1、自动检测课程设计南京工程学院课程设计任务书 课 程 名 称 检测技术与系统课程设计 院(系、部、中心) 电力工程学院 专 业 电气工程及其自动化 目录一、 设计要求.1二、 功能要求.1三、 原理及方案论证.1 1、电压互感器的选型及工作原理.1 1.1选型及外形.1 1.2工作原理.1 1.3原理接线图.2 2、AT89C52单片机.3 3、通用A/D转换器.4四、 硬件系统的设计及总体框图.6 1.1 系统仿真接线简图.6 1.2总体框图.7五、小结.8附录1、电路仿真图.8附录2、程序.10南京工程学院课程设计任务书 课 程 名 称 检测技术与系统课程设计 院(系、部、中心) 电力工程学
2、院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 姓 名 起 止 日 期 指 导 教 师 许大宇 1课程设计应达到的目的通过对本课程的设计,使学生掌握常见被测量的检测原理、方法和技术,了解国内外对这些工程量进行测控的系统组建原理,通过对检测系统的设计与分析,增强学生理解和运用所学知识来解决实际问题的能力,逐步掌握根据具体测控要求、性能指标设计出先进测控系统的方法和技术。2课程设计题目及要求题目:基于电压互感器的单相交流电流测量系统设计要求:(1)电流测量范围:05A .AC,检测精度: 0.1A;(2)根据题意,明确被控对象的功能及性能指标;(3)根据系统要求,选择合适的电流传感器(尽量选择实验室中已有
3、的传感器);(4)设计传感器测量电路;(5)选择单片机的品种、型号,设计单片机的外围测量电路;(6)计算有关的电路参数,有条件的情况下,根据实验室现有设备进行实验数据的测取,明确测量电路输出与被测非电量的关系;(7)画出系统原理框图(此部分放在说明书的开始);(8)画出系统电路图,最好用PROTEL画;(9)在说明书中详细说明本系统工作原理。3课程设计任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求(1) 给出设计说明书一份;(2) 有条件的情况下尽量给出必要的实验数据;(3) 在说明书中附上完整的系统电路原理图(手画或用PROTEL画)。4主要参考文献1、 李现明,吴皓编著.自
4、动检测技术.北京:机械工业出版社,20092、 徐仁贵.单片微型计算机应用技术.北京:机械工业出版社.20013、 陈爱弟.Protel99实用培训教程.北京:人民邮电出版社.20005课程设计进度安排起 止 日 期工 作 内 容年月日布置设计任务,熟悉课题,查找资料;月日结合测控对象,选择合适的传感器,理解传感器性能;年月日设计传感器测量电路,选择合适的单片机,设计其外围电路;年月日设计电路参数,有条件情况下,在实验室进行实验,进一步理解测量电路输入输出关系;年月日继续设计论证电路参数,完善系统设计方案;年月日查找资料,理解系统各部分工作原理;年月日理清系统说明要点,着手设计说明书的书写;年
5、月 日书写设计说明书,充分理解系统每一部分作用;年月日完善设计说明书,准备设计答辩。年 月 日设计答辩。6成绩考核办法平时表现30%,设计成果40%,答辩表现30%.教研室审查意见:教研室主任签字: 年 月 日院(系、部、中心)意见:主管领导签字: 年 月 日 一、设计目的 基于电压互感器的单相交流电流测量系统的设计(通过单片机对电流的测量)二、功能要求1、数字电流表在平常工作环境中能良好工作;2、能测05A电流,检测精度0.1A;3、A/D转换器的使用和数据采集系统的设计4、电流表能数字显示,且由单片机处理采集数据并驱动LED显示三、原理及方案论证1、电压互感器的选型及工作原理 1.1选型及
6、外形 电压电流的测量选用TVA1421型立式穿芯小型精密交流电压,电流互感器,这种通用型互感器是由两个相同副线圈构成的电流互感器,测量精度高,采用范围宽,也较灵活。1.2工作原理其工作原理与变压器相同,基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定,正常运行时接近于空载状态。 电压互感器本身的阻抗很小,一旦副边发生短路,电流将急剧增长而烧毁线圈。为此,电压互感器的原边接有熔断器,副边可靠接地,以免原、副边绝缘损毁时,副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。 测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构,其原边电压为被测电压(如电力系统的线电压),可以单相使用,也可以用两台接成V-V形作三相
7、使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的,以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈,称三线圈电压互感器 电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形,开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。 正常运行时,电力系统的三相电压对称,第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时,中性点出现位移,开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作,从而对电力系统起保护作用。 线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出现零序磁通。为此,这种三相电压互感器采用旁轭式铁心(10KV及以下时)或采用三台单相电压互感器。对于这种互感器,第三线圈的准确度要求不高,但要求有一定的
8、过励磁特性(即当原边电压增加时,铁心中的磁通密度也增加相应倍数而不会损坏)1.3原理接线图2. AT89C52单片机AT89C52 是美国ATMEL 公司生产的低电压,高性能CMOS 8 位单片机,片内含8k bytes 的可反复擦写的只读程序存 储器(PEROM)和256 bytes 的随机存取数据存储器(RAM ),器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产, 与标准MCS-51 指令系统及8052 产品引脚兼容,片内置通用8 位 央处理器(CPU)和Flash 存储单元,功能强大AT89C52 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。主要性能参数 与MCS-51 产品指令和引脚
9、完全兼容 8k 字节可 擦写Flash 闪速存储器 1000 次擦写周期 全静态操作:0Hz24MHz 三级加密程序存储器 256 8 字节内部RAM 32 个可编程I O 口线 3 个16 位定时计数器 8 个 断源 可编程串行UART 通道 低功耗空闲和掉电模式 功能特性概述 AT89C52 提供以下标准功能:8k 字节Flash 闪速存储器,256 字节内部RAM,32 个I O 口线,3 个16位定时计数器,一个6 向量两级 断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89C52 可降至0Hz 的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU 的工
10、作,但允许RAM,定时计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。3、通用A/D转换器ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种 8 位分辨率、双通道 A/D 转换芯片。由于它体积小,兼容性强,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎,其目前已经有很高的普及率。ADC0832 具有以下特点: 8 位分辨率; 双通道 A/D转换; 输入输出电平与 TTL/CMOS 相兼容; 5V 电源供电时输入电压在 05V 之间; 工作频率为 250KHZ,转换时间为 32S; 一般功耗仅为 15mW; 8P、14PDIP(双列
11、直插)、PICC 多种封装; 商用级芯片温宽为0C to +70C,工业级芯片温宽为- 40C to +85C;芯片接口说明 CS_ 片选使能,低电平芯片使能。 CH0 模拟输入通道 0,或作为 IN+/-使用。 CH1 模拟输入通道 1,或作为 IN+/-使用。 GND 芯片参考 0 电位(地)。 DI 数据信号输入,选择通道控制。 DO 数据信号输出,转换数据输出。 CLK 芯片时钟输入。 Vcc/REF 电源输入及参考电压输入(复用)。 四、 硬件系统的设计及总体框图五、 1. 系统仿真接线简图 系统仿真接线简图本设计中用到AT89C52单片机、八位ADC AD0832、六位八段显示数码
12、管LED,通用运放 UA741 、必要的电阻、电容元件等。系统原理方框图电路仿真见上图所示。交流电源电压互感器AD转换采样 电路AT89C51LED显示 2、 设计的总体框图 开始写AD0832设置状态设置状态读AD0832读数5除256读数5除25610mA量程0.1A量程C程1A量程10A量程显示译码读数10五、 小结 两周的课程设计结束了,在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识,也培养了我如何去把握一件事情,如何去做一件事情,又如何完成一件事情。在设计过程中,和同学一起相互探讨,相互学习。体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力,体会了学以致用,突出自己劳动成果的喜悦心情,从中
13、发现自己平时学习的不足和薄弱环节,从而加以弥补。在此感谢我们的许大宇老师,老师严谨细致,一丝不苟的作风一直是我们学习工作中的榜样,您开朗的个性和宽容的态度,帮助我们很顺利的完成了这次的课程设计。同时感谢帮助过我们的同学,谢谢你们对我的帮助和支持,让我感受到同学的友谊。六、 参考文献1、 李现明,吴皓编著.自动检测技术.北京:机械工业出版社,20092、 徐仁贵.单片微型计算机应用技术.北京:机械工业出版社.20013、 陈爱弟.Protel99实用培训教程.北京:人民邮电出版社.2000附录1.仿真电路图附录2程序#include/包含相应的头文件#include#include#define
14、 uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar axs6,azs6,ac10,dc6;void ITOAZ(int num,uchar *p); void ITOAX(int num,uchar *p);float U,U1;sbit CS=P34;/定义数模转换器硬件对应引脚sbit CLK=P35;sbit DO=P36;sbit DI=P37;/*读写AD0832函数*/*/unsigned char ReadADC(unsigned char channel) unsigned char j; unsigned char Temp=
15、0; DI=1; _nop_(); _nop_(); CS=0;/拉低CS端 _nop_(); _nop_(); CLK=1;/拉高CLK端 _nop_(); _nop_(); CLK=0;/拉低CLK端,形成下降沿1 _nop_(); _nop_(); CLK=1;/拉高CLK端 DI=(channel1)&0x1; _nop_(); _nop_(); CLK=0;/拉低CLK端,形成下降沿2 _nop_(); _nop_(); CLK=1;/拉高CLK端 DI=channel&0x1; _nop_(); _nop_(); CLK=0;/拉低CLK端,形成下降沿3 DI=1;/控制命令结束
16、_nop_(); _nop_(); for(j=0;j8;j+) /处理读入8位数据 CLK=0;_nop_(); Temp=(Temp0;a-)for(i=0;i2;i+); /将浮点数转成函数void ITOC(float f,uchar *c)float zs,xs;int bxs,bzs,i,k=0;xs=modf(f,&zs); /分离整数部分与小数部分函数 if(P3=0XFE) bxs=(int)(xs*100)+0.5); else bxs=(int)(xs*100)+0.5); /小数点后两位有效数字ITOAX(bxs,axs); /把小数部分转换成字符串存入axs数组bzs
17、=(int)zs; /把整数部分转成整型ITOAZ(bzs,azs); /把整数部分转换成字符串存入azs数组 for (i=0;axsi!=s;i+) /把最终结果存入c数组ci=axsi; ci=.;for(k=0,i=i+1;azsk!=s;k+,i+) ci=azsk; if(U0) ci=-; else ci=0xff;ci+1=s;/将整型数转换成对应的void ITOAZ(int num,uchar *p) uchar w,i=0; dow=num%10; /将整型数各位分离,并转换成对应的字符存入a中pi=w; num=num/10;i+;while(num); pi=s;/将
18、小数数部分转换成对应的void ITOAX(int num,uchar *p) uchar w,i=0; dow=num%10; /将整型数各位分离,并转换成对应的字符存入a中pi=w; num=num/10;i+; while(num); while(i2) pi=0;i+; pi=s; w=pi;/显示译码函数void decode(uchar *n,uchar *dn) uchar i;for(i=0; ni!=s;i+) switch( ni) case 0: dni=0x3F;break; case 1: dni=0x06;break; case 2: dni=0x5B;break;
19、 case 9: dni=0x6F;break; case 3: dni=0x4F;break; case 4: dni=0x66;break; case 5: dni=0x6D;break; case 6: dni=0x7D;break; case 7: dni=0x07;break; case 8: dni=0x7F;break; case 46: dni=0x80;break; case-:dni=0x40;break; default:dni=0x00;break; dni=s;/*/*/*主换函数*/*/void main(void)uchar i,j,P2_;float A;while(1)U=ReadADC(0)/256.0;switch(P1)case 0xfe:A=U*10*1.025;break; case 0xfd:A=U*100/1.09;break; case 0xfb: A=U*1000;break; default: A=0.0;break;A=10*A;ITOC(A,ac);decode(ac,dc); P2=0XFf; P2_=0Xfe;for(j=0;dcj!=s;j+) P2=0XFf; P0=dcj; P2=P2_; delay(150); P2_=_crol_(P2_,1); /*P2_=1;*/ 17
©2010-2024 宁波自信网络信息技术有限公司 版权所有
客服电话:4008-655-100 投诉/维权电话:4009-655-100