基于Atmegal6的配电网运行参数测量系统

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摘要:基于ATMEL公司的新型单片机Atmega16,利用其强大的数据处理能力和丰富的外
设,设计了一种实用型的配电网运行参数测量系统。本系统实时测量配电网电压、电流、功率、功率
因数等运行参数,为监测和分析配电网运行情况提供基本数据。此外,本系统可以通过RS - 232
- D- i- d9 ?. s接口与上位机通信,作为配电自动化系统中简单的RTU装置。
关键词:Atmega16单片机;实时监测;通信
1引言
配电网实时监测对于确保配电网的可靠安全运
" S+ Z: g9 `) J! ^2 i4 `1 S行、全面掌握配电网实时运行的状况具有十分重要
的作用。目前,我国大部分配电网缺乏自动化的检
测手段,一般都在每年或每季的几个典型日,由工作
人员手动检测配电网的各项参数,不能反映配电网
' N. s$ n1 r" z0 N& c- t的实时运行情况,很难保证供给消费者高质量和高
! o6 `0 ~  W. }0 a: }# R可靠的电力。有些电力企业通过在配电系统中的测
量点设置RTU来采集配电网参数,这使RTU的数
量及远动通道的数量大大增加,而这些设备的投资
是非常昂贵的,不适合在配电网中推广。
为此设计了基于新型AVR单片机Atmega16的
配电网运行参数测量系统。Atmegal6 是ATMEL公
% R6 h8 e; n- w( q司1997年推出的全新配置精简指令集(RISC)单片
" N1 H; x5 P/ c( t8 F% p机系列" ,功耗极低外设丰富、价格便宜,使本系
, S0 Q( O" q& H6 T统既满足配电网参数实时测量的要求,又经济实用，
符合现代配电网自动化改造的要求。以下对

& a2 W! y7 L% c8 hAtmega16在配电网参数测量系统中的应用进行详实
的论述。
2测量系统硬件构成
测量系统的硬件框图见图1。测量系统的主芯
2 q! i) }# ~* n' O7 c2 {- d片Atmegal6设计上采用流水线结构,具有如下特
点:仅有131条指令,大多数指令执行时间为单个时
钟周期,硬件乘法器只需两个时钟周期,主频为
16MHz;_上电复位及可编程掉电监测;两个8位定时
/计数器,一个16位定时/计数器;8路10位ADC;
两个可编程串行的USART;SPI串行接口;内置看门
" ~+ Z  U( J% b3 n狗电路;支持C编程,支持在线仿真。
% @: I. C3 M4 I( q1 J- F' f整个配电网参数测量系统硬件分为五个部分:
( M9 u6 q2 J6 p6 K数据采集与处理、数据存储、数据显示、实时时钟和.
控制键盘,共同完成如下功能:由采样电路对配电网
电压量和电流量及功率因数φ角进行测量,在
! z! r. i' w; z- \( ~- {: RAtmega16内部完成对三相电压、三相电流、有功功
率无功功率视在功率和功率因数等参数的计算;


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一盆绿箩

单片机Atmega16有强大的数据处理能力和丰富的外设