用PIC16C711A單片機制作鑒幅鑒相漏電保安器

1、用 PIC16C711A 單片機制作鑒幅鑒相漏電保安器鑒幅鑒相漏電保安器和脈沖型漏電保安器相比，具有保護靈敏度高的優(yōu)點。但如何在保證靈敏度高的前提下， 提高其動作的可靠性和準確性成為衡量這類產品性能的一個重要指標。本文成功的采用PIC16C711A單片機制作了鑒幅鑒相漏電保安器，經(jīng)現(xiàn)場運行證明，其靈敏度、可靠性和準確性都令人滿意。現(xiàn)就的選取原則和工作原理加以闡述，真誠希望精通PIC 單片機的朋友予以斧正。這種保安器主要應用于三相三線或三相四線制低壓用電回路中。 當線路中有漏電流或者有人觸電時， 就會在一中感應出一個電壓。 對這一信號電壓不同的處理方法就形成不同的漏電保安器類型。 例如，只計算該

2、電壓的絕對大小和幅度變化的叫脈沖型漏電保安器； 不但計算該電壓的絕對大小， 而且通過幅度的變化推算出三相電中某一相的漏電流變化值的漏電保安器稱為鑒幅鑒相型。 當該相中漏電流的變化值大于（或者）時，漏電保安器應跳閘，斷開三相電源。鑒幅鑒相漏電保安器實際上是測量漏電信號中相鄰兩個交流信號的矢量差。 由于該信息瞬間即逝， 所選用的 的 性能就顯得 至關重 要。之所以 選用PIC16C711A單片機而不選用 51 單片機，主要有以下幾個原因：因工作電壓圍寬， 當電網(wǎng)電壓波動圍比較大時， 能正常工作。 低成本：除之外，還需、看門狗電路。選用 PIC16C711 單片機比選用 51 單片機的總成本要便宜。

3、 由于 PIC 單片機的指令系統(tǒng)為單字節(jié)，程序“跑飛”的可能性比具有雙字節(jié)的指令系統(tǒng)要小。體積小，電源供電電路簡單，進一步降低了整機的成本。完整電路如左下圖所示， 繼電器和可實現(xiàn)交流接觸器的無聲運行。由于被測信號是相鄰兩個交流信號的矢量差， 為了達到測量相位的目的， 需建立一個相位基準。 本電路以交流工作電源信號的相位為基準， 相鄰兩個交流信號與相位基準的差即為兩個相鄰交流信號的相位差。 圖中，將相位基準信號變?yōu)榉讲ㄐ盘枺?將被測信號變?yōu)榉讲ㄐ盘枺?兩方波信號分別接到的和引腳，利用單片機的“電平變化中斷”和“定時中斷”測出兩個相鄰交流信號的相位差。 線路漏電流經(jīng)插頭接進來， 實現(xiàn)小信號半波精密

4、整流， 實現(xiàn)直流放大。 這樣，電容上的直流電壓將與線路漏電流成正比。 PIC16C711單片機通過其部的轉換測知線路漏電流的大小。當線路漏電流大于時， 通過繼電器切斷外部的交流接觸器。 根據(jù)相位差和線路漏電流的大小， 通過數(shù)字矢量運算， 得出單相漏電流的變化值。 當該變化值大于時，表示有人正在觸電，須立即斷開外部的交流接觸器。延時秒后，保安器自動合上外部的交流接觸器，實現(xiàn)線路復送。下面就軟件的一些細節(jié)加以闡述：系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化包括單片機的口、 、定時器及中斷的設置。 在初始化程序中不允許轉換， 而是在的 “電平變化中斷” 中使能中斷，這樣做的目的是提高產品的抗干擾能力和轉換的精度。 該軟件

5、是在軟件包環(huán)境下編輯和調試的，該軟件包要求符號單獨占一行，且符號后不能帶冒號。電平變化中斷在 PIC16C711A單片機的中，當設置為輸入方式時有一個重要特性。這條口線上的電平發(fā)生變化時，可引起中斷，這就是電平變化中斷。 利用這一特性，可測出兩個相鄰交流信號的相位差。 例如，當交流電源信號過零時， 輸出的方波信號電平將發(fā)生變化， 引起電平變化中斷。在此中斷服務子程序中，將記錄此電平發(fā)生變化的時刻。同理，中斷服務子程序也記錄線路漏電流信號過零的時刻， 兩個記錄時刻的差值即為線路漏電流信號的相對相位。轉換輸出的方波信號電平的正向變化還有一個重要作用啟動轉換。這樣在每個周波的固定時刻對電容上的電壓進

6、行測量， 達到了鎖相測量的目的。 既減輕了對整流濾波電路的要求， 又克服了電網(wǎng)頻率波動對測量的影響。圖中，四個分別用以指示電源、 漏電保護、 觸電保護和正常工作指示，為觸發(fā)試驗按鈕，為漏電試驗按鈕，通過以上幾個方面的闡述，可以看出該線路充分利用了 PIC16C711單片機的部資源，以較少的外部元器件實現(xiàn)了鑒幅鑒相功能。PIC單片機 .pic16.保軍用 PIC 單片機制作溫濕度儀月一、功能概述測量溫、濕度圍分別為0.0 99.9 、 5.0RH 99.9RH ，對此圍可以設置控制值。當所測值控制值時，對應繼電器釋放，否則吸合。如果測量值在控制值上下浮動時，將會引起繼電器頻繁動作而縮短其壽命。所

7、以。加入一個可設置值"回差 " ，用戶可根據(jù)現(xiàn)場要求靈活設置該值。如溫度回差為1.5 ，在所測溫度=控制值時，繼電器不動作，要等到所測值大于控制值1.5 時，繼電器才釋放。溫、濕度回差可設置圍為0.3 10.0 、 0.3RH 20.ORH 。因傳感器在互換，或多塊儀表擺放在一起，難免顯示值會出現(xiàn)偏差。所以，儀表還有一個設置"補償 " 值。如實際溫度為35.7 ，儀表顯示為35.3 ，少了 0.4 ，為了讓儀表也顯示 35.7 。只要將 " 補償 "值設置為0.4 即可。溫、濕度"補償 "可設置圍為 ±1

8、2.7 、 ±12.7RH 。當傳感器損壞時，數(shù)碼管顯示"Err'' ，作為提醒。二、參數(shù)設置按下 "設置 "鍵數(shù)秒，數(shù)碼管上排無顯示。下排末位閃爍，此時按"減"或" 加 '：鍵可更改下排數(shù)碼管的數(shù)據(jù)。此時的數(shù)據(jù)為濕度控制值；再按一下"設置 " 鍵數(shù)碼管上排末位閃爍，此值為溫度控制值該值的更改方法與濕度相同； 再按一下 "設置 "鍵便回到平時狀態(tài)。 同時按下 "設置 "鍵、"加" 鍵數(shù)秒。數(shù)碼管上排顯示 "hui

9、" ，依次按動 "設置 "鍵，可使數(shù)碼管依次顯示 "hui" 、 "SC" 、 "RH" 、"RL" ，這些代碼分別表示 "回差 "、 " 補償 "、 "上限報警 "、 "下限報警 "。數(shù)碼管每出現(xiàn)一種代碼時另一排數(shù)碼管數(shù)的末位就閃爍，此時可通過按"減"或 "加" 鍵更改數(shù)據(jù)。能更改數(shù)據(jù)的數(shù)碼管在哪一排 ( 上排表示溫度，下排表示濕度 ) ，就知道此時設置的是什么參數(shù)

10、。三、電路原理電路見附圖。虛線框為溫、濕度傳感器電路。LED1 LED3 顯示溫度， LED4 LED6點亮時表示溫、濕度、報警繼電器吸合；L4 、L5 點亮時表示溫、濕度處于設定狀態(tài)。容量的變化轉為頻率變化送ICl 的腳，該腳單位時間計數(shù)IC2 的頻率，所計值大，表示顯示濕度。 L1 L3'IC2 將濕度電容C7C7 容量小，即環(huán)境濕度小，反之，環(huán)境濕度大。在 IC2 振蕩回路中，振蕩電容 C6 、 C7 分時接入電路中。當 ICI 的腳為 "0" 電平時， V5 截止， C6 不起作用，V6 導通，IC2 輸出頻率將隨 C7 容量變化而變化。 當環(huán)境濕度不變，

11、即 C7 容量不變，溫度變化時， IC2 會因自身的溫度特性， 而使輸出頻率漂移， 這樣，就會產生測量誤差。 為減少這種誤差。 引入振蕩電容 C6 該電容選用云母電容。當 Icl 的腳為 "1" 電平時，C7 不起作用， C6 串入振蕩回路中， 在環(huán)境溫度變化時，IC2輸出頻率同樣會漂移。經(jīng)實驗。這兩種漂移量差不多，所以，在編程時，將C6 振蕩頻率的增減量作為減數(shù)，將 C7 振蕩的頻率的增減量作為被減數(shù)，差值就是環(huán)境濕度的變化量。再經(jīng)運算后，轉化為5.0 RH 99.9RH ，送數(shù)碼管顯示。ICl 的腳還作為讀取溫度數(shù)字傳感器18820 的數(shù)據(jù)口，在讀數(shù)時，為避免IC2的頻

12、率干擾該口。讓V2 輸出低電平，使IC2 停止振蕩。 ICl 的、腳作為溫度繼電器J2 、濕度繼電器J1 的控制端。當L3 點亮 (儀表報警 ) 時， V1 的 c 極輸出不連續(xù)的高電平，經(jīng)過C1 濾波，得到穩(wěn)定的高電平驅動 V9 ，使報警繼電器J3 吸合。 ICl 的腳連接按鍵開關K1 K3，功能分別為 "設置 " 、" 減 "、" 加" 。四、調試將傳感器電路放到已知濕度<80.0RH 的低濕度環(huán)境中，同時按下"設置 "、 "減"鍵數(shù)秒，數(shù)碼管上排會出現(xiàn)"1n1"

13、，按 "減 "或" 加"鍵將下排數(shù)碼管值設置為"88" 此為進入調試的密碼。再按一下" 設置 "鍵，下排顯示 "2 " ，上排顯示為 IC2 與 C6 振蕩的頻率；再按一下 "設置 " ，上排顯示 "LL" 下排顯示的為 IC2 與 C7 振蕩的頻率，再按一下 "設置 " 上排顯示 "CIL" 按動 "減"或 "加"鍵，將目前已知的低濕度值輸入到下排數(shù)碼管值圍為 0.0RH 8

14、0RH 。再按一下 "設置 "，上排顯示 "HH" ，把傳感器電路放到已知濕度>90.ORH的高濕度環(huán)境中， 4 分鐘后，按一下"設置 " 鍵上排顯示 "CIH" ，把已知高濕度值由"減 "或" 加 "鍵輸入到下排數(shù)碼管。該值圍為 90.0RH 99.9RH 。然后，按 "設置 " 鍵，回到平時狀態(tài)，調試完畢。對于溫度，只要將18820 的數(shù)據(jù)讀出便可，所以，溫度無需調試。PIC 16F676 制作隨聲頻聲幅變化的彩燈一、電路原理電路原理見附圖。發(fā)光

15、二極管 Ll L4 顯示聲音的頻率。當聲頻為低、中、高、特高時，分別點亮 Ll-L4 。若無聲， L1 L4 均熄滅。聲音幅度顯示在 L5L7 上。 3 只發(fā)光管在無聲時以 15 秒為周期循環(huán)點亮，即每只發(fā)光管依次點亮 5 秒。當有聲時，循環(huán)點亮周期減少，聲越大周期越短。IC2 為 PICl6F676 單片機，主時鐘采用部的自帶 4MHz振蕩器。 IC2 的?腳為計數(shù)輸入把 ICl 放大的聲音信號經(jīng) R4、vl 送入該腳。在單位時間里， IC2 計數(shù)越多表示聲頻越高，反之，聲頻就低。同時聲音經(jīng) Dl 檢波， C2、R3積分，在 IC2 的 ?腳得到的電壓便可反映出聲幅的大小。 此電壓經(jīng)單片機部

16、 A D 轉換成數(shù)據(jù)處理后，去改變 L5L7 的循環(huán)點亮周期。由于 IC2 的腳只需要聲音的上半周， 所以，用于將駐極體話筒 MIC 的信號放大的運放 ICl 在電路設計時，只放大上半周聲音信號。 為了使 ICl 的腳在無信號時能有 O6V 電壓，以便給 D1一個起始導通電壓， 所以加入了 D2。這樣，小信號時， Ic2 的腳也能采集到信號電壓。二、編程思路TMRl為計時器。TMR0在 TMRl計時時，開始對 Ic2 的腳計數(shù)，所計值多少反映出聲頻的高低。 L5 一 L7 依次點亮的時間用軟件查詢， 查詢次數(shù)又受控于 AD值的大小。為增強 L5 一 L7 點亮的動感， 在程序中還插入一段程序。 用于判別目前 A，D 值與前一次 A D 值的大小。若值大，則將下一個燈點亮，并讓軟件查詢重新開始。三、調試步驟在確保 lC2 外圍電路正常后，通電幾十秒，保持外界無聲音，將圖中的 " 調試點 " 短路，讓 IC2 復位腳與 CND短路一下，此時 Ll L4 全部點亮；拆除 " 調試點 " 短路重新上電，調試完成。以上調試過程，是讓 IC