单片机监测交流电压报警系统设计

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《电子技术课程设计》任务书

1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

基于单片机交流电压检测报警。

1.1技术要求与工作要求

a、可以对民用电压进行检测的

b、超出设定电压范围会自动报警

c、报警采用声光两种方式

d、利用仿真软件对硬件电路仿真；

e、检测边界：交流电压190.3伏至240.4 伏

2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：设计电路，编写程序，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于5000字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用proteus软件绘出原理图,器件的选择要有计算依据。

3．主要参考文献：

2 何立民.单片机应用系统设计.北京航天航空大学出版社 ,1999

3 张洪润等.单片机应用技术教程.清华大学出版社 ,1997

4 张毅刚等.MCS- 51单片机应用设计.哈尔滨工业大学出版社 ,1997

5 王长胤等.单片单板机原理与应用.武汉大学出版社 ,1993

6 何立民.单片机高级教程.北京：北京航空航天大学出版社，2004

7 何立民.I2C总线应用系统设计. 北京：北京航空航天大学出版社，2004

8 潘琢金等.C8051F×××高速SOC单片机原理及应用.北京:北京航空航天大

学出版社，2002

9 李群芳等.单片微机计算机与接口技术.北京:电子工业出版社，2001 4．课程设计工作进度计划：

序

号

起迄日期工作内容

1 2010.12.15

布置任务，教师讲解设计方法及要求

2 学生查找阅读资料，初定方案,小组会议讨论并确定方案

3

硬件电路设计及程序编写

4

仿真、实验并写说明书，小组讨论

5 2010.12.31

答辩

主指导教

师

肖金凤老师日期：2010 年 12 月 13 日

前言

本次单片机课程设计，我所选的题目是关于民用电压异常报警的。具有一定的实用功能，且生产方便。该报警系统对交流电路进行实时的采样 ,一旦电压高于或低于设定的正常阈值 ,系统就会触发报警动作 ,提醒人们做出相应措施。系统在设计上采用了AT89C51 单片机作为控制器 ,采用了 TI公司的新产品串行口A/D转换芯片 TLC1543作为接口芯片。使系统具有体积小 ,功能强 ,功耗小 ,设计电路简单易于调试等特点。

摘要:

本文是单片机的一个设计性实验 ,以AT89C51作为核心控制元件，是一个用于监测民用220V交流电压的系统,该系统能实时采样并对交流电压正常 ,如果所测量的电压偏高 ,或偏低做出相应的灯光显示和声音报警。

关键词:单片机;交流电压监测;程序;报警

Abstract

this article is a single chip design experiment, with AT89C51 as the core control device, is a for monitoring civil 220V ac voltage of the system, the system can real-time sampling and ac voltage normal, if the measurement of voltage on the high side, or low make corresponding light display and alarm.

Keywords: SCM, Ac voltage monitoring; Program; alarm

1、系统的硬件电路 (6)

1.1、电源电路 (6)

1.2、模拟量输入电路 (6)

1.2.1、上拉电阻 (7)

1.4、单片机处理电路 (10)

1.4.1、at89c51简介 (10)

1.4.2、复位电路 (12)

1.5、软件环境 (13)

1.6、报警电路 (15)

2、交直流电压对照表 (16)

3、软件设计 (16)

3.1、TLC1543进行采样、A/D转换的程序 (17)

3.2、制报警器的程序 (20)

3.4、总的程序 (22)

4、结束语 (25)

参考文件： (26)

1、系统的硬件电路

系统分为 5 个部分:电源电路(电路略) 、模拟量输入电路、A/D 转换电路、单片机处理电路和报警电路。各电路功能如下:

1.1、电源电路

将民用交流电压转换成系统器件正常工作的电压 ,为 TLC1543、AT89C51和报警电路等提供工作电源。该电路采用了变压器、二极管等器件构成稳压电源 ,稳压性能良好 ,约为 +5V。

1.2、模拟量输入电路

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。

图1.1滤波电路

1.2.1、上拉电阻

1、当TTL电路驱动COMS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平（一般为3.5V），这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。

2、OC门电路必须加上拉电阻，才能使用。

3、为加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。

4、在COMS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。

5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。

6、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。