基于51單片機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償裝置

第第頁(yè)共65頁(yè)摘要眾所周知的，在現(xiàn)在的電力網(wǎng)中，因?yàn)楝F(xiàn)在的低壓電網(wǎng)里面的大多數(shù)電力設(shè)施都是感性的負(fù)載，由于它的特性，所以普遍存在著功率因素較低，在電網(wǎng)中消耗的線路損耗較大，造成電力能量比較差，所以，在實(shí)際中，無(wú)功補(bǔ)償很完美的運(yùn)用在各行各業(yè)。但一些老的的做補(bǔ)償裝置的準(zhǔn)確度低，容易對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生震蕩等等缺點(diǎn)，所以比較難在實(shí)際中實(shí)現(xiàn)。在電力系統(tǒng)本身來(lái)說(shuō),如果需要保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和它的經(jīng)濟(jì)性，那么保證無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定就是一定的，在正常的來(lái)說(shuō)，當(dāng)運(yùn)行正常的時(shí)候，如果它的無(wú)功功率不能被其他的裝置維持的話，那么電網(wǎng)中就需要提供大量的無(wú)功功率，這就會(huì)引起電壓的降低或者線損的增加，所以，不管是需要維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定還是我們想要的低成本，在電網(wǎng)中，我們都要加裝一些裝置，用來(lái)補(bǔ)償無(wú)功功率。針對(duì)這種情況，本課題設(shè)計(jì)了一種全自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置。主要采用ST89C52單片機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)電壓和電流進(jìn)行采樣、計(jì)算，從而獲得COS∮和有功功率。本裝置可實(shí)現(xiàn)功率因素從很低到，而且能讓電容自動(dòng)投切進(jìn)電路，并且能顯示補(bǔ)償后的功率因素和補(bǔ)償前的，和線路電流電壓。關(guān)鍵字：無(wú)功補(bǔ)償ST89C52單片機(jī)功率因素自動(dòng)控制

AbstractAsweallknow,Intheindustrialproductionprocess,Classificationandstatisticalworkofdifferentgoodsandcommoditiesinthepipelineisadauntingtask.Especiallyintheprocessofpackingshipmentofgoods.Intheeraofmanualprocessing.Itwillcostalotofmanpower.Afullyautomaticreactivepowercompensationdevices.Thisdeviceisinthepreviousinspectionmanualorelectromagneticreactivepowercompensationdevicesbasedonself-designedbytheauthor,mainlyusingAT89C51single-chipmicroprocessorastherealizationofautomaticcontrol.Systemtothepowergridvoltageandcurrentsampling,computing,togainCOS∮andactive.ThedevicecanberealizedfromthepowerfactorCOS∮=0.6compensationtotheCOS∮=0.95,powerfactorandcanensurethatchangesintheautomaticswitchingtoreal-timeshowsthatthecurrentpowerfactor,currentandactive,andcanachievethemanualandautomaticcontrol.Thesystemhardwarecircuitstructureissimple,includinglasersensormodule,shapingcircuitmodule,controlunitmodule,human-computerinteractionmodule,anddigitalcamerainterfacecircuitmodule.ThecontrolunitusesSTC89C52asthecorecontroller.Human-computerinteractionmoduleincludesaseparatekeyboardandLCD1602LCDdisplaycircuit.Throughthetestofthisdesignfullymeettherequirementsofthedesignrequirement.Keywords:Reactivepowercompensation;PowerFactor;Automaticcontrol;STC89C52目錄TOC\o"1-3"\h\u324311.引言 1162391.1選題背景 1303641.2本設(shè)計(jì)的要求 2280921.3論文的內(nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)安排 3224202系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì) 4319522.1系統(tǒng)需求分析 4131862.2無(wú)功功率裝置原理 4287192.2.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x 4235642.3系統(tǒng)方案選擇 597792.3.1基于單片機(jī)的功率因數(shù)檢測(cè)方案選擇 510792.3.2無(wú)功功率補(bǔ)償方案選擇 6173342.4系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 730152.4.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)組成 798152.4.2系統(tǒng)原理 7110213系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 9229553.1功率因數(shù)測(cè)量電路 9106933.1.1功率因數(shù)測(cè)量原理 9120433.1.2基于單片機(jī)的測(cè)量原理分析 9251283.1.3基于單片機(jī)的無(wú)功功率因數(shù)測(cè)量電路設(shè)計(jì) 10217453.2模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 1265063.3單片機(jī)控制單元設(shè)計(jì) 14291703.3.1單片機(jī)的介紹 14166903.3.2中斷系統(tǒng) 16104583.3.3定時(shí)器 1645643.3.4顯示部分 17221473.3.5控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 17110893.3.6存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) 1980083.4電容投切電路設(shè)計(jì) 1970203.4.1電容投切原理 19208193.4.2電容投切電路設(shè)計(jì) 20228703.5電源電路設(shè)計(jì) 2125794系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 2330034.1軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹 23165354.1.1C語(yǔ)言介紹 23215604.2軟件總體設(shè)計(jì) 2391314.2.1系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 23295684.3.2系統(tǒng)中斷程序設(shè)計(jì) 25291564.3.3電容投切程序設(shè)計(jì) 26296325系統(tǒng)建模與仿真結(jié)果分析 28253435.1系統(tǒng)仿真環(huán)境介紹 28130555.2系統(tǒng)建模 28136265.3系統(tǒng)仿真結(jié)果分析 3013701結(jié)束語(yǔ) 3318077文參考獻(xiàn) 3410395附錄 378513附錄1:原理圖 3727附錄2：系統(tǒng)仿真圖 3823322附錄3：程序代碼清單 39 1.引言本章介紹了本研究課題的背景及意義，闡述了其發(fā)展?fàn)顩r。目前市面上傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置大多數(shù)是手動(dòng)投切，體積大，精度低，不能合理的實(shí)現(xiàn)武功補(bǔ)償，易產(chǎn)生震蕩。針對(duì)于現(xiàn)有裝置的缺點(diǎn)，本文介紹的基于單片機(jī)的的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置克服了以上缺點(diǎn)，具有準(zhǔn)確度高，能迅速投切，符合需要的經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。在本章中還詳細(xì)介紹了本課題的任務(wù)要求以及論文結(jié)構(gòu)的安排。1.1選題背景隨著持續(xù)增長(zhǎng)的中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)GDP(中國(guó)人民生產(chǎn)總值),在這個(gè)過(guò)程中，我國(guó)的電力工業(yè)取得了很大的進(jìn)步，這個(gè)進(jìn)步在平常的生活中是顯而易注的。并且電網(wǎng)的無(wú)功功率補(bǔ)償問(wèn)題也逐漸吸引了廣泛的關(guān)注,特別是我國(guó)的電力行業(yè)，這是由于電力技術(shù)和各種電力電子裝置的快速發(fā)展，并且它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)、生產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)及家庭中的運(yùn)用越來(lái)越普遍，因?yàn)檫@些技術(shù)和裝置讓這些過(guò)程越來(lái)越簡(jiǎn)單。但是大多數(shù)電力電子裝置在運(yùn)行的時(shí)候的功率因數(shù)都比較低、他們消耗大部分了的無(wú)功功率，并且這些功率在電力系統(tǒng)占了很大的比例。而且消耗無(wú)功功率的增加將會(huì)使電流和當(dāng)前的設(shè)備及線路損耗也一起增加,從而會(huì)失去大量的有功能量。接下來(lái)就使功率因數(shù)降低,系統(tǒng)的電壓下降。無(wú)功補(bǔ)償如果不能進(jìn)行就地補(bǔ)償,負(fù)荷要消耗的無(wú)功功率都靠其他設(shè)備遠(yuǎn)距離的供給，那么就會(huì)讓發(fā)電等一些設(shè)施不會(huì)完全有效的工作,惡化了電網(wǎng)供電質(zhì)量,在嚴(yán)重的情況下可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電壓完全的崩潰,造成了大面積停電的情況。電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗元件主要是電感性的，因?yàn)殡姼行缘谋旧硖匦?，所以，為了提供有效的有功功率，就?huì)需要傳輸端和電氣終端的電壓有一個(gè)相位差，它可以實(shí)現(xiàn)在較寬的范圍里面，為了提供無(wú)功功率，則需要它們兩端的電壓有1個(gè)幅值差，但是這只可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)非常窄的范圍里面。并且不止大多數(shù)的元件需要消耗無(wú)功功率，大多數(shù)的負(fù)載同樣也需要消耗無(wú)功功率，因此，最大的不合理的地方就是這么多的無(wú)功功率如果都讓發(fā)電設(shè)備供給并讓它長(zhǎng)距離的輸送，而且通常這種情況也不大可能。很多人都知道以前的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置為并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī)。而同步調(diào)相機(jī)的原理可以認(rèn)為是產(chǎn)生無(wú)功功率的同步電動(dòng)機(jī)。在實(shí)際的工作中，如果我們需要一些大小不同的感性或者容性的無(wú)功功率的時(shí)候，我們可以通過(guò)這個(gè)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁來(lái)調(diào)節(jié)，這個(gè)調(diào)節(jié)并不難，只要讓它工作在欠勵(lì)磁或者過(guò)勵(lì)磁的狀態(tài)就可以了。所以同步調(diào)相機(jī)是個(gè)不錯(cuò)的工具，但是同步調(diào)相機(jī)屬于旋轉(zhuǎn)類(lèi)的設(shè)備,它的噪音和損耗在運(yùn)行中都是比較大的,并且運(yùn)行和維護(hù)復(fù)雜,而且反應(yīng)慢,很難滿(mǎn)足要求的快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。但并聯(lián)電容器就簡(jiǎn)單多了，它的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、方便性都是不錯(cuò)的,唯一的有點(diǎn)不好的地方是它的阻抗是一定的,不能夠按照負(fù)載無(wú)功功率需求變化,也就是說(shuō)無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償。隨著電力電子器件快速的發(fā)展，無(wú)功補(bǔ)償控制器在也在某種意義上體現(xiàn)了不同的發(fā)展階段。無(wú)功補(bǔ)償控制器己由基于SCR的靜止無(wú)功補(bǔ)償器（StaticVarCompensator-SVC）、晶閘管控制串聯(lián)電容補(bǔ)償器（ThyristorControlledSeriesCompensator-TCSC）發(fā)展到基于GTO的靜止無(wú)功發(fā)生器（StaticVarGenerator-SVG）、靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（StaticSynchoronousSeriesCompensator-SSSC）。針對(duì)以上背景，以及現(xiàn)有產(chǎn)品的一些缺陷，本文提出一種新型簡(jiǎn)單的技術(shù)方案以實(shí)現(xiàn)基于51單片機(jī)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，以51單片機(jī)為主控芯片，控制繼電器組控制補(bǔ)償電容的大小，然后通過(guò)功率因數(shù)檢測(cè)電路，電壓電流檢測(cè)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，液晶顯示電路，鍵盤(pán)控制電路，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存電路構(gòu)成的補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的功率因數(shù)補(bǔ)償，這種補(bǔ)償具有簡(jiǎn)單，靈活，不容易引起電網(wǎng)的震蕩。1.2本設(shè)計(jì)的要求本次設(shè)計(jì)所需要做的工作是：在無(wú)功功率補(bǔ)償裝置要求和電網(wǎng)（220,100A）情況下，設(shè)計(jì)了基于51單片機(jī)的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：功率因數(shù)檢測(cè)電路，電容自動(dòng)投切電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，控制電路單元和人機(jī)交互單元的設(shè)計(jì)六個(gè)部分。其中控制系統(tǒng)采用STC89C52作為核心控制器。軟件系統(tǒng)包括人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)以及功率因數(shù)檢測(cè)，電容投切等設(shè)計(jì)三大部分程序設(shè)計(jì)。最后，通過(guò)系統(tǒng)仿真測(cè)試系統(tǒng)的使用性。本設(shè)計(jì)的詳細(xì)任務(wù)要求是：（1）了解51單片機(jī)的特點(diǎn)，使用方法以及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)；（2）掌握無(wú)功補(bǔ)償裝置的工作原理；（3）設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的無(wú)功功率補(bǔ)償電路，設(shè)計(jì)出裝置的總體方案；（4）該電路能實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的功率因數(shù)檢測(cè)，控制電容組投切功能；（5）該電路能實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的電壓電流測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能（6）該電路要求有友好的人機(jī)交互界面，能方便顯示當(dāng)前電路的電壓電流值，以及當(dāng)前的無(wú)功功率因數(shù)值，以及需要補(bǔ)償電容值和實(shí)際補(bǔ)償電容值。（7）完成該電路的系統(tǒng)仿真已驗(yàn)證所設(shè)計(jì)產(chǎn)品是否滿(mǎn)足以上要求1.3論文的內(nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)安排1）通過(guò)任務(wù)要求分析，本文主要完成如下幾個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容：A設(shè)計(jì)出基于電壓電流互感器的功率因數(shù)測(cè)量電路；B設(shè)計(jì)出信號(hào)調(diào)理電路以及AD轉(zhuǎn)換電路；C設(shè)計(jì)出電容組投切控制電路以及控制電路；D設(shè)計(jì)出人機(jī)交互電路；E設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足整個(gè)任務(wù)要求的系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)；F設(shè)計(jì)出基于PROTUSE的控制系統(tǒng)仿真電路。論文結(jié)構(gòu)安排如下：第一部分，介紹本設(shè)計(jì)的背景，分析無(wú)功功率補(bǔ)償裝置電路背景及實(shí)用意義，同時(shí)闡明本文的機(jī)構(gòu)安排。第二部分，分析基于單片機(jī)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)脑?，并?duì)所用控制器芯片進(jìn)行介紹。第三部分，完成整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。第四部分，完成系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第五部分，完成本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)調(diào)試，并分析解決調(diào)試中遇到的問(wèn)題。最后，對(duì)文章進(jìn)行了總結(jié)與展望2系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)需求分析根據(jù)任務(wù)書(shū)要求：本文要設(shè)計(jì)出一套基于單片機(jī)的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。并完成對(duì)系統(tǒng)電路的仿真。該系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)為：該電路能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓電流測(cè)量；該電路能實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率因數(shù)檢測(cè)，電容組自動(dòng)投切功能；該電路要求有友好的人機(jī)交互界面，能方便顯示當(dāng)前電路的電壓電流值，以及當(dāng)前的無(wú)功功率因數(shù)值，以及需要補(bǔ)償電容值和實(shí)際補(bǔ)償電容值。通過(guò)建模仿真驗(yàn)證該系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。2.2無(wú)功功率裝置原理電網(wǎng)的輸出功率由兩部分組成；一個(gè)是有功功率,一個(gè)是無(wú)功功率。在同一個(gè)電路里面，電容和電感中的電流矢量的方向是完全相反的，基本是一個(gè)向東一個(gè)向西。所以在電路中可以使電感和電容的電流相互抵消，使電壓和電流的矢量之間的夾角縮小，要實(shí)現(xiàn)這些就可以在電路中安裝一些電容元件進(jìn)行投切到電網(wǎng)中。無(wú)功補(bǔ)償?shù)氖马?xiàng)方式是，將感性元器件電感和容性元器件電容并聯(lián)在一起，使他們之間的能量進(jìn)行互換，可以使他們之間的能量相互補(bǔ)充。2.2.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x⑴補(bǔ)償無(wú)功功率，可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)。⑵可以減少設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行中需要的最大容量，并且消減制作的成本，當(dāng)功率因數(shù)從低向高增加的時(shí)候，如果要節(jié)約設(shè)計(jì)中的設(shè)備容量，只要裝設(shè)容性的器件就可以了，基本上相當(dāng)與0.52KW的設(shè)備容量等于1Kvar的容性器件的容量，相反的，增加了發(fā)供電的容量，對(duì)原來(lái)設(shè)備就是增加了0.52KW的設(shè)備容量。⑶還可以降低線路損耗，由公式得出前后的功率因數(shù)，為補(bǔ)償前的系統(tǒng)的原有功率因數(shù)，而為補(bǔ)償后的系統(tǒng)功率。則：，所以只要將功率因數(shù)提升后，不止能減少容量大小的設(shè)計(jì)，減少了花費(fèi)，在同時(shí)還能減少它的線路損耗，這樣就可以提高電網(wǎng)中發(fā)電設(shè)備對(duì)負(fù)荷輸送的有功功率比例。還有供電行業(yè)的運(yùn)行效益主要是被線路損耗的大小所影響著。所以，考核運(yùn)行效益的其中一個(gè)重要指標(biāo)就是功率因素，那么，無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)劃和進(jìn)行在當(dāng)前情況下是一定要進(jìn)行的2.3系統(tǒng)方案選擇基于任務(wù)需求，無(wú)功功率補(bǔ)償裝置檢測(cè)中的各種電路有很多方案，下面將分析各方案優(yōu)缺點(diǎn)。2.3.1基于單片機(jī)的功率因數(shù)檢測(cè)方案選擇方案一：利用單片機(jī)外部中斷測(cè)量。利用電壓電流互感器將電網(wǎng)中的電壓電流轉(zhuǎn)換成信號(hào)調(diào)理電路可以處理的電壓電流值，利用比較器構(gòu)成的過(guò)零比較電路將正弦波轉(zhuǎn)換成同相位的電路，將兩個(gè)方波信號(hào)分別接入到單片機(jī)的外部中斷中，通過(guò)測(cè)量相位差，來(lái)測(cè)量該電路的功率因數(shù)為。該方案實(shí)用性和可靠性強(qiáng)，能夠簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)測(cè)量，同時(shí)便于安裝。本方案實(shí)現(xiàn)起來(lái)硬件簡(jiǎn)單，軟件比較容易實(shí)現(xiàn)，并且軟件計(jì)算比較簡(jiǎn)單，對(duì)于處理器的要求不高，在實(shí)際應(yīng)用中可以選用比較便宜的單片機(jī)來(lái)處理，可以很大程度上降低成本以及難度，然而精度不是很高。方案二：利用AD0809測(cè)量方案。該方案中利用AD0809多通道并行采樣的特點(diǎn)，測(cè)量采集實(shí)時(shí)電壓電流的信號(hào)，采用兩點(diǎn)乘積算法對(duì)各信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。具體方法是用電氣角度為采樣間隔的樣本去采集一個(gè)周期循環(huán)內(nèi)的兩個(gè)數(shù)據(jù)，所以它所要求的數(shù)據(jù)窗寬度是四分之一個(gè)周期。對(duì)于50Hz的工頻來(lái)說(shuō)就是5ms。在一個(gè)周期內(nèi)所采集的兩個(gè)數(shù)據(jù)需要保證在5ms的間隔。這個(gè)時(shí)間一般由單片機(jī)的定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。按照這個(gè)方法來(lái)計(jì)算電壓電流的有效值和電路的有效值和阻抗，則。該方案電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以同時(shí)測(cè)量電網(wǎng)的電壓電流值以及功率因數(shù)。但是由于在電路中擁有大量的計(jì)算，包括平方運(yùn)算，開(kāi)方運(yùn)算以及復(fù)數(shù)運(yùn)算，對(duì)于單片機(jī)的要求比較高，并且擁有大量的要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，明顯提升了電路成本以及軟件開(kāi)發(fā)難度。方案三：專(zhuān)業(yè)的芯片ADE7763測(cè)量方案。利用多功能計(jì)量芯片ADE7763來(lái)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的測(cè)量。該芯片將AD轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號(hào)處理功能集成到單個(gè)芯片內(nèi)，能能夠完成有功電能，視在電能等菜蔬的準(zhǔn)確測(cè)量，依據(jù)有功電能和視在電能，就可以有微控制器計(jì)算出功率因數(shù)。該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精度很高。然而，由于使用專(zhuān)業(yè)的測(cè)量芯片，在電路中與微控制器連接起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但是電路成本比較高，并且在控制過(guò)程中，對(duì)于微控制器要求也比較高，數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)要求也比較多，在實(shí)際中使用成本較高，軟件難度也比較大。綜合以上方案對(duì)比分析，本設(shè)計(jì)功率因數(shù)測(cè)量選用方案一。2.3.2無(wú)功功率補(bǔ)償方案選擇在測(cè)量功率因數(shù)方案確定為基于單片機(jī)的中斷法測(cè)量后，確定利用測(cè)量的功率因數(shù)來(lái)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償方案如下。方案一：并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償方案。靜止電容器供給的無(wú)功功率與所在借點(diǎn)的電壓V的平方成正比。靜止電容器的的結(jié)構(gòu)還是比較簡(jiǎn)單的，因?yàn)樗褪怯蓭讉€(gè)部件組成的，而裝機(jī)的體積可以大點(diǎn)也可以根據(jù)情況搞小一點(diǎn)，而且又可以一起使用或者分開(kāi)裝來(lái)實(shí)現(xiàn)就地補(bǔ)償無(wú)功功率。在運(yùn)行中，如果我們要實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功功率補(bǔ)償，我們可以調(diào)節(jié)電容器的功率，方法有很多種，常見(jiàn)的是可以將電容器組合成幾組，分成不同的大小組，然后可以根據(jù)負(fù)荷和電路中的變化，按需求分組切除或者投入各組，那樣，通過(guò)繼電器投切電容器就可以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償功率的調(diào)節(jié)了。我們可以根據(jù)這個(gè)原理來(lái)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)我們這個(gè)設(shè)計(jì)的需求。該方法很有經(jīng)濟(jì)性和靈活性，而且它的損耗低，并且安裝和維護(hù)都很方便，所以，在實(shí)際中我們也經(jīng)常用到。方案二：同步調(diào)相機(jī)無(wú)功補(bǔ)償方案。該方案下，調(diào)相機(jī)就相當(dāng)于一臺(tái)不帶載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它想讓系統(tǒng)供給感性無(wú)功功率而起無(wú)功電源作用，能夠提供系統(tǒng)電壓；在欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)，它想讓系統(tǒng)提供感性無(wú)功功率而用來(lái)起到無(wú)功負(fù)荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。在本次設(shè)計(jì)中，在欠勵(lì)運(yùn)行的時(shí)候，系統(tǒng)發(fā)出感性的無(wú)功功率給它吸收而起到了無(wú)功負(fù)荷的作用，可降低系統(tǒng)電壓。該方案因?yàn)樵谶\(yùn)行中的實(shí)際需要還有穩(wěn)定性的要求，過(guò)勵(lì)磁的最大容量的一半左右才是欠勵(lì)磁的最大容量。綜合以上方案的優(yōu)缺點(diǎn)，聯(lián)系本課題研究的對(duì)象，基于51單片機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)際情況，選擇方案一為無(wú)功功率補(bǔ)償方案。2.4系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.4.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)組成圖1系統(tǒng)框圖通過(guò)2.2節(jié)方案選擇，本文已經(jīng)確定了系統(tǒng)總體的方案設(shè)計(jì)。如圖1所示為系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)硬件電路系統(tǒng)硬件電路包括功率因數(shù)測(cè)量電路，信號(hào)調(diào)理電路，AD數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，電容投切電路，液晶顯示器（lcd1602字符型液晶），數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路6大部分。2.4.2系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理，系統(tǒng)是基于51單片機(jī)的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)中，利用51單片機(jī)作為主控制器，利用電壓電流互感器將電網(wǎng)上的電壓電流變換成在以?xún)?nèi)的小信號(hào)，經(jīng)過(guò)過(guò)零比較電路將信號(hào)轉(zhuǎn)換成與原信號(hào)正弦波同相位的方波，然后分別將這兩個(gè)方波信號(hào)輸送給51單片機(jī)兩個(gè)外部中斷，分別利用著兩個(gè)外部中斷控制51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的啟動(dòng)和停止，利用兩個(gè)方波的下降沿來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)方波的之間的時(shí)間差，通過(guò)時(shí)間差就可以求出相位差，功率因數(shù)就是；測(cè)量出功率應(yīng)屬后通過(guò)利用單片機(jī)的內(nèi)部運(yùn)算計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)碾娙葜?，通過(guò)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)繼電器來(lái)控制并聯(lián)電容的投切，從而使電網(wǎng)的功率因數(shù)達(dá)到0.95以上。另外在系統(tǒng)中，還對(duì)系統(tǒng)的電壓電流進(jìn)行了測(cè)量，利用幅值檢測(cè)電路將正弦波信號(hào)幅值檢測(cè)出來(lái)，通過(guò)利用AD0832分別測(cè)量電網(wǎng)電壓以及電流值，并且計(jì)算出當(dāng)前電網(wǎng)的有功功率和武功功率。系統(tǒng)還設(shè)置了包括以液晶LCD1602和鍵盤(pán)構(gòu)成的人及交互電路，在人機(jī)交互電路中，利用指示燈指示系統(tǒng)功率因數(shù)的測(cè)量是否在正確的運(yùn)行，利用液晶1602來(lái)顯示電網(wǎng)的電壓，電流以及功率因數(shù)等參數(shù)，也可以顯示對(duì)比補(bǔ)償前后的功率因數(shù)的變化，用于這些測(cè)量可以方便的得出補(bǔ)償前后系統(tǒng)的特性。

3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)如圖1所示中，本設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)包括6大部分電路。3.1功率因數(shù)測(cè)量電路3.1.1功率因數(shù)測(cè)量原理本設(shè)計(jì)中采用51單片機(jī)的INT0和INT1接收的信號(hào)的時(shí)間差來(lái)測(cè)量功率因數(shù)，下面介紹功率因數(shù)測(cè)量的原理。功率因數(shù)是交流電路中電壓與電流之間的相位差的余弦。在我國(guó)，電網(wǎng)的交流信號(hào)的頻率f和周期T都是知道得，所以功率因數(shù)可以根據(jù)電壓，電流之間相位差對(duì)應(yīng)的時(shí)間差t計(jì)算求得。其計(jì)算公式為：周期（1）相位差（2）功率因數(shù)（3）交流電頻率為50Hz，則周期為20ms。由于功率因數(shù)的大小在零到一之間，因此t會(huì)在0到5ms。當(dāng)大于5ms，假設(shè)時(shí)間差為，則處理方法為：可以根據(jù)計(jì)數(shù)值T確定負(fù)載特性。當(dāng)計(jì)數(shù)值T小于10ms，電壓信號(hào)超前電流信號(hào)，負(fù)載呈感性；當(dāng)計(jì)數(shù)值T大于10ms，電壓信號(hào)滯后電流信號(hào)，負(fù)載呈容性。3.1.2基于單片機(jī)的測(cè)量原理分析本設(shè)計(jì)中利用測(cè)量方法如圖2所示。在改系統(tǒng)中主要由單片機(jī)電路，顯示電路，兩個(gè)過(guò)零比較電路構(gòu)成。圖2系統(tǒng)硬件電路組成框圖在本次設(shè)計(jì)中，模塊采用兩個(gè)比較器使交流小信號(hào)變換成同相位的方波信號(hào)，在信號(hào)中，利用兩個(gè)外部中斷的中斷函數(shù)來(lái)控制定時(shí)器1或者2的的啟動(dòng)或者停止，因?yàn)樽儞Q來(lái)的方波信號(hào)和原來(lái)的交流小信號(hào)具有相同的相位和周期，都是50Hz的信號(hào)，通過(guò)運(yùn)用定時(shí)器來(lái)計(jì)算出兩個(gè)交流信號(hào)下降沿的的時(shí)間差，就可以計(jì)算出兩個(gè)信號(hào)的相位差，通過(guò)公式（1）（2）（3）可以換算得到系統(tǒng)的功率因數(shù)。在得到系統(tǒng)的功率因素時(shí)，使用系統(tǒng)的顯示液晶1602可以輕松的講功率因數(shù)顯示在相應(yīng)的系統(tǒng)中。在本設(shè)計(jì)中外部中斷都采用下降沿來(lái)開(kāi)啟中斷，進(jìn)入中斷后一個(gè)外部中斷用來(lái)開(kāi)啟定時(shí)器，另一個(gè)用來(lái)管段定時(shí)器，計(jì)算出這個(gè)時(shí)間差就完成了功率因數(shù)的測(cè)量。圖3外部中斷的時(shí)序圖3.1.3基于單片機(jī)的無(wú)功功率因數(shù)測(cè)量電路設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，采用電流傳感器和電壓傳感器將單相交流信號(hào)上的電壓信號(hào)和電流信號(hào)采集出來(lái)，經(jīng)過(guò)由運(yùn)放組成的過(guò)零比較器，將電壓型號(hào)和電流信號(hào)分別變換成同頻率的方波。過(guò)零比較器的工作原理是當(dāng)信號(hào)在0之上的時(shí)候，高電平就是它的輸出，而當(dāng)信號(hào)的值在0之下的時(shí)候，低電平就是它的輸出了，這樣輸入的信號(hào)就可以轉(zhuǎn)換成原來(lái)頻率的方波信號(hào)。在電壓互感器中，電壓互感器測(cè)量過(guò)程中將電壓互感器并聯(lián)到單相交流電源的兩端，由于運(yùn)放供電的電壓不是很高，所以在輸入給運(yùn)放的電壓不易過(guò)高，由于整個(gè)系統(tǒng)需用的是5V電壓作為供電電源，所以在本設(shè)計(jì)中選取電壓互感器的次級(jí)端串接兩個(gè)分壓電阻R23和R24，大小分別為59k和1k，采樣比為1/60,這樣將0-220V電壓信號(hào)U1變換得到0-3.67V的交流電壓小信號(hào)U2，用變比公式為可以求得上面的變化比。然后經(jīng)過(guò)過(guò)零比較器器把交流電壓信號(hào)變換同相位，同頻率的方波信號(hào)，并且把這個(gè)方波信號(hào)提供單片機(jī)的外部中端口0使用。如圖4所示。圖4電壓信號(hào)測(cè)量相位電路圖在電流互感器中，電流互感器測(cè)量過(guò)程中將電流互感器串聯(lián)到單相交流電源的負(fù)載中在電壓互感器的次級(jí)端串接兩個(gè)分壓電阻R22和R33，大小分別為9k和1k,采樣比為1/10,并且電流互感器的變比K=10，則將電流信號(hào)通過(guò)次級(jí)的電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后可以將系統(tǒng)的0-100A的電流信號(hào)I1轉(zhuǎn)換成0-5V的電壓小信號(hào)U2。然后經(jīng)過(guò)LM339組成的過(guò)零比較器器將此交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成同相位方波信號(hào)，供給單片機(jī)的外部中端口1使用。如圖5所示。圖5電流號(hào)測(cè)量相位電路圖3.2模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)交流信號(hào)的峰值檢測(cè)電路有很多種，它的作用是將交流信號(hào)的峰值通過(guò)檢測(cè)電路將交流信號(hào)變換成為一個(gè)直流信號(hào)，直流信號(hào)的電壓值為交流信號(hào)的峰值。詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)如圖6所示：圖6峰值檢測(cè)電路在圖6所示電路中所示，此電路原理是通過(guò)二極管的單向?qū)ㄌ匦?，用交流信?hào)不斷的給后級(jí)電容充電，當(dāng)交流信號(hào)的電壓大于電容的電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，給電容充電，電容的電壓不斷升高，當(dāng)交流信號(hào)的電壓小于電容電壓的時(shí)候，二極管的截止，電容電壓保持在前一刻值，最終使電容電壓保持在交流信號(hào)的峰值。電容兩側(cè)并聯(lián)100M電阻的作用是，在交流信號(hào)峰值變化時(shí)，可以使用這個(gè)旁路將電容的電放掉，但是這個(gè)電阻不能夠取的太小，太小電容放電太快，電容兩端的電壓不穩(wěn)定，輸出的直流電壓將是一個(gè)三角波；太大，電容放電太慢，當(dāng)交流信號(hào)的峰值變化時(shí)，電路反應(yīng)時(shí)間很慢，甚至電容兩端電壓在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持在原來(lái)的值上，從而不便于信號(hào)值的測(cè)量。而這一個(gè)電路中由于二極管的壓降為0.4V，所以利用這個(gè)原理使電容兩側(cè)電壓始終保持為交流信號(hào)的峰值減去二極管的壓降。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路如圖7所示，為了充分的利用控制器I\O端口資源，本社就選用通用串行ADC0832作為本設(shè)計(jì)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，圖中的兩個(gè)ADC分別是測(cè)量電壓和電流的信號(hào)，具體控制信號(hào)詳見(jiàn)途中的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。如圖7所示，CS端口接P30是控制ADC0832的使能的，當(dāng)為高電平時(shí)，ADC0832不工作，當(dāng)為低電平的時(shí)候，ADC0832開(kāi)始工作；CLK端口接P31為它的時(shí)鐘，為數(shù)據(jù)讀寫(xiě)提供時(shí)鐘源；DI端口接P34為它的寫(xiě)輸入口，用來(lái)通過(guò)單片機(jī)向它寫(xiě)入一些控制命令；DO端口接P35為輸出端口，用來(lái)向單片機(jī)輸出采樣的結(jié)果，由于本次設(shè)計(jì)中采用的是STC89C52，它的I/O口既可以讀也可以寫(xiě)，所以當(dāng)端口不夠用的時(shí)候可以將DI和DO用一個(gè)引腳控制。圖7ADC0832采樣電路電路在完成圖6的信號(hào)處理后，將輸出的信號(hào)送給ADC0832來(lái)采樣，通過(guò)前級(jí)的信號(hào)調(diào)理電路中信號(hào)處理，將輸入給ADC0832的信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-5V的直流電壓信號(hào)。經(jīng)過(guò)ADC的采樣便可以求得電壓電流信號(hào)的峰值。ADC0832是國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一款經(jīng)典的8位單通道ADC芯片。該芯片采用電壓逐次比較的方式將模擬信號(hào)量化為數(shù)字信號(hào)。并通過(guò)三條串行總線將量化后的8位數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器。如圖7所示，ADC0832中使用的電壓參考源和電源共用一只腳VCC，在本設(shè)計(jì)中，使用兩個(gè)ADC0832分別對(duì)電壓電流進(jìn)行采樣，采樣得到的值是0-255的數(shù)值。經(jīng)過(guò)前面分析，電壓電流通過(guò)互感器得到的變比分別為k1=60,電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的變比k2=100,而通過(guò)圖6變換的來(lái)的電壓信號(hào)是峰值，這里給定的是有效值U。則由變換公式可以求得交流信號(hào)的有效值U;假設(shè)測(cè)量得到的電壓對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)位。則由以下公式可以求得電壓和電流的值分別為：（4）（5）上面公式的簡(jiǎn)述：由ADC0832的硬件設(shè)施，我們可以知道它的量程為256，而工作電壓是5V，所以可以根據(jù)算出U，這個(gè)U就是峰值檢測(cè)電路的輸出電壓，這個(gè)電壓加上二極管的壓降0.4V，則為電壓電流傳感器輸出電壓：U1=U+0.4，則U1乘以變比就為測(cè)量信號(hào)的峰值，除以就為所測(cè)信號(hào)的有效值通過(guò)式（4）（5）中的關(guān)系，可以在程序編寫(xiě)中通過(guò)化簡(jiǎn)后得到相應(yīng)的計(jì)算，從而簡(jiǎn)化單片機(jī)運(yùn)行的時(shí)間。使用兩片ADC0832分別來(lái)對(duì)電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行采樣，可以有效的避免他們之間的相互干擾，可以方便快捷的測(cè)得每時(shí)每刻電壓電流信號(hào)。3.3單片機(jī)控制單元設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中的控制系統(tǒng)包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，和液晶顯示電路兩部分。單片機(jī)采用宏晶公司生產(chǎn)的STC89C52，該芯片是基于51核，馮諾依曼架構(gòu)的一款8位微處理器。顯示電路采用的是成本低廉的LCD1602來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的數(shù)碼管顯示。3.3.1單片機(jī)的介紹單片機(jī)是單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱(chēng)，因?yàn)樗诳刂祁I(lǐng)域的靈活和便利，所以又叫微控制器。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)個(gè)的集成電路芯片組成了單片機(jī)，里面含有一些基本部件：比如CPU；MEMORY；I/O接口電路等等。所以只要一些合適的硬件設(shè)備加上軟件，讓它們跟單片機(jī)組合起來(lái)，這樣就可以變?yōu)橐粋€(gè)單片機(jī)的控制系統(tǒng)。（1）STC89C52介紹：STC89C52是51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，在它的內(nèi)部含有CentralProcessingUnit、RAM、ROM、Timer/counter、并行/串行接口和中斷系統(tǒng)的幾個(gè)組成部件還有控制control、數(shù)據(jù)imformation、地址add等3大總線。中央處理器(CPU)在整個(gè)單片機(jī)中的身份是一位“核心成員”,這個(gè)處理器的數(shù)據(jù)寬度是八位的,所以對(duì)于8位二進(jìn)制代碼來(lái)說(shuō)，處理起來(lái)得心應(yīng)手，在整個(gè)單元系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理的元件就是CPU，并且讓它們工作在合適的位置,完成了運(yùn)算和I/O控制和其他的一些操作。在本次設(shè)計(jì)中我們選的是STC89C52單片機(jī)，它是一種微處理器，既可以編程又可以去除的高性能存儲(chǔ)器。這種單片機(jī)采用了高保密的技術(shù)制造，而且不容易丟失程序，罪重要的是它跟原來(lái)設(shè)計(jì)的單片機(jī)的輸出口等等都是兼容的。所以在本次設(shè)計(jì)中，我們選的STC89C52是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，并且這是一種很方便，有很經(jīng)濟(jì)的方案。如圖8所示是常用的一種單片機(jī)，型號(hào)為STC89C52。圖8STC89C52管腳分布●VCC：是為單片機(jī)運(yùn)行提供電壓的，●GND：為了安全，所以需要有接地?！馪0口：這些口其實(shí)是八位的漏級(jí)輸入/輸出口。如果在P1口輸入高電平的時(shí)候，那么我們可以確定為高電阻輸入。當(dāng)進(jìn)行程序編譯的時(shí)候，它可以當(dāng)做原碼的輸入，當(dāng)運(yùn)行的時(shí)候，它就當(dāng)做原碼的輸出，這個(gè)時(shí)候它的外部就需要拉高?！馪1口：是一個(gè)八位的雙向輸入/輸出口，并且可以提供上拉電阻?！馪2口：P2口跟P1口差不多。但是當(dāng)它作為外面存儲(chǔ)器的時(shí)候，在輸出地址1，它就可以用里面的上拉電阻，當(dāng)作為外面存儲(chǔ)器進(jìn)行工作的時(shí)候，它就會(huì)輸出其存儲(chǔ)的內(nèi)容?！馪3口：P3口的基本物理性質(zhì)跟P1和P2差不多。當(dāng)它被輸入1之后，就可以上拉成高電平信號(hào)，而且可以作為輸入P3口也可作為STC89C52的一些特殊功能口。（2）振蕩器特性：XTAL1口是反向放大器的的輸入口，而另外一個(gè)口XTAL2是反向放大器的輸出口。在實(shí)際中，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，我們就可以把這個(gè)放大器作為內(nèi)置的振蕩器。在本次設(shè)計(jì)中，我們需要用外面的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器件，所以，我們對(duì)XTAL2口應(yīng)采取閑置。如果有需要的信號(hào)要輸送到里面，那么時(shí)鐘信號(hào)就必須要流過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，所以，對(duì)于外面信號(hào)的脈沖寬度我們可以不做要求，但是我們一定要確定這個(gè)信號(hào)的電平的寬度。（3）STC89C52的特點(diǎn)和應(yīng)用它有如下一些特點(diǎn)：1）、它能跟其他的51系列元件很好的組合；2）、它的flashmemory是可以多次編程的；3）、它的工作電壓很低，只有2.7-6；4）、可以在靜態(tài)的狀態(tài)下面工作；5）、它的memory有鎖定的功能，可以防止篡改；6）、它的輸入/輸出數(shù)據(jù)線有15條之多；7）、Timer/Counter都是16位的，并且每樣都有2個(gè)；8）、為了工作方便，中斷源也有6個(gè)；9）、它有3個(gè)電壓比較器，且都是準(zhǔn)確度很高的高精度；10）、它還有直接可以讓LCD動(dòng)作的接口。根據(jù)上面的介紹，我們知道，單片機(jī)有很多的好處比如體積不大，消耗的能量小，很容易和其他的設(shè)備組合起來(lái)，所以如果能跟各種傳輸設(shè)備連接，可以對(duì)各種需要進(jìn)行測(cè)量的進(jìn)行測(cè)量，比如電壓，功率等等。所以，在實(shí)際中，如果用單片機(jī)代替電子電路控制的話，那樣就會(huì)智能多了；用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣化的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用STC89C52的外部中斷和定時(shí)器中斷等片上自帶的外部資源3.3.2中斷系統(tǒng)一個(gè)外部的突發(fā)情況進(jìn)入到處理器中，那么處理器就會(huì)中斷，這是一個(gè)對(duì)處理器很重要的一個(gè)技術(shù)。處理器在正常的運(yùn)行中的時(shí)候，如果外面有個(gè)中斷的請(qǐng)求道那里面，就能夠很迅速的地進(jìn)行反應(yīng)，而在反應(yīng)完成后又可以馬上回到斷點(diǎn)，繼續(xù)去完成原來(lái)未完成的事。而中斷源就是我們對(duì)于引起中斷或者發(fā)出中斷的這一類(lèi)來(lái)源的稱(chēng)呼。很明顯，中斷源可以分為兩個(gè)大類(lèi)，就是發(fā)生在硬件中的或者軟件中，而在硬件中的中斷源還可以分成發(fā)生在外部的和發(fā)生在內(nèi)部的兩種。在本設(shè)計(jì)中我們就可以運(yùn)用到外部中斷，因?yàn)橥獠恐袛嗍峭獠吭O(shè)備發(fā)出的，比如：Timer發(fā)出的中斷信號(hào)等。并且由外部中斷的原理來(lái)說(shuō)，外部中斷在我們想讓它不發(fā)生的時(shí)候可以不發(fā)生，所以，我們可以運(yùn)用一種中斷管理器來(lái)控制中斷。3.3.3定時(shí)器在單片機(jī)的定時(shí)器里面有兩個(gè)十六位的Timer/counter，在它們里面有些特殊的寄存器，用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，它們都是可以被編程的，所以，我們可以通過(guò)編程用來(lái)控制這些寄存器，這樣就可以讓單片機(jī)工作在我們想要的狀態(tài)。下面我們對(duì)它們的特性進(jìn)行闡述。51單片機(jī)內(nèi)部的Timer/counter兩個(gè)結(jié)構(gòu)是相似的，TL0和TH0兩個(gè)功能相反的寄存器構(gòu)成了Timer的其中一個(gè)對(duì)應(yīng)的寄存器T0，同樣的是TL1和TH1這兩個(gè)功能相反的寄存器就組成了Timer的另外一個(gè)寄存器T1。而用來(lái)對(duì)Timer進(jìn)行控制，使它工作在我們需要的方式的寄存器是TMOD，而用來(lái)控制Timer的兩個(gè)寄存器T0和T1的動(dòng)作則是TCON。所以由上面可以知道，在我們進(jìn)行程序仿真的時(shí)候，為了防止上一次的仿真對(duì)本次的仿真造成影響，在一開(kāi)始時(shí)我們就要對(duì)Timer里面所有的寄存器進(jìn)行初始化，這樣我們才能確定Timer的運(yùn)行狀態(tài)和T1和T0的動(dòng)作。3.3.4顯示部分在這次設(shè)計(jì)中，我們選擇LCD1602圖9LCD1602液晶這個(gè)液晶顯示器是一個(gè)用在工業(yè)中顯示字符的顯示器，32個(gè)字符是它所能一起顯示出來(lái)的極限。字符型液晶又是LCD1602的另一個(gè)稱(chēng)呼，如圖8所示。26個(gè)字母、10個(gè)數(shù)字、還有不同的符號(hào)等這些都能被它顯示出來(lái)。很多個(gè)5x1之類(lèi)的點(diǎn)陣位構(gòu)成了1602，而每一個(gè)要顯示的東西都能被這些點(diǎn)陣位顯示出來(lái)，而且這些位里面無(wú)論是橫著的位還是豎之間的位都有一定的距離，這樣就有了了字符之間的行間距的用處，但是也正因?yàn)槭沁@樣的，所以顯示出來(lái)的圖形的效果就不是很好了（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD的意義是指它能顯示的東西是16x2,也就是說(shuō)它可以讓需要顯示的東西變?yōu)閮尚校诿恳恍兄卸加惺鶄€(gè)用來(lái)顯示數(shù)據(jù)的模塊來(lái)顯示內(nèi)容。在當(dāng)前，我們所知道的的大多數(shù)液晶顯示器都是根據(jù)HD44780來(lái)設(shè)計(jì)的，雖然型號(hào)可能不相同，但是大多數(shù)的運(yùn)行原理是相同的，所以這些顯示器的控制程序都可以用那控制44780的程序。3.3.5控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)如圖10所示為系統(tǒng)控制電路系統(tǒng)電路原理圖。又C1,S3，R10組成復(fù)位電路，由數(shù)據(jù)手冊(cè)知51單片機(jī)為高電平復(fù)位，單片機(jī)上電時(shí)，電容C1和R10組成的RC電路中電容緩慢充電，使RST端保持一個(gè)幾個(gè)微秒的高電平，使單片機(jī)上電復(fù)位，當(dāng)電容C1充滿(mǎn)電后RST腳電平通過(guò)下拉電阻將電平拉低為零，單片機(jī)開(kāi)始進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，復(fù)位完成。當(dāng)單片機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，通過(guò)按下按鍵S3也可以形成一個(gè)高電平狀態(tài)，使單片機(jī)手動(dòng)復(fù)位。電路中為了計(jì)時(shí)方便計(jì)算，本設(shè)計(jì)的晶振選用12MHz無(wú)源外部晶振。配合兩個(gè)起振電容C2,C3。形成晶體諧振電路為單片機(jī)提供一個(gè)12MHz的穩(wěn)定的時(shí)鐘源。為了方便起振，起振電容選用22pF。電壓電流的信號(hào)通過(guò)過(guò)零比較電路后，直接送到單片機(jī)的INT0和INT1口。這樣單片機(jī)就能及時(shí)的捕捉到傳感器信號(hào)。LCD液晶接口電路如圖10右所示。本設(shè)計(jì)中液晶主要用于功率因數(shù)和電壓電流信號(hào)的動(dòng)態(tài)顯示。由于液晶顯示以及程序設(shè)計(jì)靈活，可以省去數(shù)碼管顯示的繁瑣操作。同時(shí)液晶顯示顯得更人性化。加上現(xiàn)在液晶成本低廉，在本設(shè)計(jì)中是一個(gè)很好的選擇。圖中單片機(jī)的P0口作為液晶顯示的數(shù)據(jù)端口。由于51單片機(jī)設(shè)計(jì)者為了滿(mǎn)足多電平的兼容性。在這次設(shè)計(jì)中，P0口作為顯示電路的輸出口，因?yàn)檩敵隹陔娐返氖羌姌O開(kāi)路，所以可以當(dāng)做液晶的數(shù)據(jù)端口。以保證單片機(jī)輸出1時(shí)，液晶數(shù)據(jù)口接收到的信號(hào)為高電平。由于LED的導(dǎo)通電流為10mA所以需在電路上加上限流電阻，因電源電壓為5V，所以在此為保證燈的亮度，選擇470Ω的電阻限流，此電路用做顯示中斷進(jìn)入成功。圖10控制器最小系統(tǒng)3.3.6存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)本次電路中使用64位非遺失性鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器，它是一種串行非易失性記憶體，它的邏輯結(jié)構(gòu)為8192*8位，接口為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的兩線接口，與串行EEPROM的功能操作相似，不同之處在于鐵電存儲(chǔ)器比EEPROM寫(xiě)的速度快的多，無(wú)延時(shí),如圖11所示。圖11存儲(chǔ)電路圖在本次設(shè)計(jì)中，采用工業(yè)上傳統(tǒng)的二線接口，通過(guò)I2C協(xié)議進(jìn)行通信，由于本次設(shè)計(jì)中擁有大量的需要單片機(jī)控制的電路，所以使用此種存儲(chǔ)器可以有效的解決單片機(jī)I/O口不夠用的情況。在本次電路中，將單片機(jī)的P36和P37分別用來(lái)讀寫(xiě)FM24C64，可以充分利用單片機(jī)資源，先使用I2C協(xié)議將此款存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)函數(shù)寫(xiě)出來(lái)，當(dāng)有數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)的時(shí)候，調(diào)用寫(xiě)命令，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到指定的存儲(chǔ)單元，當(dāng)要讀存儲(chǔ)器的數(shù)值的時(shí)候，調(diào)用讀命令將對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的數(shù)值賦給一個(gè)變量即可，另外在本設(shè)計(jì)中使用此款存儲(chǔ)電路用來(lái)存儲(chǔ)前一次的功率因數(shù)，并且在數(shù)據(jù)顯示的過(guò)程中，將存儲(chǔ)的功率因數(shù)顯示到屏幕中去。3.4電容投切電路設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中，核心部分就是無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜魍肚须娐返脑O(shè)計(jì)，并且核心控制程序也是關(guān)于無(wú)功補(bǔ)償?shù)某绦蛟O(shè)計(jì)。3.4.1電容投切原理根據(jù)設(shè)計(jì)的要求每次投切都需保證功率因素cos∮能從0.65達(dá)到0.95左右，所以此裝置設(shè)計(jì)了幾乎每種可能的需要無(wú)功補(bǔ)償?shù)那闆r。把功率因素從0.6到0.95的所有情況都整理出來(lái)，計(jì)算出電容值，用來(lái)確定電容容量的具體的分配。通過(guò)計(jì)算功率因數(shù)，把計(jì)算出來(lái)的數(shù)字和我們?cè)瓉?lái)設(shè)定好的數(shù)字比較下，根據(jù)比較的結(jié)果，送到單片機(jī)里面，讓單片機(jī)自己運(yùn)行需要幾組電容器。為了防止其他器件的干擾和電路里面可能出現(xiàn)的電流電壓的震蕩，所以我們用來(lái)投切器件用SSR-50DA固態(tài)繼電器。而SSR-50DA固態(tài)繼電器為雙向可控硅輸出，零電壓開(kāi)啟，零電流關(guān)斷；輸入回路與輸出回路之間有光電隔離很好的保證了抗干擾性。SSR-50DA的控制電壓大概是3到32伏特的直流電壓,因此，要讓它正常的運(yùn)行，那么需要在輸入端加上1個(gè)TTL信號(hào)。而且為了實(shí)現(xiàn)這次設(shè)計(jì)，在單片機(jī)的輸出投切信號(hào)的端口要跟1個(gè)三極管相連，所以三極管和繼電器可以進(jìn)行同時(shí)的導(dǎo)通和斷開(kāi)。負(fù)載電壓能達(dá)到24-380VAC，完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。本次設(shè)計(jì)中就選用SSR-50DA固態(tài)繼電器作為電容投切的繼電器，通過(guò)使用單片機(jī)輸出電平信號(hào)來(lái)控制繼電器的通斷。單元電路原理圖如圖12所示。圖12SSR固態(tài)繼電器及驅(qū)動(dòng)電路圖3.4.2電容投切電路設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中，使用的是PNP型的三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器。在電路中一共使用了八組繼電器，每個(gè)繼電器控制一個(gè)電容的投切，分別用單片機(jī)的P2口控制，電容的值呈現(xiàn)二進(jìn)制編排，選擇相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電阻R12可以控制驅(qū)動(dòng)電流的大小，設(shè)置100完全可以使繼電器工作。圖13無(wú)功補(bǔ)償電容投切電路及其控制電路電路圖如圖13所示：無(wú)功補(bǔ)償電容投切電路由繼電器，三極管以及電容構(gòu)成，其工作原理如下，通過(guò)單片機(jī)的P2.0口來(lái)控制PNP三極管的導(dǎo)通與截止，由三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器的通斷，從而控制電容是否投切到網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為HH的線路中，當(dāng)單片機(jī)P2.0輸入高電平時(shí)，三極管截止，繼電器斷開(kāi)，電容不投切，當(dāng)單片機(jī)P2.0輸入低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器閉合，電容投切到電路中。在本次設(shè)計(jì)中選取8路此種電容投切電路并聯(lián)，由于電容并聯(lián)是相當(dāng)于容值相加，所以選取不同容值到投切到電路中，可以組成一系列的電容值，可以方便的程序的控制。3.5電源電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)供電電源為5V，由于運(yùn)放和外部存儲(chǔ)單元以及ADC電路都屬對(duì)電源的紋波要求較高，所以系統(tǒng)供電采用線性電源。系統(tǒng)電源電路如圖14所示。所接電源為220V交流市電。通過(guò)工頻變壓器將電壓降壓到9V后，整流濾波為直流電，然后再經(jīng)過(guò)5V的三端穩(wěn)壓器將電壓穩(wěn)定為5V的直流電壓輸出為信號(hào)調(diào)理電路，單片機(jī)電路等整個(gè)系統(tǒng)供電。圖14系統(tǒng)電源電路如圖14所示，電路圖的原理如下，220V交流電經(jīng)過(guò)線性變壓器T1變壓后轉(zhuǎn)換成一個(gè)峰值比較小的交流信號(hào)，通過(guò)整流橋后，交流小信號(hào)變換成一個(gè)脈動(dòng)的直流信號(hào)，經(jīng)過(guò)后級(jí)的電容C14和C11的濾波，信號(hào)變換成一個(gè)脈動(dòng)很小的直流信號(hào)，通過(guò)5V的穩(wěn)壓器構(gòu)成的穩(wěn)壓電路后，輸出5V的直流電壓，后級(jí)接兩個(gè)電容用于穩(wěn)壓以及減少輸出電壓的的脈動(dòng)。建立起這個(gè)一個(gè)系統(tǒng)供電電源后，便可以向存儲(chǔ)單元，單片機(jī)以及液晶，還有ADC和運(yùn)放供電，使他們正常的工作。在本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的目標(biāo)是對(duì)于220V交流電的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)，由于系統(tǒng)要計(jì)算電容的補(bǔ)償量，需要對(duì)系統(tǒng)的各種阻抗分析，所以這個(gè)輔助電源最好不能接到電網(wǎng)中，接到電網(wǎng)中將給電網(wǎng)帶來(lái)很大的不確定因素，導(dǎo)致不能定量的分析，但是當(dāng)系統(tǒng)補(bǔ)償設(shè)計(jì)完成后，可以將這個(gè)輔助電源上掛到系統(tǒng)中。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹本設(shè)計(jì)中選用德國(guó)KEIL公司推出的uVision4集成開(kāi)發(fā)環(huán)境作為主機(jī)程序設(shè)計(jì)的編譯器。在這個(gè)軟件中，我們可以用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序，生成HEX文件用在其他的仿真軟件中進(jìn)行仿真。4.1.1C語(yǔ)言介紹C語(yǔ)言在發(fā)展初就是為了方便人們使用的，所以，在開(kāi)始就讓它結(jié)構(gòu)化。其次，它豐富的運(yùn)算和數(shù)據(jù)類(lèi)型，便于實(shí)現(xiàn)各類(lèi)復(fù)雜的數(shù)據(jù)解耦。不僅可用于系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)，同時(shí)也適用于應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。另外，C語(yǔ)言還有效率高的，可移植性強(qiáng)等特點(diǎn)。例如，原來(lái)使用的匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，由于別人編寫(xiě)的程序不易被讀懂，在一段時(shí)間后再去做升級(jí)和維護(hù)就會(huì)感覺(jué)非常的不方便。但在使用和維護(hù)C語(yǔ)言編寫(xiě)的程序時(shí)，就不會(huì)遇到這樣的困擾，這時(shí)候C語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)就大大的體現(xiàn)出來(lái)了。4.2軟件總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)主要分為主程序設(shè)計(jì)和中斷程序設(shè)計(jì)兩大部分。其中主程序主要完成電容的投切，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及顯示，中斷程序?yàn)閮蓚€(gè)外部中斷，分別用于ADC0832測(cè)量系統(tǒng)的電壓以及電流，最主要的是測(cè)量電壓信號(hào)和電流信號(hào)的相位差。本節(jié)將分別對(duì)系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)和中斷程序設(shè)計(jì)作詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明。同時(shí)對(duì)于電容投切理論以及程序設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。4.2.1系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中主程序流程圖如圖13所示。系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后首先進(jìn)行初始化,包括定時(shí)器,中斷,ADC，存儲(chǔ)器以及液晶顯示器的初始化。通過(guò)初始化，將系統(tǒng)的一切外設(shè)配置好。將定時(shí)器的定時(shí)值配置好，初始化完成后，開(kāi)啟中斷。此時(shí)ADC開(kāi)始實(shí)時(shí)電壓電流的數(shù)據(jù)，并將電壓電流數(shù)據(jù)顯示到液晶顯示器上。同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的功率因數(shù)，并且將系統(tǒng)的功率因數(shù)校正到0.95以上。具體如圖15所示。圖15系統(tǒng)主程序流程圖用戶(hù)設(shè)置完成后，開(kāi)啟中斷，實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)的功率因數(shù)角以及電壓電流的信號(hào)，當(dāng)功率因數(shù)不滿(mǎn)足要求的時(shí)候，開(kāi)啟系統(tǒng)電容投切程序，將系統(tǒng)的功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95以上，當(dāng)滿(mǎn)足要求后，將補(bǔ)償前的功率因數(shù)角存入到存儲(chǔ)器中，并且實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的電壓值電流值以及功率因數(shù)角。4.3.2系統(tǒng)中斷程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中的中斷程序是一個(gè)非常重要的程序，程序功能包括功能因數(shù)測(cè)量和電流電壓的采集，這個(gè)程序相當(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)的眼睛的作用。該中斷程序包括兩個(gè)外部中斷，以及定時(shí)器1工作在定時(shí)模式，用于計(jì)量功率因數(shù)角度。兩個(gè)外部中斷分別工作在下降沿模式，用兩個(gè)外部中斷程序來(lái)控制定時(shí)器1的啟停，這樣根據(jù)圖3所示原理，就可以很方便的測(cè)量出系統(tǒng)的功率因數(shù)角度。中斷程序流程圖如圖16所示。圖16外部中斷流程圖為了方便運(yùn)算，本設(shè)計(jì)中定時(shí)器工作于方式1，采用16位定時(shí)的方式。計(jì)數(shù)最大值為65535。定時(shí)器初值計(jì)算方法為：由于選用的16位定時(shí)法。當(dāng)通過(guò)外部中斷控制定時(shí)器開(kāi)啟時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)計(jì)數(shù)，一直等到另外一個(gè)中斷來(lái)停止計(jì)數(shù)器，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，定時(shí)向上累加的值便是兩個(gè)下降沿的時(shí)間差，由于系統(tǒng)的時(shí)鐘是沒(méi)1us計(jì)數(shù)一次，便可以方便的計(jì)算出系統(tǒng)的兩個(gè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的相位差。每次使用定時(shí)器后需要使定時(shí)器清零，如下：TH1=0TL1=0使用外部中斷可以方便控制定時(shí)器1的使能TR1的值，從而方便的控制定時(shí)器是否開(kāi)始計(jì)數(shù)，是否清零，使用這種辦法測(cè)量?jī)蓚€(gè)方波信號(hào)的相位差，具有很明顯的優(yōu)勢(shì)，并且系統(tǒng)占用的自然較少，且精度較高。在實(shí)際的測(cè)量電力系統(tǒng)的功率因數(shù)的時(shí)候，這也是一種最為簡(jiǎn)單最為方便的方法，特別是對(duì)于在系統(tǒng)中對(duì)于控制器成本要求比較高的環(huán)境中，這也可以很大程度上節(jié)約成本。4.3.3電容投切程序設(shè)計(jì)電容控制透氣程序是本次程序設(shè)計(jì)中的核心程序，其中包括電容的智能增減，電容投切多少的問(wèn)題。在計(jì)算投切的過(guò)程中需要理論依據(jù)，為補(bǔ)償前的功率因數(shù)，是補(bǔ)償后的功率因素，P是系統(tǒng)的功率，則計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)碾娙菘梢杂檬?和式2計(jì)算得到公式3.（1）（2）（3）通過(guò)用公式3就可以通過(guò)測(cè)量出需要補(bǔ)償?shù)碾娙葜担趯?shí)際的計(jì)算中將電容的值分別設(shè)計(jì)為25uF,50uF,100uF,200uF,400uF,800uF,1600F,3200uF八組電容值，計(jì)算出電容C后，用得到的電容C除以25uF就可得到一個(gè)數(shù)值N,將這個(gè)N直接賦給控制端P2便可以得到相應(yīng)的電容值。在程序設(shè)計(jì)中，通過(guò)兩個(gè)定時(shí)器中斷測(cè)得的這兩個(gè)等效方波的時(shí)間差可以通過(guò)讀取定時(shí)器的TH1和TL0來(lái)實(shí)現(xiàn)，計(jì)算公式如下：(4)當(dāng)計(jì)算出兩個(gè)方波的時(shí)間差以后，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的定時(shí)周期是1，而工頻電壓電流信號(hào)的周期為,所以可以通過(guò)以下算式算出相位差：(5)例如：當(dāng)電感取用5mH的時(shí)候，此時(shí)可以通過(guò)仿真然間求得補(bǔ)償前的功率因數(shù)為0.65，補(bǔ)償完成后的功率因數(shù)為：0.95而此系統(tǒng)的電流為100A，電壓為220V，則系統(tǒng)需要補(bǔ)償?shù)碾娙轂椋憾诜抡嬷?，我們選擇1200uF進(jìn)行投切，防止一些誤差。所以，在仿真中我們需要補(bǔ)償?shù)碾娙萑缦卤肀?需求補(bǔ)償電容值5系統(tǒng)建模與仿真結(jié)果分析通過(guò)第3章和第4章設(shè)計(jì)，本文完成了系統(tǒng)硬件電路和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在本章節(jié)，本文將通過(guò)PROTEUS建模仿真。完成本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)調(diào)試，已驗(yàn)證本設(shè)計(jì)軟硬件設(shè)計(jì)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。5.1系統(tǒng)仿真環(huán)境介紹仿真軟件又稱(chēng)作為EDA工具，而其中一個(gè)很有名的軟件就是proteus，在這個(gè)軟件里面我們可以從最開(kāi)始的布置原理圖，到調(diào)試下所需要的程序和讓一些外面的硬件與單片機(jī)組合起來(lái)進(jìn)行仿真，最后到設(shè)計(jì)一個(gè)PCB板，也就是說(shuō)這個(gè)軟件可以真正的讓一個(gè)虛擬的概念變?yōu)橐粋€(gè)真正的電子器件，完成了由虛變實(shí)的的過(guò)程，而且proteus也是當(dāng)前仿真軟件領(lǐng)域中唯一的一個(gè)3合1的平臺(tái)，它將原理電路軟件，PCB板布置軟件，模仿現(xiàn)實(shí)仿真這3個(gè)非常有用的軟件組合起來(lái)了，并且8051,8086，ARM,AVR等等單片機(jī)都能被這個(gè)軟件的處理器支持。而且，proteus也在不斷的進(jìn)步中，它在2010年的時(shí)候，又在軟件里面添加了一些功能，比如數(shù)字信號(hào)處理，Cortex等系列的處理器。基于Proteus強(qiáng)大的仿真功能和多編譯環(huán)境的兼容性。本文選用Proteus作為本系統(tǒng)的建模仿真環(huán)境。5.2系統(tǒng)建模系統(tǒng)的模型如圖17所示，一般系統(tǒng)都是感性負(fù)載，系統(tǒng)可以用一個(gè)電阻和電感串聯(lián)起來(lái)表示，模擬正常系統(tǒng)的運(yùn)行，系統(tǒng)有220V交流源電阻，電感，電容構(gòu)成。在系統(tǒng)中，在節(jié)點(diǎn)HH處，補(bǔ)償電容C1，實(shí)際中C1是電容投切電路，通過(guò)改變電容大小可以方便測(cè)量出系統(tǒng)的功率因數(shù)，由于系統(tǒng)的要求電壓為220V，電流為100A，所以在系統(tǒng)中，由于要求系統(tǒng)電流為100A，所以當(dāng)補(bǔ)償完成后，系統(tǒng)的相當(dāng)于阻性負(fù)載,則可以取電阻為2.1，而功率因數(shù)通過(guò)計(jì)算，當(dāng)系統(tǒng)的電感為5mH時(shí)，系統(tǒng)的功率因數(shù)為0.65，當(dāng)系統(tǒng)的電感為15mH時(shí)，系統(tǒng)的功率因數(shù)為0.92,滿(mǎn)足系統(tǒng)的從功率因素0.65補(bǔ)償?shù)?.95的要求。這樣系統(tǒng)是跟實(shí)際情況相類(lèi)似的，不過(guò)在仿真中沒(méi)有現(xiàn)實(shí)中的霍爾傳感器，所以系統(tǒng)中用一個(gè)變壓器來(lái)側(cè)系統(tǒng)的電壓來(lái)?yè)Q算得到系統(tǒng)的電壓電流的相位，所以串聯(lián)到系統(tǒng)中的變壓器的后級(jí)會(huì)對(duì)系統(tǒng)有一定的影響，但是由于本系統(tǒng)采用的是循環(huán)掃描8組電容的方法，挑選一組最恰當(dāng)?shù)碾娙萃肚械较到y(tǒng)中，不會(huì)影響系統(tǒng)的功率因數(shù)校正。詳細(xì)的仿真圖見(jiàn)圖17中所示，電壓電流均用變壓器來(lái)采取，然后通過(guò)換算得到系統(tǒng)的功率因數(shù)腳。圖17傳系統(tǒng)建模電路圖圖18傳感器建模仿真圖根據(jù)無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?，本設(shè)計(jì)在Proteus建模仿真中，通過(guò)并聯(lián)電容可以輕松的改變系統(tǒng)的功率因數(shù)，也可以通過(guò)電壓表和電流表清楚的知道系統(tǒng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓電流值?；?1單片機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)的Proteus建模圖如圖18所示。根據(jù)硬件原理圖，我們可以在Proteus軟件中調(diào)出同樣型號(hào)的器件組成仿真系統(tǒng)。Proteus仿真建模原理圖詳見(jiàn)附錄。建立好原理圖后，將預(yù)先編譯通過(guò)的程序代碼中的HEX文件下載如單片機(jī)中即完成整個(gè)系統(tǒng)的建模。5.3系統(tǒng)仿真結(jié)果分析通過(guò)上一節(jié)的分析可以知道，通過(guò)液晶可以輕松的知道，當(dāng)前的運(yùn)行狀況，通過(guò)不斷的改變系統(tǒng)中的電感值，可以很方便的看到系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，以及系統(tǒng)的工作情況。下面分別介紹系統(tǒng)的歡迎界面，在閃爍兩次后，進(jìn)入到系統(tǒng)測(cè)量顯示程序中，通過(guò)改變電感值，分別設(shè)計(jì)在歡迎界面，5mH,7mH,9mH,11mH,13mH,15mH的仿真界面。如下圖19，圖20，圖21，圖22，圖23，圖24，圖25。圖19歡迎界面圖20電感5mH的時(shí)候補(bǔ)償顯示圖21電感7mH的時(shí)候補(bǔ)償顯示圖22電感9mH的時(shí)候補(bǔ)償顯示圖23電感11mH的時(shí)候顯示補(bǔ)償圖24電感13mH的時(shí)候補(bǔ)償顯示圖25電感15mH的時(shí)候補(bǔ)償顯示通過(guò)上面6個(gè)圖，我們可以分析得到，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行功率因數(shù)適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)的時(shí)候，系統(tǒng)可以通過(guò)循環(huán)的投切電容控制系統(tǒng)的功率因數(shù)時(shí)鐘保持在0.95以上，并且可以測(cè)的系統(tǒng)的母線電壓既系統(tǒng)的供電電壓為216V與給定值220V近似相等，這是由于ADC0832采樣電路引起的誤差，不可避免，只能減少不能消除。ganemploymenttribunalclaiEmploymenttribunalssortoutdisagreementsbetweenemployersandemployees.Youmayneedtomakeaclaimtoanemploymenttribunalif:youdon'tagreewiththedisciplinaryactionyouremployerhastakenagainstyouyouremployerdismissesyouandyouthinkthatyouhavebeendismissedunfairly.Formoreinformationaboutdismissalandunfairdismissal,see

Dismissal.Youcanmakeaclaimtoanemploymenttribunal,evenifyouhaven't

appealed

againstthedisciplinaryactionyouremployerhastakenagainstyou.However,ifyouwinyourcase,thetribunalmayreduceanycompensationawardedtoyouasaresultofyourfailuretoappeal.Rememberthatinmostcasesyoumustmakeanapplicationtoanemploymenttribunalwithinthreemonthsofthedatewhentheeventyouarecomplainingabouthappened.Ifyourapplicationisreceivedafterthistimelimit,thetribunalwillnotusuallyaccepti.Ifyouareworriedabouthowthetimelimitsapplytoyou,takeadvicefromoneoftheorganisationslistedunder

Furtherhelp.Employmenttribunalsarelessformalthansomeothercourts,butitisstillalegalprocessandyouwillneedtogiveevidenceunderanoathoraffirmation.Mostpeoplefindmakingaclaimtoanemploymenttribunalchallenging.Ifyouarethinkingaboutmakingaclaimtoanemploymenttribunal,youshouldgethelpstraightawayfromoneoftheorganisationslistedunder

Furtherhelp.Ifyouarebeingrepresentedbyasolicitoratthetribunal,theymayaskyoutosignanagreementwhereyoupaytheirfeeoutofyourcompensationifyouwinthecase.Thisisknownasa

damages-basedagreement.InEnglandandWales,yoursolicitorcan'tchargeyoumorethan35%ofyourcompensation

ifyouwinthecase.Ifyouarethinkingaboutsigningupfor

adamages-basedagreement,youshouldmakesureyou'reclearaboutthetermsoftheagreement.Itmightbebesttogetadvicefromanexperiencedadviser,forexample,ataCitizensAdviceBureau.

TofindyournearestCAB,includingthosethatgiveadvicebye-mail,clickon

nearestCAB.Formoreinformationaboutmakingaclaimtoanemploymenttribunal,see

Employmenttribunals.The(lackof)airupthereWatchmCaymanIslands-basedWebb,theheadofFifa'santi-racismtaskforce,isinLondonfortheFootballAssociation's150thanniversarycelebrationsandwillattendCity'sPremierLeaguematchatChelseaonSunday."IamgoingtobeatthematchtomorrowandIhaveaskedtomeetYayaToure,"hetoldBBCSport."Formeit'sabouthowhefeltandIwouldliketospeaktohimfirsttofindoutwhathisexperiencewas."Uefahas

openeddisciplinaryproceedingsagainstCSKA

forthe"racistbehaviouroftheirfans"during

City's2-1win.MichelPlatini,presidentofEuropeanfootball'sgoverningbody,hasalsoorderedanimmediateinvestigationintothereferee'sactions.CSKAsaidtheywere"surprisedanddisappointed"byToure'scomplaint.InastatementtheRussiansideadded:"WefoundnoracistinsultsfromfansofCSKA."Agehasreachedtheendofthebeginningofaword.Maybeguiltyinhisseemstopassingalotofdifferentlifebecametheappearanceofthesameday;Maybebackinthepast,tooneselftheparanoidweirdbeliefdisillusionment,thesedays,mymindhasbeenverymessy,inmymindconstantly.Alwaysfeeloneselfshouldgotodosomething,orwritesomething.Twentyyearsoflifetrajectorydeeplyshallow,suddenlyfeelsomething,doit.一字開(kāi)頭的年齡已經(jīng)到了尾聲?；蛟S是愧疚于自己似乎把轉(zhuǎn)瞬即逝的很多個(gè)不同的日子過(guò)成了同一天的樣子；或許是追溯過(guò)去，對(duì)自己那些近乎偏執(zhí)的怪異信念的醒悟，這些天以來(lái)，思緒一直很凌亂，在腦海中不斷糾纏。總覺(jué)得自己自己似乎應(yīng)該去做點(diǎn)什么，或者寫(xiě)點(diǎn)什么。二十年的人生軌跡深深淺淺，突然就感覺(jué)到有些事情，非做不可了。Theendofourlife,andcanmeetmanythingsreallydo?而窮盡我們的一生，又能遇到多少事情是真正地非做不可？Duringmychildhood,thinkluckymoneyandnewclothesarenecessaryforNewYear,butastheadvanceoftheage,willbemoreandmorefoundthatthosethingsareoptional;Juniorhighschool,thoughttohaveacrushonjustmeansthattherealgrowth,butoverthepastthreeyearslater,hiswritingofalumniinpeace,suddenlyfoundthatisn'treallygrowup,itseemsisnotsoimportant;Theninhighschool,thinkdon'twanttogiveventtooutyourinnervoicecanbeinthehighschoolchildrenofthefeelingsinaperiod,butwaseventuallyinfarctionwhengraduationpartyinthethroat,lateragainstoodonthepitchhehassweatprofusely,lookedathisthrownabasketballhoops,suddenlyfoundhimselfhasalreadycan'trememberhisappearance.童年時(shí)，覺(jué)得壓歲錢(qián)和新衣服是過(guò)年必備，但是隨著年齡的推進(jìn)，會(huì)越來(lái)越發(fā)現(xiàn)，那些東西根本就可有可無(wú)；初中時(shí)，以為要有一場(chǎng)暗戀才意味著真正的成長(zhǎng)，但三年過(guò)去后，自己心平氣和的寫(xiě)同學(xué)錄的時(shí)候，突然就發(fā)現(xiàn)是不是真正的成長(zhǎng)了，好像并沒(méi)有那么重要了；然后到了高中，覺(jué)得非要吐露出自己的心聲才能為高中生涯里的懵懂情愫劃上一個(gè)句點(diǎn)，但畢業(yè)晚會(huì)的時(shí)候最終還是被梗塞在了咽喉，后來(lái)再次站在他曾經(jīng)揮汗如雨的球場(chǎng)，看著他投過(guò)籃球的球框時(shí)，突然間發(fā)現(xiàn)自己已經(jīng)想不起他的容顏。Originally,thisworld,canproduceachemicalreactiontoanevent,inadditiontoresolutely,havetodo,andtime.原來(lái)，這個(gè)世界上，對(duì)某個(gè)事件能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的，除了非做不可的堅(jiān)決，還有，時(shí)間。Aperson'stime,yourideasarealwaysspecialtoclear.Want,want,lineisclear,asifnothingcouldshakehis.Alsoonceseemedtobedeterminedtodosomething,butmoreoftenishebackedoutatlast.Dislikehiscowardice,finallyfoundthattherearealotoflove,therearealotofmiss,likeshadowreal