基于单片机的漏电报警器的设计.docVIP

机电与车辆工程学院毕业设计 题 目： 基于单片机的漏电报警器的设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 2008级（1）班 姓 名： 孙学斌 学 号： 1609080119 指导教师： 国 海 日 期： 2012年5月30日 基于单片机的漏电报警器的设计 摘 要:漏电报警器是早期探测电气火灾、将电气火灾遏制在萌芽状态的重要设备，能对用户用电过程进行全程监控和保护,提醒人们及早发现和消除电气火灾的隐患,从而保障人身和财产的安全。 本论文设计并实现了一种基于微处理器 PIC16F877A 的漏电报警器。此漏电报警器能准确监控电气线路的短路、漏电、过载、过压、欠压等故障和异常状态,能切断漏电线路上的电源,储存各种故障和操作试验记录,同时还具有来电报警、声光报警的功能。同时,系统还可与火灾报警系统联动,切断非消防电源。 关键词：漏电报警器；单片机；PIC16F877A； 远程监控 目 录 引言 3 1 概况及现状分析 3 1.1国外研究概况 3 1.2 国内研究概况 3 2漏电报警器总体设计 4 2.1 漏电报警器的技术基础 4 2.1.1 漏电报警器的测量算法与分析 4 2.1.2 漏电报警器的保护算法与分析 5 2.2 漏电报警器总体设计 6 2.2.1 总体设计构思 6 2.2.2 主要功能设计 7 3 漏电报警器硬件设计与实现 8 3.1硬件设计原理 8 3.2 PIC16F877A 单元电路 8 3.2.1 微控制器芯片选型 8 3.2.2 PIC16F877A 引脚功能设计 8 3.2.3 时钟电路设计 9 3.2.4 复位电路设计 10 3.3 外围设备接口电路设计 10 3.3.1 人机交互电路设计 10 3.3.2 远程监控模块设计 12 4 漏电报警器软件设计与实现 12 4.1 PIC16F877A 漏电报警器软件设计 12 4.2 远程监控模块软件设计 14 4.3 用户应用程序设计 14 4.3.1 A/D 采样和数据处理任务 14 4.3.2 功能保护任务 15 4.3.3 系统自诊断任务 18 5 总结与展望 20 5.1总结 20 5.2展望 20 致谢 21 参考文献 22 附录一：硬件原理图 24 附录二：程序清单 25 引言 随着国民经济建设的高速发展，大型民用建筑以及高层建筑日益增多，由于低压配电系统中短路、过载、负载接触不良、谐波干扰、漏电、接地故障、灯具和电热器具引燃可燃物等原因，引发的电气火灾逐年剧增，给国家经济和人民生命财产造成巨大的损失。充分了解漏电火灾的危害性，加强对漏电火灾的技术防范措施，已成为当前电气防火工作的重要任务之一。目前，熟悉这一新型报警设备的设计、施工技术人员亦较少，实际工作中遇到的困惑也较多。本文按照国家现行漏电防火规范，对漏电报警器在低压配电系统中的应用进行分析与研讨。力求设计既满足规范要求，又使系统简捷合理实用，逐步达到规范化和标准化。并结合智能漏电继电器的技术性能，使其在应用中更加安全可靠，真正起到漏电防火的重要作用。因此，本课题研究具有重要的理论意义和实用价值[1]。 1 概况及现状分析 1.1国外研究概况 欧洲漏电报警器的发展以家用剩余电流断路器为主，基本上都是电磁式剩余电流断路器。欧洲不带过电流保护的剩余电流断路器近几年的发展趋势是把二极和四极分成两个壳体，使二极剩余电流断路器的体积大为减小：二极宽度为 2 个模数（36mm），四极宽度为 4 个模数（72mm）。代表性的产品有 SIEMENS 公司的 5SM1、5SZ3 系列；ABB 公司的 F360、F370 系列，F＆G 公司的 NFIN 系列等，其最大额定电流为 63A，采用标准导轨式安装方式，接线端子提供接线柱式接线和压板式接线两种方式，适用于安装在配电箱中，可直接用标准母线排与其他电器连接。 带过电流保护的剩余电流断路器近几年的发展趋势，由小型断路器（MCB）和剩余电流动作保护附件组装成剩余电流动作断路器，组装方便灵活，尺寸模数化，标准导轨安装方式，便于在配电箱内安装使用。代表性产品有 SIEMENS 公司的 5SU 系列，ABB 公司的 DS250S，F＆G 公司 FL7 系列，施耐德公司 Vigi C60，Vigi NC100 系列等。 由低压塑壳断路器派生的剩余电流断路器，日本发展较快，以富士电机公司和三菱电机公为代表，均为电子式剩余电流断路器，其产品在世界上处于领先地位。 1.2 国内研究概况