基于AT89C52单片机实现多路闭环测量控制的设计

作者:亚搏 发布时间:2021-01-04 19:13

  多功能电量控制器是一种为配电系统、自动化控制系统配套使用的智能控制器,用于监测、功率因数等参数,配合电动控制的低压电器可以实现对电路的自动控制,根据要求可以提供各种保护功能。作为一种

  对系统中需要被监控的支回路或来自供电、用电的各电气参量进行实时监测,自动跟踪被监控电路的变化,自动优化选定供电、配电方式。提供与计算机通讯的接口,为此可以由计算机管理有关信息的输入、输出、指导设备工作的计算功能,使设备及应用具有较高的性能和智能。

  多功能电量控制器是以单片机为核心配置输入输出接口电路的智能仪器,其结构如图1所示。

  系统采用薄膜键盘及提供人机对话功能。用户可以通过键盘对仪表的输入、输出、报警及控制方式进行设置。有专用参数对修改参数作有限度的限制,可以有效防止现场工人误操作导致参数错误而造成不良后果。多功能电量控制器的功能:

  3)可与计算机通信,实现数据记录、统计分析、打印等功能。多功能电量控制器的主要技术指标:监控电压:交流380V(配互感器可用于交流660V),直流220V;

  由电流输入通道及电压输入通道组成,电流通道配备电流传感器,可以接收外部0~630A的电流输入,超过630A由外部设置互感器转换成适合输入的电流。电压通道配备电压传感器对外部输入电压进行转换,超过380V的由外部设置互感器转换成380V以下输入。内部的电流、电压传感器将外部输入的电流、电压转换成0~5V直流电压,供A/D转换之用。

  A/D转换部分电路由单片12位二进制串行分频器CD4040和单片模数转换器ICL7135构成。单片机AT89C52的ALE通过CD4040分频供给ICL7135所需的时钟。当ICL7135进行模数转换时,BUSY信号为高电平,转换结束时BUSY为低电平。将ICL7135的BUSY和POL分别与单片机的INT0和T1连接,程序将INT0设成门控方式工作,即当INT0脚为高电平时,T1工作在计时方式来计算高电平的时间。ICL7135进行模数转换与时间成比例关系,应用T1、ALE与系统时钟频率之间的比例关系,可以计算出要转换的结果。

  AT89C52是8位低功耗高性能CMOS单片机,具有8kB内部FLASHMEMORY存储器,256字节内部RAM,32个I/O口。多功能电量控制器采用非易失性存储器AT24C04,作为设定参数及有关测量数据的存储,数据保存时间长(不低于10年),在各种恶劣环境下运行,数据不会丢失。

  AT89C52能与计算机通讯使得智能电量控制器的测量数据可以由计算机保存、分析和打印。

  多功能电量控制器采用异步串行通讯接口,接口电平符合RS232C或RS485标准规定。数据格式为1个起始位,8位数据,无校验位,1个或2个停止位。

  多功能电量控制器采用程序控制选择继电器开关输出或SSR电压输出。程序控制选择SSR电压输出时,AT89C52的P1.1给出高电平信号,P1.0给出低电平信号,则SSR驱动电路选通,给出SSR驱动信号;当SSR电流大于额定电流时,SSR被关断,SSR电压输出控制电路主要由OP07构成(如图2)。该驱动电路可与不同规格的SSR配合使用,性能稳定可靠。

  系统根据输入量,以及设计的给定值进行比较,确定对输出通道的控制,形成闭环控制。配有通讯接口电路,可以和其它计算机通讯,进行数据交换,给网络化、远程化、数字化提供方便。

  本控制器的输入物理量为电流与电压,监控多条回路,故分别将每一回路的电压、电流、功率因数等参数进行显示。通过按键可以对控制方式进行编程,根据人工设置的上下限进行声光报警提示,并将数值闪烁显示。

  软件设计采用模块程序设计方法。一个模块可被多个任务共享,有效节省程序存储空间,也便于设计和调试。采用参数输入容错技术提高可靠性并且满足精度要求,除了必要的硬件抗干扰措施外。充分利用了软件抗干扰的优势,提高控制器的性价比。

  主程序包括初始化程序,键盘扫描程序及数值显示程序,由于数值及状态显示采用液晶模块,所以采用液晶显示驱动程序。

  设置程序为用户提供参数设置所需要的人机对话环境,具有参数输入的容错功能,以保证正确的输入参数。监控程序调度指挥有关子程序完成相关工作,实施一种闭环控制系统。对相关误差进行动态校正,获得较高精度的控制输出,给予被检测的物理量准确定量的表述。

  监控程序包含有抗干扰程序、实时监控程序,数据交换通讯程序等子程序。采用数字调零技术减小测量附加误差,提高仪器的精度。

  本文作者创新点:本设计以单片机AT89C52为核心,利用多路转换器构成多路测量电路,利用放大器OP07构成输出电路,实现多路一一对应的闭环测量控制。经实践证明:系统生产可模块化,根据产品需要可增减系统信号采样通道的数目。测控系统可作为整机适用于现场测量控制应用,也可作为控制模块应用在体积小、测量精度要求较高的大型系统中。产品适用范围广,低成本、高效益。

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  高电流FET驱动输出 在宽电池电压范围内工作: 5 V至18 V 参数 与其它产品相比 PWM控制器和谐振控制器   Frequency (Max) (kHz) Features Rating Operating temperature range (C) Package Group Package size: mm2:W x L (PKG)   UCC2305-Q1 200     Soft Switching     Automotive     -40 to 105     SOIC 28     28SOIC: 184 mm2: 10.3 x 17.9 (SOIC 28)    ...

  LM25180-Q1 具有 65V、1.5A 集成功率 MOSFET 的 42V 输入电压 PSR 反激式转换器

  LM25180-Q1是一款初级侧稳压(PSR)反激式转换器,在4.5V至42V的宽输入电压范围内具有高效率。隔离输出电压采样自初级侧反激式电压,因此,无需使用光耦合器,电压基准或变压器的第三绕组进行输出电压稳压。凭借高度的集成性,可实现简单可靠的高密度解决通过采用边界导电模式(BCM)开关,可实现紧凑的磁解决方案以及优于±1%的负载和线V功率MOSFET能够提供高达7W LM25180-Q1转换器简化了隔离式直流/直流电源的实施,且可通过可选功能优化目标终端设备的性能。器件通过一个电阻器来设置输出电压,同时使用可选的电阻器通过抵消反激式二极管的压降热系数来提高输出电压精度。其他功能包括内部固定或外可编程软启动,可实现更高效率的可选偏置电源连接,用于可调节线路UVLO的精密使能输入(带迟滞功能),间断模式过载保护和带自动恢复功能的热关断保护。 LM25180-Q1符合汽车AEC-Q100 1级标准,并且采用引脚间距为0.8mm且具有可湿性侧面的8引脚WSON封装。 特性 符合面向汽车应用的AEC-Q100标准 器件温度等级1:-40℃至125℃的环境温度范围 专为可靠耐用的应用而设计 4.5V至42V的宽输入电压...

  SN74GTLPH1655 16 位 LVTTL 到 GTLP 可调节边缘速率通用总线位UBT ??提供LVTTL到GTLP和GTLP到LVTTL信号电平转换的收发器。它被划分为两个8位收发器,并允许透明,锁存和时钟模式的数据传输。该器件提供以LVTTL逻辑电平工作的卡与以GTLP信号电平工作的背板之间的高速接口。高速(比标准LVTTL或TTL快约三倍)背板操作是GTLP降低输出摆幅( 可变边沿速率控制(ERC)输入为分布式负载中的最佳数据传输速率和信号完整性选择GTLP上升和下降时间 I off ,上电三态和BIAS V CC 支持实时插入 A端口数据输入上的总线保持 分布式V CC

  和GND引脚最大限度地降低高速开关噪声 闩锁性能超过100 JESD 78,Class II ESD保护超过JESD 22 2000-V人体模型(A114-A) 200-V机器型号(A115-A) 1000-V充电设备模型(C101) OEC,TI,TI-OPC,UBT和Widebus是德州仪器公司的商标。 参数 与其它产品相比 GTL/TTL/BTL/ECL 收发器/转换器   Technology Family VCC (Min) (V) VCC (Max) (V) Bits (#) Voltage (Nom) (V) F @ N...

  SN74GTLP21395 具有独立 LVTTL 端口、Fdbk 路径和可选择极性的双路 1 位 LVTTL/GTLP 可调节边沿速率总线线总线收发器,提供LVTTL到GTLP和GTLP到LVTTL信号 - 应用程序的级别转换,例如主时钟和辅助时钟,需要单独的输出启用和真/补控制。该器件允许透明和反向透明的数据传输模式,具有独立的LVTTL输入和LVTTL输出引脚,为控制和诊断监控提供反馈路径。该器件提供以LVTTL逻辑电平工作的卡与工作在GTLP信号电平的背板之间的高速接口,专为与德州仪器3.3-V 1394背板物理层控制器配合使用而设计。高速(比标准LVTTL或TTL快约三倍)背板操作是GTLP降低输出摆幅( Y输出设计用于吸收高达12 mA的电流,包括等效的26- 电阻器可减少过冲和下冲。 GTLP是德州仪器(TI)衍生的Gunning收发器逻辑(GTL)JEDEC标准JESD 8-3。 SN74GTLP21395的交流规格仅在优选的较高噪声容限GTLP下给出,但用户可以灵活地在GTL上使用该器件(V TT = 1.2 V且V REF

  = 0.8 V)或GTLP(V TT = 1.5 V且V REF = 1 V)信号电平。有关在FB + /BTL应用中使用GTLP器件的信息,请参阅TI应用报告,德州仪器GTLP常见问题解答,...

  SN74GTLP1394 具有独立 LVTTL 端口、反馈路径和可选择极性的 2 位 LVTTL 到 GTLP 可调节边沿速率总线线总线收发器,可提供LVTTL至GTLP和GTLP至LVTTL信号 - 级别翻译。它允许透明和反向透明的数据传输模式,具有独立的LVTTL输入和LVTTL输出引脚,为控制和诊断监控提供反馈路径。该器件提供以LVTTL逻辑电平工作的卡与工作在GTLP信号电平的背板之间的高速接口,专门设计用于与德州仪器1394背板物理层控制器配合使用。高速(比标准LVTTL或TTL快约三倍)背板操作是GTLP降低输出摆幅( = 0.8 V)或GTLP(V TT = 1.5 V且V REF = 1 V)信号电平。 通常情况下,B端口以GTLP信号电平工作。 A端口和控制输入工作在LVTTL逻辑电平,但具有5 V容差,并兼容TTL和5 V CMOS输入。 V REF 是B端口差分输入参考电压。 该器件完全指定用于使用I off 的上电插入应用,上电3 -state和BIAS V CC 。 I off 电路禁用输出,防止在断电时损坏通过器件的电流回流。上电和断电期间,上电三态电路将输出置于高阻态,从而防止驱动器冲突。 BIAS V CC 电路对B端口输入/输出连接进行预充电和预处理,防止在插入或拔出卡时干扰背板上的有效数...

  SN74GTL1655 可带电插入 16 位 LVTTL 到 GTL/GTL+ 通用总线 mA),低输出阻抗(12 )16位UBT ??提供LVTTL-to-GTL /GTL +和GTL /GTL + -to-LVTTL信号电平转换的收发器。该器件被划分为两个8位收发器,并结合了D型触发器和D型锁存器,以实现类似于?? 16501功能的透明,锁存和时钟数据传输模式。该器件提供以LVTTL逻辑电平工作的卡与以GTL /GTL +信号电平工作的背板之间的接口。高速操作是减少输出摆幅(

  SN74GTL2007 12 位 GTL-/GTL/GTL+ 至 LVTTL 转换器

  SN74GTL2007是一个12位转换器,用于连接3.3V LVTTL芯片组I /O和Xeon。处理器GTL- /GTL /GTL + I /O.该器件专为双处理器应用中的平台运行状况管理而设计。 特性 作为GTL- /GTL /GTL +运行至LVTTL或LVTTL至GTL- /GTL /GTL +转换器 系列终止TTL输出30 闩锁测试完成JEDEC标准JESD 78 根据JESD测试的ESD性能22 2000-V人体模型(A114-B,II类) 200-V机器模型(A115- A) 1000-V充电设备型号(C101) 所有商标均为其各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比 GTL/TTL/BTL/ECL 收发器/转换器   Technology Family VCC (Min) (V) VCC (Max) (V) Bits (#) Voltage (Nom) (V) F @ Nom Voltage (Max) (Mhz) ICC @ Nom Voltage (Max) (mA) tpd @ Nom Voltage (Max) (ns) IOL (Max) (mA) IOH (Max) (mA) Schmitt Trigger Operating Temperature Range (C) Pin/Package   var link = zh_CN_folder_p_quick_link_description_features_parametri...

  SN74GTL3004提供可选的GTL参考电压(GTL V REF )。可以使用S0和S1选择引脚调整GTL V REF 的值。 S0和S1引脚包含毛刺抑制电路,具有出色的抗噪性。悬空时,S0和S1控制输入引脚具有100kμ上拉,将GTL V REF 默认值设置为0.67×V TT 比例(S0 = 1且S1 = 1)。 特性 V DD 范围:3.0 V至3.6 V V TT

  范围:1 V至1.3 V 提供可选择的GTL V REF 0.615×V TT 0.63×V TT 0.65×V TT 0.67×V TT ±1%电阻比容差 环境温度范围:-40°C至85°C ESD保护超过以下水平测试(按JESD-22测试): 2500-V人体模型(A114-B,II类) 250-V机器模型(A115) -A) 1500 V充电设备型号(C101) 参数 与其它产品相比 GTL/TTL/BTL/ECL 收发器/转换器   Technology Family VCC (Min) (V) VCC (Max) (V) Voltage (Nom) (V) F @ Nom Voltage (Max) (Mhz) ICC @ Nom Voltage (Max) (mA) Schmitt Trigger Operating Temperature Range (C) Pin/Package ...

  SN74GTL2014是一款4通道转换器,用于连接3.3V LVTTL芯片组I /O与Xeon处理器GTL- /GTL /GTL + I /O。 SN74GTL2014在所有端子上集成了ESD保护单元,并且采用TSSOP封装(5.0mm×4.4mm)。器件在自然通风环境下的额定工作温度范围为-40°C至85 °C。要了解所有可用封装,请见数据表末尾的可订购产品附录。 特性 可用作GTL- /GTL /GTL +至LVTTL转换器或LVTTL至GTL- /GTL /GTL +转换器

  LVTTL输入最高可承受5.5V电压,允许直接访问TTL或5V CMOS GTL输入/输出工作电压高达3.6V,这使得器件可在高压开漏应用中使用 VREF可降至0.5V,以实现低电压CPU使用率 支持局部断电 锁断保护超过500mA,符合JESD78规范的要求 封装选项:TSSOP14 -40°C至+ 85°C工作温度范围 所有端子上具备静电放电(ESD)保护 2000V人体模型(HBM),JESD22-A114 1000V充电器件模型(CDM),IEC61000-4-2 应用

  服务器 基站 有线通信 所有商标均为其各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比 GTL/TTL/BTL/ECL 收发器...


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