教学楼电力控制系统设计

教学楼电力控制系统设计

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

1前言 (2)

1.1设计意义 (2)

1.2使用现状 (2)

1.3单片机特点 (3)

2电力监控保护的设计 (4)

2.1电力线路保护系统构成相关硬件 (4)

2.2电力线路监控保护系数采样及A/D转换电路 (4)

2.2.1max471芯片介绍 (5)

2.2.2max引脚功能 (6)

2.2.3max471工作原理 (6)

2.2.4max197芯片初步了解 (7)

2.2.5max197芯片简介 (7)

2.2.6特性和引脚功能及控制字简介 (7)

2.3电力线路监控保护数据显示电路 (11)

2.3.1max7219芯片简介 (11)

2.3.2电力线路保护系统显示电路设计 (17)

2.4电力线路保护键盘电路设计 (17)

2.4.1电路设计 (17)

2.4.2功能介绍 (17)

2.5电力线路保护系统开关量输出控制电路设计 (19)

2.5.1开关量输入控制电路 (19)

2.5.2功能介绍 (20)

2.6电力线路保护单片机电源设计 (21)

3电力线路保护系统软件设计 (22)

3.1单片机C51语言的简介 (22)

3.2电力线路保护系统单片机软件总体设计 (23)

3.3T0中断服务程序设计 (24)

3.3.1T0中断服务程序设计原理 (24)

3.3.2T0服务程序C语言代码 (25)

3.4INT1中断服务程序设计 (31)

3.4.1INT中断服务程序设计原理 (31)

3.4.2INT中断服务程序设计C语言代码 (31)

3.5MAIN主程序设计 (36)

3.5.1 MAIN主程序设计原理 (36)

3.5.2MAIN主程序C语言代码 (37)

3.6串行接受及发送程序设计 (46)

3.6.1串行接受及发送程序设计原理 (46)

3.6.2串行接收及发送程序C语言代码 (47)

4结果分析 (49)

5结论与总结 (49)

参考文献 (50)

致谢 (50)

教学楼电力系统监控系统

摘要：本文介绍了用单片机实现电力线路监控保护系统中单片机部分连接电路及程序设计。基于AT89C51单片机，参看各芯片厂商的技术手册，详细介绍了各个功能模块的硬件电路。硬件部分由信号采集处理，线路状态输入、控制，工作电流显示，按键处理，电源处理等环节组成。根据两采样积值算法要求，软件部分用定时中断对电流数据采集。程序包初始化，按键处理，数据采集，信号控制，数据显示等部分组成，还设计了串行通信接口程序，方便与上位机交换数据，以此来实现教学楼的的电力监控保护。

关键词：电力线路保护；单片机；电流速断保护

THE BUILDING POWERSYSTEM MONITORING

Abstract：Power line protection with microcomputer are introduced in this connection parts of MCU system circuit and program design，Based on AT89C51。See the chip vendor's technical manual, detailed introduces the hardware circuit of each function module。Hardware part consists of signal acquisition processing, circuit state input, control, working current, according to the key processing, power handling of such links. According to the two sampling value algorithms require, software part use timer interrupt the current data acquisition. Package initialization, key processing, data acquisition, signal control, data display and other parts, designed the serial communication interface program, easy to exchange data with PC.

Key words：Line protection；singlechip; current quick break protection

1 前言

1.1 设计意义

电力是现代工业生产、民用住宅及企事业单位的主要能源和动力同时呢也是现代

文明的物质基础。没有电力，就没有我国国民经济的现代化。众所周知现代化社会的信息化和网络化都是建立在电气化的基础之上的。另外，随着国家对教育事业的关注和加大投入，各地教学楼的建设也随之增加，相应的对学校的基础设施建设特别是电力设施将提出更大的挑战。因此做好供配电工作对于保证正常学习、工作、生活将有特别重要的意义。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由仅有CPU的专用处理器芯片发展而来[1]，单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。因此单片机地研究前景比较广阔通过这次毕业设计复习和巩固书本上所学到的知识，加强理论与实际相结合的能力，在完成设计的过程中锻炼搜索和遴选有用资料的能力，并通过逐步的完善设计内容提升自己发现问题、解决问题和所学知识的综合应用能力，为今后的工作打好基础。

单片机控制电力线路保护由于具有功能强，维护调试方便等一系列优点，易于管理所以非常受到大众的欢迎，教学楼经常出现无人值守的情况，所以，借重与单片机的应用于管理提高了效率，节约了时间，值得广泛应用。

1.2 使用现状

单片机由仅有CPU的专用处理器芯片发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的8080是最早按照这种思想设计出的处理器，当时的单片机都是8位或4位的[2]。其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。尽管2000年以后ARM已经发