三相交流電相序判斷器

1、九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 1 jiu jiang university 畢 業(yè) 論 文 （設(shè) 計(jì)） 題 目三相交流電相序判斷器 英文題目 three-phase ac phase sequence for judgment 院 系 電子工程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 姓 名 許兆彬 年 級 二零零三級 指導(dǎo)教師 高小英 二零零七 年 五 月 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 摘要 本文提出了一種新型三相電相序檢測器，簡單介紹了其工作原理及組成結(jié) 構(gòu)，并輔以矢量圖分析。 著重從理論上對該電路加以證明，當(dāng)線路按照 abc 相序接好時(shí)，該設(shè)備能 夠提醒操作者當(dāng)前相序。該三相交流電相序判斷器結(jié)構(gòu)簡單，所用元器件少

2、： 由單片機(jī)、電容、電阻、發(fā)光二極管組成,運(yùn)行結(jié)果表明該電路簡潔易行，可靠 性高，具有較高的實(shí)用價(jià)值，可廣泛應(yīng)用于逆相序檢測系統(tǒng)中。 關(guān)鍵詞：三相電；矢量圖；相序檢測 ； 單片機(jī) 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 3 abstract this paper introduced structure and operating principle of a new kind of circuit which can detect revele phasesequence connection in three-phase power meterit mainly expounded the circuit

3、with veclr diagrams in theory when power meter is in a-b-c-phase-sequence condition,this circuit will mann to tell manipulator the phase the circuit compod of few components such as mcu ，capacilr，resistance and led，is very simple the results show that it has distinct practical value and ligh reliabi

4、lity and can be dey used in reversephase-sequence detection key words：threephase power；arrow dia ；phase-sequence detection. mcu 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 4 前前 言言.5 第一章第一章 基本要求與設(shè)計(jì)方案論證基本要求與設(shè)計(jì)方案論證.6 1.1 基本要求.6 1.2 設(shè)計(jì)的基本原理.6 1.3 設(shè)計(jì)的目的.6 1.4 設(shè)計(jì)方案論證.7 1.5 小結(jié).9 第二章第二章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì).10 2.1 二次側(cè)穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)與分析.10 2.2 三相線取相序

5、電路.10 2.3 相序檢測電路.12 2.4 主控制器.14 2.4.1復(fù)位電路.14 2.42振蕩電路.14 2.5 顯示電路.14 2.6 三相交流電相序判斷器的總體分析.15 2.7 小結(jié).15 第三章第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).17 第四章第四章 硬件焊接和調(diào)試過程硬件焊接和調(diào)試過程.19 4.1 印刷電路板設(shè)計(jì)過程.19 4.2 硬件的焊接順序.19 4.3 調(diào)試過程.19 4.4 調(diào)試經(jīng)驗(yàn).20 4.5 小結(jié).20 總總 結(jié)結(jié).22 致致 謝謝.23 附錄一附錄一 源程序源程序.24 附錄二附錄二 總圖總圖.30 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 前前 言言 近幾年來，隨著城市建設(shè)

6、步伐的加快，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的供電方式幾乎全 是采用三相正弦交流電，這是因?yàn)槿噍旊姳葐蜗噍旊姽?jié)省導(dǎo)線的材料，三相 交流電機(jī)比單相交流電的性能好，經(jīng)濟(jì)效益高。正是由于這些因素，使得人們 必須對三相交流電有較好的理解，才能更好地利用他，使之造福于人類。但是 電是一種看不見摸不著的東西，要想了解他，主要是通對他的頻率、相位、電 壓、電流等數(shù)據(jù)才能比較與分析，而這些參數(shù)的獲得，只有通過專用的儀器儀 表才行，在電力系統(tǒng)對三相交流電的應(yīng)用中還有一個(gè)重要的參數(shù)需要知道 相序。特別是在變壓器的并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，如果將不同相位的交流電相接的話，將 造成重大的安全事故，另外在三相交流電機(jī)中，若通入的相序改變的話，將直

7、接影響電機(jī)的轉(zhuǎn)向。因此在對這此設(shè)備進(jìn)行操作時(shí)，相序的測量變得非常重要 的一個(gè)參數(shù)。目前電力行業(yè)的相序檢測裝置體積大且價(jià)格昂貴，極不利于按裝 現(xiàn)場使用。 本文講述了一種進(jìn)行相序測量的方法，在三相交流電中接入星型不平衡負(fù) 載，通過測量加在負(fù)載上的相電壓有效值的方法，在確定了 a 相后，判斷出另 兩根線的相位，并以數(shù)碼顯示的型式進(jìn)行相位顯示，非常直觀，同時(shí)將測量回 路和被測回路相隔離，提高了系統(tǒng)的安全性。 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 第一章第一章 基本要求與設(shè)計(jì)方案論證基本要求與設(shè)計(jì)方案論證 1.1 基本要求基本要求 要求交直流電隔離，能自動(dòng)判定并顯示三相電的相序。 1.2 設(shè)計(jì)的基本原理設(shè)計(jì)的基本原

8、理 三相交流電一般是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。在發(fā)電機(jī)中有三個(gè)相同的繞 組（即線圈） 。三個(gè)繞組的始端分別用 a、b、c 表示，末端分別用 x、y、z 表示。 由于電機(jī)結(jié)構(gòu)的原因，這三相繞組所發(fā)出的三相電動(dòng)勢的幅值相等，頻率相同， 相位互差 120 度。三相交流發(fā)電機(jī)的示意圖如圖 1.1 圖 1.1 三相四線制交流發(fā)電機(jī)示意圖 這三相的波形圖如下所示： 圖 1.2 三相交流發(fā)電機(jī)的輸出波形 三相交流電在相位上的先后次序稱為相序。由于三相電動(dòng)勢互差 120 度， 周期性地變化，因此相序是相對的，可以將任一相作為 a 相，但是一旦 a 相確 定，則另外兩相也便定下來了，因此三相交流電的相序只有兩種，

9、即：abc 和 acb。 1.3 設(shè)計(jì)的目的設(shè)計(jì)的目的 本課題的設(shè)計(jì)目的就是以其中任意一相作為 a 相，判斷另外兩相的相序， 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 用顯示設(shè)備顯示出來。 1.4 設(shè)計(jì)方案論證設(shè)計(jì)方案論證 方案一：三相交流電相序判斷器系統(tǒng)的原理圖如圖 1.2 所示。 三相交流電相序判斷器電路原理(如圖 1.4)。該電路利用三相電源的相位 關(guān)系實(shí)現(xiàn)三相電源的相序檢測，感應(yīng)線圈 l1、l2 分別套在三相電源的任意兩相 上(不接觸)，l1 感應(yīng)到相應(yīng)的信號，經(jīng)諧振送到 a 系統(tǒng)，集成電路 lm 741cn 與 r1 r5 構(gòu)成過零比較器，對感應(yīng)的信號進(jìn)行放大、整形(如圖 1.5)。輸出信 號經(jīng)隔直

10、電容 c2 ，用來控制開關(guān)管 t1。l2 感應(yīng)到的信號送到 b 系統(tǒng)，同理， 集成電路與 r7rll 構(gòu)成過零比較器，對感應(yīng)的信號進(jìn)行整形放大，輸出信號經(jīng) c4、r13 組成的微分電路，產(chǎn)生同頻率的正，負(fù)尖脈沖，二極管 d 起削波或限 輻作用，削去負(fù)尖脈沖，使輸出限于正尖脈沖。當(dāng)相序正確時(shí)，l1 為 a 相，l2 為 b 相(或分別為 bc，ca)，在 l2(b 相)由負(fù)到正過零時(shí)，可控硅 t2 觸發(fā)極獲 得觸發(fā)電流，此時(shí)，li(a 相)電壓控制 t1 導(dǎo)通，使 t2 的陽極為正，t2 導(dǎo)通。 圖 1.4 三相交流電相序判斷器電路原理 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 圖 1.5 對感應(yīng)的信號進(jìn)行放大

11、、整形圖 方案二： 當(dāng) a、b、c 按正確的相序接人電源時(shí)，1、2 節(jié)點(diǎn)之間的電壓很小，不能點(diǎn) 亮 led 燈；當(dāng) a、b、c 與電源相序接錯(cuò)時(shí)，1、2 節(jié)點(diǎn)之間的電壓將增大至一定 幅度，點(diǎn)亮 led 報(bào)警。 考慮以上兩個(gè)方案，方案 1 雖可以實(shí)現(xiàn)課題要求，但是明顯電路復(fù)雜，元 器件過多，產(chǎn)品穩(wěn)定性和良品率更差。相比而言，方案 2 電路簡單可靠，只需 要簡單地判斷電平高低就可以獲得相序信息。 因此本設(shè)計(jì)課題計(jì)劃以 at89c2051 單片機(jī)為核心，通過單片機(jī)控制整個(gè)電 路來實(shí)現(xiàn)相序檢測。電路中，使用光耦合器隔離電信號隔 380v 的電壓防止電源 上的干擾信號影響其他電路，以提高了電路的抗干擾能

12、力。通過三極管和光耦 合器等將相序信息送到單片機(jī)，用三只 led 發(fā)光管和一位共陽數(shù)碼管來顯示相 序。由于三相電動(dòng)勢互差 120 度，周期性地變化，而相序是相對的，將任一相 序設(shè)為為 a 相，一旦 a 相確定，則另外兩相也可以確定下來了，因此，本設(shè)計(jì) 顯示的內(nèi)容為三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮?xí)r循環(huán)顯示 abc 或者 acb。 單片 機(jī) at89c 2051 啟動(dòng) 按鈕 顯示 檢測相 位電路 三相電 隔離電 路 報(bào)警 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 1.2 圖 三相交流電相序判斷器系統(tǒng)原理框架圖 此方案電路實(shí)現(xiàn)簡單。元器件少，體積小，成本低，尤其是選用單片機(jī) at89c2051 便宜，程序容易實(shí)現(xiàn)，變于操作，產(chǎn)品穩(wěn)

13、定性好和良品率高， ，抗干 擾能力強(qiáng)，效果良好。 1.5 小結(jié)小結(jié) 本章闡述三相交流電相序判斷器的設(shè)計(jì)基本要求、設(shè)計(jì)工作原理和設(shè)計(jì)方 案的比較。設(shè)計(jì)的基本原理是通過發(fā)電機(jī)產(chǎn)生三相交流電，通過單片機(jī) at89c2051 進(jìn)行循環(huán)檢測， 并把結(jié)果一個(gè)數(shù)碼管和三個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行循環(huán)顯 示。選擇方案時(shí)考慮到成本，簡單方便，性能，可行性等原因，從而選擇了第 2 方案。 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 第二章第二章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 2.1 二次側(cè)穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)與分析二次側(cè)穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)與分析 220v 市交流電壓通過次級變壓器輸出交流電壓、二極管橋式整流、電容 c5 和 c6 進(jìn)行濾

14、波后送入三端穩(wěn)壓集成電路 lm7905 進(jìn)行穩(wěn)壓。經(jīng)穩(wěn)壓后，在 1 腳與 3 腳間輸出穩(wěn)定的 5v 直流電壓，作為系統(tǒng)二次側(cè)的工作電源。電路如 2.1。 圖 2.1 二次側(cè)穩(wěn)壓電源電路 led5 作為電源指燈，可以方便地看出是否有電。 r22 保證正常顯示， r22（12v-2v）/2。瓷片電容 c6 用于濾除交流電壓引入的高頻干擾。由于 輸入電壓是 220v，由于 in4004 反壓 400v,1a 瞬時(shí) 30a，正壓 1.1v 反流 10ua ，所以選用組成二極管橋式整流,且 in4004 比較便宜。目前常用的集成穩(wěn)壓電 路主要由 78 系列和 79 系列，前者前者輸出固定的正 5v 電壓

15、，而后者是輸出固 定的-5v 電壓。由于沒有 78 系列的集成穩(wěn)壓電路，所以選用 lm7905，2 腳接輸 入端，3 腳接地，1 腳輸出，從而得到了+5v 的電壓。 2.2 三相線取相序電路三相線取相序電路 三相線取相序電路結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示，a、b、c 分別直接在三相上。 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 r19 15k r17 51k r20 15k r1802 51k c8 0.47uf port c port b a d5 1n4007 r6 10k cw1 30v 1 2 3 4 cw2 光光 c7 3.3uf gnd r1801 51k c07 3.3uf net1 net2 圖 2

16、.2 取相序電路 該電路的工作原理是：當(dāng) a、b、c 按如圖的相序接人電源時(shí)，net1、net2 節(jié)點(diǎn)之間的電壓很小，不能點(diǎn)亮光耦發(fā)光管；當(dāng) b、c 對調(diào)時(shí)，net1、net2 節(jié) 點(diǎn)之間的電壓將增大至一定幅度，點(diǎn)亮光耦發(fā)光管。 現(xiàn)對節(jié)點(diǎn) 1、2 之間電壓變化進(jìn)行理論分析，圖 2.3 是對圖 2.2 的簡化分析 圖，用于理論分析。 圖 2.3 取相序電路的簡化分析圖 r 1 + r1+ r1+j w c 1 1 un1- r1+j w c 1 un3= r1+j w c 1 ua （2-1） (j w c+ r 1 + r 1 )un2- r 1 + r 1 un3= r 1 + r 1 uc

17、 （2-2） ( r1+ j w c 1 1 + r1 1 + r1+r 1 )un3- r1+ j w c 1 1 un1- r1+r 1 un2=- r1+ j w c 1 1 ua- r1 1 ub- r1+r 1 uc （2-3） 把以上三個(gè)公式進(jìn)行化簡得到下式 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 12 un2= r1+r-j r r (ua+j uc- 3r1+r-j r 2 ub) （2-4） 因?yàn)?r1+r-jr= (r1+r)2+r2 其中：=arctg（-r/（r1+r） ） （-/2 0） 3r1+r-r=(3r1+r)2 +r2 arctg(-r/(3r1+r) （-/2 0） 把它們

18、代入式 2-4 得到 un1-un2=r/( (r1+r)2+r2)(un+juc-2/(3r1+r)2 +r2ub) 令 r/( (r1+r)2+r2)k1 令 2/(3r1+r)2 k2; 則得到： un1-un2=k1-(ua+juc-k2-ub)=k1-(ua+uc900+k2(1800-) ub) 即節(jié)點(diǎn) 1，2 的電壓差由(ua+uc900+k2(1800-) ub) 乘以系數(shù) k1 后 移相一 得到，其中 r1、r 一旦確定，k1,k2, , 即為定值。因此根據(jù) (ua+uc900+k2(1800-) ub)的矢量圖便可確定 un1-un2 的值。下面對矢量 圖進(jìn)行分析，矢量圖中

19、，帶箭頭的實(shí)線表示電路在各種接線方式下各相的矢量， 改變電路中各元器件的參數(shù)便能調(diào)整矢量和的大小。 圖 2.4 相序?yàn)?a-b-c 時(shí)矢量圖 圖 2.5 相序?yàn)?a-c-b 時(shí)矢量 圖 2.3 相序檢測電路相序檢測電路 相對負(fù)載中點(diǎn)其中的一種取相電壓經(jīng) r6 后，加在穩(wěn)壓管的兩端。由于穩(wěn)壓 ua ub uc juc k2(1800-)ub ua ub uc jub k2(1800-)uc 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 二極管選用的是 30v 穩(wěn)壓管。若所取的相序使穩(wěn)壓二級管導(dǎo)通，使光耦合器導(dǎo) 通。而光敏三極管和地導(dǎo)通。使得 vt1（9012）的 b 極變?yōu)槭堑碗娖?，而發(fā)射 極為高電平，導(dǎo)至 vt

20、1 三極管飽和導(dǎo)通。vt1 的高電平 c 極接 vt2（9013）的 b 極（即為高電平） ，而 vt2 的 c 極為高電平，三極管 9013 飽和導(dǎo)通，c 極的電 壓被拉低。而 vt2 的 c 極與單片機(jī)的腳相連。從而把低電平送給單片機(jī) p3.4 口。 系統(tǒng)據(jù)此判斷出，此時(shí)該端子所接的為一種相序。 反之，穩(wěn)壓二級管截至?xí)r，光耦合器不導(dǎo)通，導(dǎo)致 vt1、vt2 都截至，此時(shí)， vt2 的 c 極為高電平，則送高電平信號給二次側(cè)輸入單片機(jī)。系統(tǒng)據(jù)此判斷出， 此時(shí)該端子所接的為另一種相序。 當(dāng)導(dǎo)通時(shí)的工作過程，內(nèi)部發(fā)光二極發(fā)光并射向其內(nèi)部光敏三極管器件， 受光后，飽和導(dǎo)通這個(gè)電光電的過程，就實(shí)現(xiàn)了

21、輸入電信號間既用光 來傳輸，從而通過光耦合器隔離電信號隔 380v 的電壓防止電源上的干擾信號影 響其他電路.提高了電路的抗干擾能力。 電路中電阻 r510k 起限流作用，其通過 r5 的電流大小為（5-1.7） v/10=0.00033a。電阻 r 82.2k 也是其限流。通過 r8 的電流大小為（5-1.7） v/2.2k=0.0015a.從而保護(hù)光耦不會(huì)被燒掉。電阻 r7=2.2k 的作用是限流其通過 的電流大小為（5-1.7）v/2.2k=0.0015a。三極管（9012、9013）都是起開關(guān)作 用。把相應(yīng)的電平傳送給單片機(jī)（at89c2051） 。 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 14 圖 2

22、.3 相序檢測電路 2.4 主控制器主控制器 主控制器由單片機(jī) at89s2051、振蕩電路、復(fù)位電路三部分組成，設(shè)計(jì)原 理圖如圖所示，它稱為單片機(jī)最小系統(tǒng)。單片機(jī)最小系統(tǒng)的作用有： 負(fù)責(zé)處理相位檢測電路傳送的高低電平信號； 檢測鍵盤輸入信號。 控制輸出相應(yīng)的顯示； 控制整個(gè)電路的循環(huán)檢測。主控電路如圖 2.4 所示。 2.4.12.4.1 復(fù)位電路復(fù)位電路 由 c9 （10uf）,r410k 組成復(fù)位電路。當(dāng)剛開上電時(shí)電容為充電，因此 rst 端為高電平，cpu 進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，即開機(jī)復(fù)位。t=1.1rc 為充電時(shí)間。 2.422.42 振蕩電路振蕩電路 此電路選 12mhz 的晶振 30pf

23、 的電容.所以時(shí)鐘頻率為 1us。為了避免振蕩 電路對系統(tǒng)其他造成的干擾,在我的設(shè)計(jì)中，使用的 pcb 板布線來連接這些高頻 部件。 本來，作為本設(shè)計(jì)，對單片機(jī)的要求是很低的，不應(yīng)該使用 12m 的晶振， 最好的 3.5795m 的晶振，由于手上沒有其他頻率的晶振，所以使用了這種晶振。 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 15 2.5 顯示電路顯示電路 為了將單片機(jī)檢測的結(jié)果顯示出來，采用了三只 led 發(fā)光管和一位共陽數(shù) 碼管來完成顯示。三只發(fā)光二極管對應(yīng)接入的三根線，當(dāng)?shù)谝恢粺袅習(xí)r，表示 數(shù)碼管顯示的是第一根線的信息。例如，第一燈亮?xí)r，數(shù)碼管顯示“a” ，就說 明第一根線是 a 相，第二燈亮?xí)r，數(shù)碼管顯

24、示“b” ，則第二根線所接為 b 相， 第三燈亮?xí)r，數(shù)碼管顯示“c” ，則第三根線所接為 c 相。三只發(fā)光管分別由單 片機(jī)的 p3.0、p3.1 和 p3.2 的引腳控制，輸出低電平時(shí)點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光管。而 對于數(shù)碼管的控制原理與此類似，p1.1 到 p1.7 對別接數(shù)碼管的七段顯示管， 通過單片機(jī)送出不同的控制字，可以控制數(shù)碼管完成相應(yīng)的顯示。顯示電路如 圖 2.5（a） 、 （b）所示 顯示電路如圖 2.5（a） 顯示電路如圖 2.5（b） 2.6 三相交流電相序判斷器的總體分析三相交流電相序判斷器的總體分析 經(jīng)過以上幾節(jié)對模塊電路完成的功能都有較詳細(xì)的分析，現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的 九江學(xué)院本科畢業(yè)

25、論文 16 設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。整個(gè)電路圖如 2.6 圖所示 變壓器次級輸出的交流電經(jīng)全波整流，電容濾波和三端集成穩(wěn)壓后，輸出 穩(wěn)定的 5v 直流電壓，作為整個(gè)測量電路的工作電源，系統(tǒng)上電后，單片機(jī)自動(dòng) 復(fù)位，隨后進(jìn)入自檢程序，數(shù)碼管依次循環(huán)顯示“a、b、c” 。 按動(dòng)啟動(dòng)鍵，蜂鳴器叫，系統(tǒng)進(jìn)入相序判斷程序。先亮第一接線柱對應(yīng)的 第一線燈，同時(shí)數(shù)碼管顯示該線對應(yīng)顯示這條線的相位，第一條線默認(rèn)為“a” ， 延時(shí)顯示一段時(shí)間后，第二線指示燈亮，數(shù)碼管顯示相應(yīng)的相位，若第二線為 b 相，則顯示“b” ；若為 c 相，則相應(yīng)顯示“c” 。 2.7 小結(jié)小結(jié) 本課題硬件系統(tǒng)的總電路圖如附錄所示。硬件系統(tǒng)由二次

26、側(cè)穩(wěn)壓電源 電路、相序檢測電路、三相線輸入電路、主控制器電路和顯示電路構(gòu)成，并分 別介紹了。變壓器次級輸出的交流電經(jīng)全波整流，電容濾波和三端集成穩(wěn)壓后， 輸出穩(wěn)定的 5v 直流電壓，作為整個(gè)測量電路的工作電源。通過光耦合器進(jìn)行檢 測相序。單片機(jī)控制輸入和輸出，把結(jié)果一次次送到 led 和數(shù)碼管進(jìn)行相應(yīng)的 相序顯示。當(dāng)系統(tǒng)上電后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，隨后進(jìn)入自檢程序，但是電路此 時(shí)沒有任何動(dòng)作，系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，以達(dá)到省電的目的。在按下啟動(dòng)按鍵后， 系退出休眠，進(jìn)入正常工作，數(shù)碼管依次循環(huán)顯示“abc”或“acb” 。 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 圖 2.6 系統(tǒng)總電路原理圖 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文

27、18 第三章第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) n 初始化定時(shí)器 熄滅所有指示燈 顯示 a 延時(shí) 250ms 啟動(dòng)標(biāo)志88h 蜂鳴器響 2 次 顯示 c 延時(shí) 250ms 測量程序 顯示 b 延時(shí) 250ms 啟動(dòng)標(biāo)志88h 啟動(dòng)標(biāo)志88h y n y y n y y n n n 圖 3-1 主函數(shù)流程圖： 本設(shè)計(jì)的軟件部分比較簡單，主要分為兩個(gè)部分，一個(gè)為主函數(shù)，一個(gè)為 相序檢測函數(shù)。 系統(tǒng)開機(jī)后，首先會(huì)給數(shù)碼管送 abc 三個(gè)字符循環(huán)顯示，作為自檢程序， 同時(shí)也作為非工作狀態(tài)的指示，此時(shí)三個(gè) led 燈是不亮的。 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 按動(dòng)啟動(dòng)鍵后，蜂鳴器叫，系統(tǒng)進(jìn)入相序判斷程序。先亮

28、第一接線柱對應(yīng) 的第一線燈，同時(shí)數(shù)碼管顯示該線對應(yīng)顯示這條線的相位，第一條線默認(rèn)為 “a” ，延時(shí)顯示一段時(shí)間后，第二線指示燈亮，數(shù)碼管顯示相應(yīng)的相位，若第 二線為 b 相，則顯示“b” ；若為 c 相，則相應(yīng)顯示“c” 。 圖 3-2 檢測部分流程圖 檢測程序部分的工作原理是檢測輸入口 p3.5 是為高電平還是低電平。為高 電平則證明輸入相序?yàn)?abc ，反之為 acb 。然后，根據(jù)相序輸出不同的數(shù)碼管 顯示。 亮 1 號燈 顯示 a 延時(shí) 250ms 判斷 p3.3=1 顯示 b 延時(shí) 250ms 亮 3 號燈 顯示 c 顯示 c 延時(shí) 250ms 亮 3 號燈 顯示 b 退出 亮 2 號

29、燈亮 2 號燈 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 20 第四章第四章 硬件焊接和調(diào)試過程硬件焊接和調(diào)試過程 焊接和調(diào)試是畢業(yè)設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)。需要的工具有:數(shù)字萬用表,示波器, 電烙鐵,斜口鉗,鑷子,焊錫絲等。因?yàn)槲沂褂玫檬请娐钒逯瓢婧附?，所以對制?也有一定得要求。下面分別描述。 4.1 印刷電路板設(shè)計(jì)過程印刷電路板設(shè)計(jì)過程 我把原理圖畫好后，首先為每一個(gè)元器件尋找或者設(shè)計(jì)對應(yīng)得封裝，這是 很關(guān)鍵的一步。隨后選定板子的大小，邊距。最后就是手工布線了。完工 后的 作品如圖 5-1。 4-1 pcb 制版圖 4.2 硬件的焊接硬件的焊接順序順序 （1）+5v 穩(wěn)壓電源。 （2）焊接單片機(jī)最小系統(tǒng) ,三相線取

30、相序電路，相序檢測電路,顯示電路。 焊接完畢之后,用萬用表的歐姆檔測試電路是否是連接完好. （3）檢測三相交流電電路. 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 21 4.3 調(diào)試過程調(diào)試過程 （1）電源部分進(jìn)行調(diào)試。整流、濾波部分元件焊上后，接上電源變壓器， 用交流檔測變壓器輸出電壓為 12.7v，再用直流檔測整流濾波后的電壓為直流 12v 左右，正常，接上三端穩(wěn)壓后再測其輸出電壓，為穩(wěn)定的 5.04v，這些數(shù)據(jù) 說明電源部全全部工作正常； （2）顯示部分調(diào)試 專門編寫一個(gè)數(shù)碼管和 led 燈的點(diǎn)亮測試程序，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管點(diǎn)亮的數(shù)據(jù)不 正常，經(jīng)過檢查，有一個(gè)電阻選用錯(cuò)誤，更換后，顯示正常。 （3）三相電輸入和檢測部

31、分測試 把三相電接上，光耦暫時(shí)不焊接，接上發(fā)光二極管，發(fā)現(xiàn)，abc 相序燈亮， 更換后，燈滅。測試通過。 （4）綜合測試 因?yàn)橐陨细黜?xiàng)均測試通過，所以把程序文件燒寫后輕易通過測試。 4.4 調(diào)試經(jīng)驗(yàn)調(diào)試經(jīng)驗(yàn) 注意實(shí)物的測試條件，否則易燒壞元件或電路。 調(diào)試過程一般是先根據(jù)分級測試的數(shù)據(jù)分析局部電路的性能，并制定出相 應(yīng)的調(diào)試方案；局部電路調(diào)試完再進(jìn)行級聯(lián)調(diào)試，最后整體測試、調(diào)試。 4.5 小結(jié)小結(jié) 在對該部分電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試時(shí)，vcc 應(yīng)輸出 12v 直流穩(wěn)定的電壓，接通 電源后電源指示燈亮，正常發(fā)光，在開始時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)通過復(fù)位電容實(shí)現(xiàn)開機(jī)瞬 時(shí)自動(dòng)復(fù)位，不需要人進(jìn)行干擾。更能體現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)性。

32、通過先分后總的調(diào) 試順序，即先對各個(gè)小模塊進(jìn)行調(diào)試，后對整個(gè)電路調(diào)試，電路的各個(gè)部分以 及整體都能很好的完成各自的功能，整個(gè)電路能安全可靠的運(yùn)行。 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 22 參考文獻(xiàn) 1 邱關(guān)源電路(第三版)m北京：高等教育出版社，1995 2 張肅文，陸兆熊高頻電子線路(第三版)m北京：高等教育出版社， 1995 3 邱炳正交流電能表錯(cuò)誤接線百例解析m北京：中國計(jì)量出版社， 1990 4 安立憲，段志彥，等淺談電能計(jì)量裝置運(yùn)行中存在的問題及改進(jìn)措 施j 蒙古電力技術(shù)，2005. 5 張永瑞電子測量技術(shù)基礎(chǔ)m陜西：西安電子科技 大學(xué)出版社，2ooo 6 王效良，馬思樂，等電網(wǎng)相序和缺相監(jiān)測電

33、路的設(shè)計(jì)j電力系統(tǒng) 及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，1997。 7 劉曉文，譚得健便攜式多功能相序及電量測量儀 煤炭科學(xué)技術(shù)，1996. 8 陳國平.mcs-51 系列單片機(jī)系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)m.北京：冶金工業(yè)出版 社， 2003.6. 9 吳金戌.89c51 單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用m.北京： 清華大學(xué)出版社，2002. 10 張俊謨.單片機(jī)中級教程原理與應(yīng)用m.北京：北京航空航天大學(xué) 出版社， 1999. 11 電子報(bào)社.電子報(bào) 2004 年合訂本下m.成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社， 2004. 12 劉文濤.基于 c51 語言編程的 mcs-51 單片機(jī)實(shí)用教程m.北京：原子 能出版社， 2004.9. 13 吉雷.

34、protel 99 從入門到精通m.西安：西安電子科技大學(xué)出 003. 14 席時(shí)達(dá). 電工技術(shù) 高等育出版社，1992 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 23 總總 結(jié)結(jié) 本設(shè)計(jì)是利用三相星形不對稱負(fù)載在不接中線的情況下，相電壓會(huì)產(chǎn)生變 化的特點(diǎn)來對三相交流電相序進(jìn)進(jìn)行判斷的設(shè)計(jì)與制作，它具有高精度，高性 能，高可靠性和低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，是一個(gè)值得推廣的一種方法 在設(shè)計(jì)本作品時(shí)，通過查閱網(wǎng)絡(luò)與圖書館搜集到的資料，再加上高小英老 師的指導(dǎo)與資料提供，與對三相交流電的認(rèn)識與研究，設(shè)計(jì)出了這一套三相交 流電相序判斷器，基本完成了課題的要求，但是由于設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)尚淺，對 課題的研究經(jīng)驗(yàn)還不成熟，使得在技術(shù)的解決與

35、運(yùn)用上顯得粗糙了一些，在某 些技術(shù)關(guān)鍵上的敘述不能達(dá)到詳細(xì)、精辟。但是這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)卻不缺乏自己 的特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)，主要表現(xiàn)在： 該產(chǎn)品的互換性好，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，外圍電路簡單易懂， 因此體積??； 被測電路與測量電路電氣隔離，安全性能較高； 測量結(jié)果以數(shù)碼的形式進(jìn)行顯示，直觀性好； 系統(tǒng)控制采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)人工智能化操作； 所有元器件全部采用常用件設(shè)計(jì)，性價(jià)比極高，有利于批量進(jìn)行生產(chǎn)。 由于考慮到了成本使用的問題，在設(shè)計(jì)上我們使用了 51 系列單片機(jī)的簡單型產(chǎn) 品 at89c2051，來進(jìn)行對整體的集中控制，程序編寫也比較容易。該控制器的 應(yīng)用有助于減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，搞高工

36、作人員效率，普及家庭，工業(yè)的 自動(dòng)化水平，因此大大節(jié)省了、物力、財(cái)力，因此未來的商機(jī)相當(dāng)大，具有良 好的發(fā)展前景。 由于本人的水平有限，設(shè)計(jì)當(dāng)中，難免會(huì)有不少的缺點(diǎn)和不足之處，懇 請教導(dǎo)老師批評并改正。 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 24 致致 謝謝 這四年來，得到院領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)老師對我的諄諄教誨和幫助，了解了三相交 流電的一些常規(guī)知識，單片機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)等等，使自己多年 來所學(xué)的理論知識和實(shí)踐做到有機(jī)的組合，進(jìn)一步深化鞏固自己的理論知識。 同時(shí)也讓我深深體味到電子是一種更新很快的行業(yè)，要想跟上時(shí)代，就得 自我不斷的努力，只靠在學(xué)校所學(xué)的東西是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以必須在以后的工 作的中不斷的學(xué)

37、習(xí)，打下堅(jiān)定的基礎(chǔ)。 在此，我表示衷心的感謝。尤其是高老師對我的關(guān)心和幫助，這次畢業(yè)設(shè) 計(jì)能圓滿的成功，多是得于指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)和詳細(xì)的批改。他無論在理論 上還是實(shí)踐中都給予我有很大的幫助，使我得到不少的提高，這對于我以后的 工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。 另外，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我還得到很多同學(xué)的不少幫助，解決了不少的 難題。在此，我由衷的感謝他們對我的幫助。 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 25 附錄一附錄一 源程序源程序 以下程序完成各腳預(yù)定義 led1equ p3.1;第一線指示 led2equ p3.0;第二線指示 led3equ p3.2;第三線指示 inequ p3.3

38、;判斷輸入 fmqequ p3.7;蜂鳴器 anequ p3.4;啟動(dòng)按鍵輸入 org 0000h; ajmpstart; org 000bh ljmp qidong;定時(shí)器 0,啟動(dòng)轉(zhuǎn)換中斷 start: mov tmod,#06 ;t0 為模式 2，外部計(jì)數(shù)方式 mov th0,#0ffh;寫入初值 mov tl0,#0ffh setb tr0;開啟定時(shí)器 0 中斷 mov p1, #0ffh;端口初始化 mov p3, #0ffh; mov 50h,#0;啟動(dòng)標(biāo)志清 0 setbet0;開啟定時(shí)器 0 中斷 setbea;開總中斷 main: setbled1;亮一號線指示燈 setbled2; setbled3; mov r1, #100; mov a, #11h;顯示a acalldisp; 九江學(xué)院本科畢業(yè)論文 26 mov a, 50h; cjnea, #88h,loop1; ajmploop3 loop1: mov r1, #100; mov a, #1h;顯示b acalldisp; mov a, 50h; cjnea, #88h,loop2; ajmploop3; loop2: mov r1, #100; mov a, #63h;顯示c aca