基于AT89C51的频率和功率因数的测量

目录

前言 (1)

1 绪论 (2)

1.1论文的选题背景 (2)

1.2论文的研究意义 (3)

1.3国内外现状 (3)

1.4本课题的主要工作及内容安排 (4)

2.方案论证 (5)

3 基础知识 (6)

3.1AT89C51单片机性能 (6)

3.2触发器74LS74 (10)

3.3定时器/计数器 (10)

3.4中断系统 (13)

3.5LCD1602液晶显示 (16)

4系统软件设计 (17)

4.1系统软件的编译环境 (17)

4.2系统软件总流程图 (20)

5系统的硬件设计 (23)

5.1输入整形电路 (24)

5.2AT89C51主控制器模块 (25)

6总结与展望 (28)

6.1总结 (28)

6.2展望 (28)

基于AT89C51的频率和功率因数的测量

陈强（指导教师：张先鹤）

（湖北师范学院机电与控制工程学院，中国黄石 435002）

摘要：在电力系统管理过程中，有必要对功率因数和频率进行实时、准确的测量。电参量监测系统能详细记录电力系统运行过程中的电能质量指标、监测电能质量污染源，从而为电网电能质量的治理和改善提供依据，对保证电力系统的安全、经济及稳定运行有重要的意义。介绍了通过测量单相电流及电压之间的相位差来得到三相系统的功率因数的检测方法，并对该方法的原理作了详细的说明。

文章阐述了基于AT89C51单片机频率和功率因数的测量，其中包括系统硬件和软件设计，实践表明该方法简单可靠，精度高，易于实现。

关键词：AT89C51；频率；功率因数；相位差；交流

中图分类号：TM92

A Measurement System of Frequency and Power Factor Based

on AT89C51 Microprocessor

Chen Qiang(Tutor：Zhang Xianhe)

(College of Mechatronics and Control engineering, Hubei Normal University, Huangshi,

China 435002)

Abstract : It is necessary to detect the power factor in the course of electric power system management．Electric parameter detection system can keep detailed records power quality indices、monitoring power quality pollution sources when the system running，Thus provides the basis for The governance and improve of power quality. It is important to ensure the safety of electric power system and Economic stability operation.The designing manner ofthe power factor detection ofthree-phase alternating current machine is presented．It is counted by the phase difference of angle between one—phase electric current and the same phase voltage．This paper illustrated the measurement and control system of frequency and power factor based on AT89C51 microprocessor，including its hardware and software design．Running results showed that it is simple，credible 、precise and accessible to reality.

Key words: AT89C51；frequency ；power factor ；phase difference ；AC

基于AT89C51的频率和功率因数的测量

陈强（指导教师:张先鹤）

（湖北师范学院机电与控制工程学院中国黄石 435002）

前言

频率和功率因数是交流电路中的重要参数，是衡量电力系统是否经济运行的一个重要指标，也是供电线路在线监测系统的重要检测量，在功率因数补偿系统中需对其进行实时测量。因此设计出结构简单、检测精度高的频率和功率因数测量电路十分必要。以前的测量方法主要是模拟法，模拟法采用分离原件，简单经济，有些场合仍然适用，但是精度不高，维护麻烦。而此本研究课题中作者采用数字法，即采用单片机智能控制，可以对被测电路的电压、电流进行采样，利用波形在三个过零点之间就是一个整周期的特点，通过装置的过零比较器将波形转化为方波信号，测量两个上升沿，同时启动定时器计数，这样，两个上升沿之间定时器的计数差值即为一个整周期的计数值，在本课题中，测量一个周期内脉冲的个数就可以测量频率。利用单片机处理后的电压和电流间的相位差即可测量出功率因数。该方法具有测量精度高，速度快，操作简单，直接显示被测量，是比较好的频率和功率因数测量方法。

交流电压和电流信号通过电压电流互感器，然后经过过零比较器将处理后的信号输送到单片机内部，通过单片机的处理，再由显示电路显示频率和功率因数，单片机采用AT89C51，显示电路由LCD1602组成。