基于at89c51单片机的智能仪表设计与实现

Beidou

引言
电气仪表有模拟式和数字式两种类型。模拟仪表
: g1 L( b' I9 @# L* ^+ P# H6 K历史悠久，其原理及制造工艺均已成熟，该类仪表
(带附加装置)可以实现指示、记录、调节、报警等
# \, ?; G1 |6 z  h- `功能，其特点是通过指针的移动，能连续、直观地反
映被测变量(参数)的测量结果及变化过程。模拟仪
$ `4 c3 b4 n) @/ A: q3 A0 l表存在固有的局限性，其显示精度受到表盘刻度限
制，精确度提高很困难；读数存在主观误差；模拟显
: W1 @& g8 I# _示的跟随速度不能太快；模拟记录是一种纸制记录，
换纸、换笔既不方便也很浪费；记录结果在纸上，不
利于信息的进一步处理。特别是在当代电力系统中变
电站综合自动化系统的广泛应用的情况下越来越不适
. ?" Z1 [, g. |! O& K应工业自动化发展的需求。数字仪表是电子技术、计
算机技术与精密测量技术结合的产物，已成为仪器仪
. ~4 w. q. n+ N1 X+ v6 _/ s* w- o+ o表领域中一个独立分支。数字式仪表有响应快、分辨
率高(分辩率不受表盘刻度的限制)等优点，还能实
现人机对话。生产的发展对显示记录仪提出了越来越
! g( Z5 F) M  D. w高的要求，需要仪表既准确的显示、记录参数大小，
: ?7 @$ r- S$ w3 q又能借助电脑连续反映出参数变化的过程和趋势。用
/ d% b' Z1 e, S$ N# R$ O- X+ K2 I户需要通过测量仪表准确判断设备运行状态从而有效
! P& Y, U9 U% G1 g  ?分析数据和实现遥测，传统的单圈指示已经不能满足
) n7 M! x9 F4 X要求。因此，这种带有CPU的智能数字式显示记录仪，
能与电脑有效连接以实现连续记录和数字显示仪表保
护等的优点于一体，对仪表技术的开发和应用都有重
要探讨价值。
( Y! I2 y/ q3 V& _( U1系统组成及工作原理
8 }- v; W3 u" z! ?1 M, v3 D  W本系统功能由硬件和软件两大部分协调完成，硬
件部分主要完成各种电气信号的采集、转换、状态信
- ?- w- _7 Y5 M3 a" h息的显示等。软件主要完成信号的处理及控制功能
* O; B5 N# l) V( y6 S等。其工作原理是AT89C51单片机通过道路选择电路
CI)4051依次查询各互感器的输出电气信号，经过
( C( x9 S% I5 _% J4 X' z131324有源整流电路进行线形交／直流转换，然后由
8 w4 d4 K" C5 `( g' x) ?131331(v／F)转换为脉冲信号，AT89C51单片机对输入
) Y) b2 X/ [  n" F* s! h& h信号进行相应处理后通过八段数码管输出，同时还可
4 S- P( ~  |5 W! v/ f输出各种通讯信号。
1．1硬件构成
该系统硬件主要包括以下几个模块：AT89C51主控
6 V/ X. ~! m2 @6 n; p! \1 G" j模块、有源整流电路IM324、道路选择模块0)4051、电
  i5 i; M# o" Y. n" Y压／频率模块LM331、上下限保护模块、通讯模块等，
/ j& J' C) I7 D7 f如图1所示。其中，AT89C51主要完成外围硬件的控制
以及一些运算功能，传感器完成信号的采样功能，
- O0 r" V9 x3 nLM324完成将测量交流信号转换成直流信号的功能，
CD4051可以实现仪表的多功能、在回路测量时配合单
片机数据分路分时采集，IM331(V／F)可以将模拟信
+ \+ i' O/ E. D2 u' x号转换成数字脉冲信号，方便单片机信号的采集。八
段数码管实现显示模块完成字符、数字的显示功能。
! M5 M0 O. V& f  Y8 H8 W
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单片机可以换一个型号