高压真空断路器电压智能监测装置设计例析.doc

....................大学 合作教育产品开发总结材料 题 目：高压真空断路器电压智能监测装置 院 系：电气与控制工程学院 学生姓名： 指导老师：  摘要 众所周知,电能是现如今保障经济发展和和技术进步最为关键的能源形式,而且正是由于工业技术的快速发展,导致了电网供电电压过高或过低引起用电设备被损坏的现象时有发生，一、设计要求： 1 二、系统组成及工作原理 1 2.1、系统设计流程 1 2.2、变压整流电路 1 2.3、A/D采样及转换电路 1 2.3.1、AD0809简介 2 2.3.2、AD0809与51单片机的连接 3 2.4、单片机处理显示电路 3 2.4.1、AT89C51简介 3 2.4.2、复位电路 3 2.5、报警电路 3 2.6、显示电路 3 三、硬件方案电路设计 3 3.1、方案比较 3 3.1.1、方案一 3 图3.1.1 系统流程图（AD736） 3 3.1.2、方案二 3 3.1、变压整流电路 3 3.2、AD采样电路 3 3.3、单片机处理及显示电路 3 3.4、复位电路 3 3.5、报警电路 3 四、软件设计 3 4.1、结构功能设计 3 4.2、算法设计 3 4.3、程序流程 3 五、实验调试和测试结果与分析 3 5.1、软件部分 3 5.1、硬件部分 3 七、参考文献 3 附录一 原理图 3 附录二 程序代码 3  一、设计要求： （1）利用单片机实现对电网电压的监测 （2）电压检测范围AC160V-AC260V （3）实时显示，超出检测范围发出报警信号 二、系统组成及工作原理 2.1、系统设计流程 所以系统分为4个部分:交流电压变压整流电路、A/D采样及转换电路、单片机处理显示电路和报警电路。 2.2、变压整流电路 因为民用交流电压的范围远远大于 A/D 转换芯片所能接受的范围 ,实验表明 ,该电路的功能主要是把民用交流电压经过降压、整流滤波和调压等步骤得到低值（+5V）的直流模拟量 ,供给A/D转换芯片采样。技术难点就是要能使交流电压与直流电压成线性关系。电路采用Π形滤波电路如图2.2所示。 图2.2 变压整流电路（模拟量输入电路） 2.3、A/D采样及转换电路 对“模拟量输入电路”中提供的直流模拟量进行采用 ,完成从模拟到数字(A/D)的转换功能 ,并把所得的结果提供给单片机。 本次设计采用的是AD0809采样芯片。 2.3.1、AD0809简介 AD0809 的逻辑结构 　　 ADC0809 是8 位逐次逼近型A/D转换器。它由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8 路模拟量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D 转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 图2.3.1 AD0809引脚图 AD0809 的工作原理 　　IN0－IN7：8 条模拟量输入通道 　　 ADC0809 对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4条 　　 ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A， B，C 三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的 　　通道的模拟量进转换器进行转换。A，B 和C 为地址输入线，用于选通IN0－IN7 上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。C B A 选择的通道 A B C 通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 　　 数字量输出及控制线：11 条 　　 ST 为转换启动信号。当ST 上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D 转换；在转换期间，ST 应保持低电平。EOC 为转换结束信号。当EOC 为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D 转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0 为数字量输出线。CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。 3 、ADC0809 应用说明 　　 ADC0809 内部带有输出锁存器，可以与AT89S51