0DH作為狀態(tài)存儲(chǔ)器?？蔀橛脩籼峁┡渲眯畔ⅰ?時(shí)鐘、日歷和鬧鐘單元00H~06H為時(shí)鐘、日歷和鬧鐘單元。這由寄存器B所決定，初始化時(shí)DM位置“1”，采用12/24小時(shí)由24/12位制定。寄存器A： 寄存器A功能UIP其中UIP：表示時(shí)間更新狀態(tài)，是否能讀出，UIP為只讀位~為分頻控制位，用于選擇時(shí)基頻率及在初始化時(shí)使分頻器復(fù)位~：為速率選擇位，用于選擇周期中斷的速率SQW：輸出的方波頻率各位功能如下： 狀態(tài)寄存器B功能SETPIEAIEUIESOWEDM24/12DSESET：“1”時(shí)鐘不斷更新，停止計(jì)時(shí)和初始化，“0”時(shí)鐘每秒更新一次PIE：“1”周期中斷允許位AIE：“1”允許報(bào)警中斷UIE：“1”允許計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)更新結(jié)束中斷SOWE：“1”允許方波輸出，“0”禁止方波輸出DM：“1”時(shí)間數(shù)據(jù)為二進(jìn)制，“0”為BCD禁止24/12：“1”表示24小時(shí)方式，“0”表示為12小時(shí)方式DSE：“1”復(fù)制時(shí)間，“0”非復(fù)制時(shí)間各位的定義如下表： 狀態(tài)寄存器C功能IROFPFAFUF0000IROF：中斷申請標(biāo)志，IROF：DF*PIE+AF*AIE+UF*UIEPF：周期性中斷標(biāo)志位AF：鬧鐘撞斷標(biāo)志，當(dāng)設(shè)置的鬧鐘時(shí)期延時(shí)，AF=1UF：更新終止中斷標(biāo)志位，每個(gè)更新周期結(jié)束，UF=1~：保留“1”表示電源接通，RAM和時(shí)間有效；“0”表示時(shí)鐘已經(jīng)掉電。有2568位靜態(tài)RAM，2個(gè)8位和1個(gè)6位可編程并行I/O接口以及1個(gè)14位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。 8155的引腳 8155各引腳功能說明復(fù)位后，3個(gè)I/O口均為輸入方式。AD0～AD7：三態(tài)的地址/數(shù)據(jù)總線。單片機(jī)與8155之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過這個(gè)總線口傳送的。：讀選通信號，控制對8155的讀操作，低電平有效。：寫選通信號，控制對8155的寫操作，低電平有效。：片選信號線，低電平有效。IO/：8155的RAM存儲(chǔ)器或I/O口選擇線。8155內(nèi)部設(shè)有地址鎖存器，在ALE的下降沿將單片機(jī)P0口輸出的低8位地址信息及，IO/的狀態(tài)都鎖存到8155內(nèi)部鎖存器。 8155的地址編碼及工作方式在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，8155是按外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址的，為16位地址，其高8位由片選線提供，＝0，選中該片。這時(shí)，A、B、C口的口地址低8位分別為01H、02H、03H（設(shè)地址無關(guān)位為0）。C口可工作于基本I/O方式，也可作為A口、B口在選通工作方式時(shí)的狀態(tài)控制信號線。PC0：AINTR（A口中斷請求線）PC2：（A口選通信號）PC4：BBF（B口緩沖器滿信號）命令寄存器只能寫入，不能讀出，命令寄存器的格式如圖616所示。ALT1：A口，B口為基本輸入/輸出，C口為輸入方式。ALT2：A口，B口為基本輸入/輸出，C口為輸出方式。ALT3：A口為選通輸入/輸出，B口為基本輸入/輸出。PC0為AINTR，PC1為ABF，PC2為，PC3為BINTR，PC4為BBF，PC5為。狀態(tài)寄存器的端口地址與命令寄存器相同，低8位也是00H，狀態(tài)寄存器的內(nèi)容只能讀出不能寫入。當(dāng)TIMER IN接外部脈沖時(shí)，為計(jì)數(shù)方式；接系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)，可作為定時(shí)方式。其格式如下： 計(jì)數(shù)長度位 T6963C控制器簡介T6963C液晶顯示控制器[1][6]多用于小規(guī)模的液晶顯示器件，常被裝配在圖形液晶顯示模塊上，以內(nèi)藏控制器型圖形液晶顯示模塊的形式出現(xiàn)[8]。與80 系列8 位微處理器直接接口。內(nèi)部具有128 個(gè)字符的ROM 字符發(fā)生器。6963C 物字體由硬件設(shè)置，其字體有四種：56788。可對8K Byte 的顯示RAM 內(nèi)存操作6963C 的占空比可從1/16 到1/28。：讀、寫選通信號，低電平有效，輸入信號。C/D：通道選擇信號，1 為指令通道，0 為數(shù)據(jù)通道。RESET，HALT：RESET 為低電平有效的復(fù)位信號，它將行、列計(jì)數(shù)器和顯示寄存器清零，關(guān)顯示；HALT 具有RESET 的基本功能，還將中止內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器的工作，以保護(hù)液晶顯示器件。SDSEL：＝1 為單屏結(jié)構(gòu)，＝0 為雙屏結(jié)構(gòu)；SDSEL＝0 為一位串行數(shù)據(jù)傳輸方式，SDSEL＝0 為2 位并行數(shù)據(jù)傳輸方式。MD2，MD3：設(shè)置顯示窗口長度，從而確定了列數(shù)據(jù)傳輸個(gè)數(shù)的最大值，其組合邏輯關(guān)系如下： MD2，MD3的組合邏輯關(guān)系MD31100MD21010每行字符數(shù)32406480 顯示字符的字體選擇FS11100FS01010字體58687888 T6963C指令集T6963C 的初紿化設(shè)置一般都由硬件作為設(shè)置，因此其指令系統(tǒng)將集中于顯示功能的設(shè)置上。每條指令的執(zhí)行都是先送入?yún)?shù)（如果有的話），再送入指令代碼。T6963C 的狀態(tài)字如下所示： T6963C 的狀態(tài)字STA7STA6STA5STA4STA3STA2STA1STA0STA0：指令讀寫狀態(tài) 1：準(zhǔn)備好 0：忙STA1：數(shù)據(jù)讀寫狀態(tài) 1：準(zhǔn)備好 0：忙STA2：數(shù)據(jù)自動(dòng)讀狀態(tài) 1：準(zhǔn)備好 0：忙STA3：數(shù)據(jù)自動(dòng)寫狀態(tài) 1：準(zhǔn)備好 0：忙STA4：未用STA5：控制器運(yùn)行檢測可能性 1：可能 0：不能STA6：屏讀/拷貝出錯(cuò)狀態(tài) 1：出錯(cuò) 0：正確STA7：閃爍狀態(tài)檢測 1：正常顯示 0：關(guān)顯示由于狀態(tài)位作用不一樣，因此執(zhí)行不同指令必須檢測不同狀態(tài)位。當(dāng) MPU 讀/寫數(shù)據(jù)時(shí)，判斷STA2 或STA3 狀態(tài)。STA5 和STA7 反映T6963C 內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)。CGRAM 偏置地址寄存器設(shè)置：設(shè)置了2K CGRAM 在顯示64K 顯示RAM 的高5 位地址（偏置地址），地址的低3 位為行計(jì)數(shù)器值，中間8 位為字符代碼。D1，D2 為該單元地址的低位和高位地址。指令格式為： D1,D2010000N1N0根據(jù) N1，N0的取值不同，該指令有四種指令功能形式： N1，N0的四種指令功能形式N1N0D1D1指令代碼功 能00低字節(jié)高字節(jié)40H文本區(qū)首址01字節(jié)數(shù)00H41H文本區(qū)寬度（字節(jié)數(shù)/行）10低字節(jié)高字節(jié)42H圖形區(qū)首址11字節(jié)數(shù)00H43H圖形區(qū)寬度（字節(jié)數(shù)/行）文本區(qū)和圖形區(qū)首地址對應(yīng)顯示屏左上角字符位或字節(jié)位，修改該地址可以產(chǎn)生卷動(dòng)效果。文本區(qū)寬度（字節(jié)數(shù)/行）設(shè)置和圖形區(qū)寬度（字節(jié)數(shù)/行）設(shè)置用于調(diào)整使用的有效顯示窗口寬度，表示每行可有效顯示的字符數(shù)或字節(jié)數(shù)。需說明的是當(dāng)硬件設(shè)置68 字體時(shí)，圖形顯示區(qū)單元的低6 位有效，對應(yīng)顯示屏上61 顯示位。N3＝0 為CGRAM，由于CGRAM 字符代碼為此00H－7FH，因此選用80－FFH 字符代碼時(shí)，自動(dòng)選擇CGRAM。其中的文本特征方式是指將圖形區(qū)改為文本特征區(qū)，該區(qū)大小與文本區(qū)相同，每個(gè)字節(jié)作為對應(yīng)的文本區(qū)的每個(gè)字符顯示的特征，包括字符顯示與不顯示、字符閃爍及字符的“負(fù)向”顯示。文本特征區(qū)內(nèi)，字符的文本特征碼由一個(gè)字節(jié)的低四位組成，即： 字符的文本特征碼D7D6D5D4D3D2D1D0****d3d2d1d0d3：閃爍控制位，d3＝1 為閃爍，d3＝0 為不閃爍，d2～d0的組合如下： d2～d0的組合功能d2d1d0顯示 效 果000正向 顯 示101負(fù)向 顯 示011禁止顯示，空白顯示開關(guān)，指令格式如下： 顯示開關(guān)的指令格式1001N3N2N1N0N0：1/0，光標(biāo)閃爍啟用/禁止N1：1/0，光標(biāo)顯示啟用/禁止N2：1/0，文本顯示啟用/禁止N3：1/0，圖形顯示啟用/禁止光標(biāo)形狀選擇，指令格式如下： 光標(biāo)形狀選擇的指令格式10110N2N1N0光標(biāo)形狀為8 點(diǎn)（列）N 行，N 的值為0－7H，由N2N0 確定。自動(dòng)讀/寫結(jié)束后，必須寫入自動(dòng)結(jié)束命令以使T6963C 退出自動(dòng)讀/寫狀態(tài)，開始接受其它指令。地址指針應(yīng)在圖形