基于单片机的漏电保护器的研究

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本科生毕业论文（设计）

题目：基于单片机的漏电保护器的研究

学习中心：重庆万州奥鹏学习中心

层次：专科起点本科

专业：电气工程及其自动化

年级： 2013年秋季

学号： ************

学生：

指导教师：**

完成日期： 2014年05月20日

内容摘要

基于单机片技术以中性点接地供电系统为例，阐述了漏电保护的概念及其重要性；通过对漏电保护特性的研究分析，给出了单片机实现漏电保护系统的信号采集、处理与控制保护的硬件电路实现，提出了切实可行的软件设计方案，并通过对漏电动作电流和时间等相关参数的整定与输出控制，最终达到安全用电的目的。

关键词：漏电保护器；电流型；单片机

目录

内容摘要 (2)

引言 (4)

1 绪论 (5)

1.1 漏电保护器的研究背景及意义 (6)

1.2 国内外发展情况 (6)

2 单片机简介 (8)

2.1 单片机及其应用系统 (8)

2.2 单片机的分类 (8)

2.2.1 按字长分 (8)

2.2.2 按控制要求分 (9)

2.2.3 按制造工艺分 (9)

3 漏电保护器简介 (10)

3.1 漏电保护器的分类 (10)

3.2 漏电保护器的作用 (11)

3.2.1 防止人身触电 (11)

3.2.2 防止漏电引起的火灾 (12)

3.2.4 降低对保护接地电阻的要求 (12)

3.3 漏电保护器的工作原理 ............................................... 1错误!未定义书签。

4 漏电保护器的硬件设计 (14)

5 漏电保护器的软件设计 (18)

6 结论和展望 (22)

参考文献 (23)

引言

目前国家已经制定相应标准, 要求在建筑中必须使用漏电保护器。低压电网的触电、漏电保护已经引起我国各用电部门及劳动保护部门的高度重视，建立科学的完善的触电、漏电保护体系已迫在眉睫。

1 绪论1.1 漏电保护器的研究背景及意义

1.2 国内外发展情况

2 单片机简介

单片机(Single Chip Micro Controller)是单片微型计算机的简称。微型计算机的两大分支之一，是以发展面向对象的用于实时测控领域的微控器(Micro Controller Unit)。单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，几乎把微型计算机系统的各功能模块都集成在同一块芯片上，完成整个系统的功能，实现“系统单片机”。其最基本特征是体积小、功耗低、运行可靠和价格低廉，使其得到了广阔的应用前景及更强的生命力。近些年来，单片机发展迅速，涌现出了许多高性能新型机种。在智能机器人、数控车床、工业控制、智能仪表仪器、信息通信、交通、航运、家电、汽车等诸多领域中取得了广泛的应用。几乎很难找到哪个领域没有单片机的足迹。特别是单片机嵌入(隐藏或埋藏之意)式系统的开发与应用，标志着计算机技术发展史上又一个新的里程碑。

通过本章的学习应熟悉计算机中的数制和编码，了解80C51系列单片机的概念、特点、发展及应用领域，理解典型单片机系列的基本情况。

2.1 单片机及其应用系统

单片机是指集成在一个芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件，包括CPU (Central Processing Unit )、随机存取存储器RAM ( Random Access Memory ) ,只读存储器ROM (Read-OnlyMemory)、基本输入/输出(Input/Output)接口电路、定时器/计数器等部件都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机，从而实现微型计算机

的基本功能。

单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入/输出、显示、控制等外围电路和软件，能实现一种或多种功能的实用系统。单片机应用系统由硬件和软件两部分组成，硬件是应用系统的基础，软件则在硬件的基础上对其资源进行调配和使用，从而完成应用系统所要求的控制任务，二者缺一不可。

2.2 单片机的分类

目前单片机品种很多，至少有五十多个系列、三百多个品种。可按以下方式进行分类:

2.2.1 按字长分

NEC公司的UPD75XX系列、NS公司的COP400系列、夏普公司的SMXX系列；Intel公司的MCS-48系列和MCS-51系列列、Microchip公司的PIC 16CXX系列PICI7CXX系列以及PIC1400系列、Motorola公司的M68HC05系列和M68HC 11系

列、Zilog公司的z8系列；Intel公司的MCS-96/98系列、Motorola公司的M68HC 16系列、NS公司的783XX系列；Hitachi公司的SuperH(简称SH)系列等等。

2.2.2 按控制要求分

(1) 通用型——通用型单片机是一种基本芯片，它内部资源比较丰富，性能全面且适用性强，能覆盖多种应用需求。用户根据需要，可设计一个以通用单片机芯片为核心再配以其他外围电路的测控系统。

(2) 专用型——专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机，例如，电度表和IC卡读写器上的单片机等。专用型单片机针对性强且数量巨大，对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了全面的考虑，所以专用单片机具有十分明显的综合优势。

2.2.3 按制造工艺分

(1) HMOS工艺—高密度短沟道MOS工艺，具有高速度、高密度的特点。

(2) CHMOS(或HCMOS)工艺——互补的金属氧化物的HMOS工艺，是CMOS与HMOS 的结合，具有高密度、高速度、低功耗的特点。