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摘 要:隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)向測量技術(shù)的移植，交流電量參量測量儀器在它的影響下有了新的突破，出現(xiàn)了以微處理器控制的儀表和計(jì)算機(jī)控制的專用儀器系統(tǒng)，它擁有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)運(yùn)算邏輯判斷等功能，實(shí)現(xiàn)了測量過程自動(dòng)化和儀器智能化多功能化。而電參數(shù)的數(shù)據(jù)采集又是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)，何快速準(zhǔn)確地采集系統(tǒng)中各元件的電參數(shù)（電壓、電流）并通過單片機(jī)控制計(jì)算出有功功率、無功功率、視在功率等參數(shù)，是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一個(gè)重要因素。 本論文主要內(nèi)容包括交流電量綜合檢測儀器的主要功能、測量方法、硬件電路、軟件流程等。該儀器采用電流和電壓互感器把強(qiáng)電流信號(hào)和高壓電信號(hào)轉(zhuǎn)變成弱電流信號(hào)和小電壓信號(hào)，通過采樣、多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)把電信號(hào)送入PIC16F886單片機(jī)，由單片機(jī)控制計(jì)算出各參數(shù)，并通過RS485總線把數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)。 該儀器以8 位單片機(jī)PIC16F886 作為核心控制器件，采用同步采樣法測量法及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理方法，具有功能齊全、可靠性高、性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)控制；儀器智能化；采樣；A/D轉(zhuǎn)換
目錄 摘要 abstract 第1章 緒論-1 1.1 課題的背景及重要意義-1 1.2 實(shí)時(shí)電量檢測電路的發(fā)展與現(xiàn)狀-1 1.2.1 國內(nèi)電能表的發(fā)展-1 1.2.2 國外電能表技術(shù)的發(fā)展-2 1.3 課題的主要內(nèi)容-3 1.3.1 實(shí)時(shí)電量檢測電路的功能-3 1.3.2 儀器的主要技術(shù)指標(biāo)-3 第2章 實(shí)時(shí)電量檢測電路的設(shè)計(jì)原理-5 2.1 交流電量參數(shù)的定義-5 2.1.1 交流電壓、交流電流-5 2.1.2 有功功率-6 2.1.3 無功功率-6 2.1.4 視在功率-6 2.2 數(shù)據(jù)采集-7 2.2.1 采樣原理-7 2.2.2 直流采樣與交流采樣-7 2.2.3 交流采樣算法的選擇-8 2.3 本章小結(jié)-8 第3章 硬件電路設(shè)計(jì)-9 3.1 硬件結(jié)構(gòu)-9 3.1.1 硬件模塊-9 3.1.2 電路原理-9 3.2 硬件電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)-10 3.2.1 電流輸入、電壓輸入-10 3.2.2 數(shù)據(jù)采集與計(jì)算-11 3.2.3 單片機(jī)電路-12 3.2.4 與上位機(jī)通信電路-12 3.3 CS5463芯片介紹-13 3.3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)-13 3.3.2 封裝及引腳功能-13 3.3.3 CS5463的工作原理-14 3.3.4 CS5463的通信接口-15 3.3.5 硬件電路設(shè)計(jì)-15 3.4 PIC16F886單片機(jī)系統(tǒng)-16 3.4.1 PIC單片機(jī)的哈佛結(jié)構(gòu)-16 3.4.2 PIC16F單片機(jī)的優(yōu)勢-16 3.4.3 PIC16F886單片機(jī)的封裝和引腳功能-17 3.4.4 電源電路-17 3.4.5 復(fù)位電路-18 3.4.6 時(shí)鐘電路-18 3.5 電壓互感器與電流互感器-18 3.5.1 電壓互感器-19 3.5.2 電流互感器-19 3.6 相關(guān)器件-20 3.6.1 L7805CV型正電壓穩(wěn)壓器-20 3.6.2 通信接口電路RS-485-20 3.7 抗干擾設(shè)計(jì)-21 3.7.1 過壓保護(hù)-21 3.7.2 接地-22 3.7.3 耦合隔離措施-22 3.7.4 印制電路板的合理設(shè)計(jì)-22 3.8 本章小結(jié)-23 第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)-25 4.1 軟件總體設(shè)計(jì)-25 4.2 軟件系統(tǒng)開發(fā)軟件環(huán)境-25 4.2.1 程序調(diào)試軟件-25 4.2.2 諧波分析仿真軟件-26 4.3 程序設(shè)計(jì)思想-26 4.4 程序的模塊化設(shè)計(jì)-27 4.4.1 上電初始化模塊-27 4.4.2 A/D采樣子程序流程框圖-28 4.4.3 基于CS5463計(jì)量模塊的軟件實(shí)現(xiàn)-28 4.4.4 CS5463應(yīng)用中的關(guān)鍵軟件問題-29 4.4.5 控制模塊程序設(shè)計(jì)-29 4.5 程序-30 4.5.1 初始化程序-30 4.5.2 主程序-31 4.6 程序調(diào)試-33 4.7 本章小結(jié)-33 第5章 結(jié)論與展望-35 5.1 結(jié)論-35 5.2 不足之處及未來展望-35 參考文獻(xiàn)-37 致謝-39 |
