AVR单片机实现的电力参数测量装置.pdf

淼第0．55期 ，叫m挚0；}Hch戛叫≮咖慧报Coil。萨 2黼．’2lo。∞B AV蝉片机实现的电力参数测量装置 孙佐 (东南大学电气工程系，南京210096； 池州师范专科学校机电工程系，安徽池州247000) 【摘要】介绍一种新型的由AvR单片机AT90S8535构成的电力参数测量装置。详细描述了该装置的硬件结构和软 件模块。 【关键词1单片机AT90S8535；电力参数；A／D转换；通信 1啐,1tt分类号】TM988，TP368．1【文献标识码】A 【文章编号】1008-7710(2006)05-0037-03 结束指令。 在传统的电力参数测量系统中，多采用805l、80c196 等普通单片机作为微控制器。由于其指令周期长、在高速 以AT90S8535单片机为核心的电力参数测量系统的 采样和实时性方面受到一定的限制。 硬件框图如图1所示。由单片机AT90S8535、交流采样及 随着微电子技术的不断进步，AVR单片机技术体现了A／D转换模块、LCD液晶显示、键盘与上位机通信等模块 组成。 单片机集多种器件(包括看门狗、FLASH程序存储器、 1．1单片机AT90S8535 EEPROM、同，异步串行口、A／D转换器、定时器，计数器 等)和多种功能(增强可靠性的复位系统、降低功耗抗干 扰的休眠模式、品种多门类全的中断系统、具输入捕获和 AVR增强性能、RISC结构的、低功耗、CMOS技术的微控 比较匹配输出等多样化功能的定时器／计数器、具替换功 制器，在省电性能、稳定性、抗干扰性及灵活性方面都更加 能的I／0端口……)予一身，从“片自为战”向片上系统过周全和完善，是一种高性能、低功率的8位AVR微控制 渡的发展方向。 器。内带ADC，不仅对一般的开关量、模拟置检测及控制， 还可对多路模拟信号直接进行交流采样及数据处理。微控 本文将详细介绍高速AVR微控制器AT90S8535在电 力参数测量系统中的应用和软件的实现。 制器内部还有硬件看门狗定时器，在软件中可通过设置看 I系统构成 门狗指令保证软件的正常运行。 在电力监测仪表中，测量的电力参数通常有以下几 AT9058535微控制器芯片的晶振选择范围为8MHz以 种：电流(A)、电压(V)、功率(KW)、电度(KWh)、无功功 率(1(v盯)、无功电度(Kvarh)、功率因数(c啪巾)、频率(}I对、无 论对于单相两线系统、三相三线系统还是三相四线系统，采 用的方法是将一次电压和电流信号经过一次电压和电流 互感器变成标准的电压信号和电流信号，然后经过二次电 压和电流互感器变成l～2mA的电流信号，经过取样电阻 获得幅度为0．5V的交流电压信号，由微控制器进行交流 采样，计算出上述电力参数。最后将计算结果在lED上显 示，并上传至上位机。上位机和键盘都可以发出采样计算 图1系统硬件框图 收稿日期：2006-07-31 作者简介：孙佐(1965一)．男，池矾师范专科学校机电工程系高级实验师．东南大学电气工程系在职硕士研究生．主要研究方向为微机 洲控、电力电子与电力传动。 37 万方数据 下，片内有512字节的EEPROM(使用寿命为10万次)及据时，先读ADCL，后读ADCH。 512字节的内部SRAM。有8k字节可下载的Flash存储器，1．3与PC机通信的模块及串行接口UART 大多数指令