AT89C51單片機(jī)在單雙電橋檢定裝置中的應(yīng)用

1、（AT89C51）單片機(jī)在單雙電橋檢定裝置的開發(fā)應(yīng)用 賴振學(xué)1 洪傳平2 陳捷東3 湯宏浪4侯小敏5（1福州億森電力設(shè)備公司：2泉州電業(yè)局3石獅電力公司4 漳州電業(yè)局 5三明電業(yè)局） 本文根據(jù)AT89C51與MCS-51 兼容 和4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 的特點,提出了AT89C51單片機(jī)在單雙電橋檢定裝置的開發(fā)應(yīng)用和在電力儀表檢定中的應(yīng)用方法,對ES-2010單雙電橋檢定裝置的總體設(shè)計、實現(xiàn)和開發(fā)方法進(jìn)行了闡述. 關(guān)鍵詞: AT89C51, ES-2010單雙電橋檢定裝置, 電測儀表檢定, 單雙電橋檢定方法1 引言三次平衡雙電橋是用于精密比較10-3102范圍內(nèi)同標(biāo)稱值標(biāo)準(zhǔn)電阻的儀器。通過電

2、橋的三次平衡調(diào)節(jié)，可以有效地消除標(biāo)準(zhǔn)電阻的電位引線電阻、連接導(dǎo)線電阻和端鈕接觸處的過渡電阻等對測量小電阻的影響。達(dá)到高精度標(biāo)準(zhǔn)電阻的比較。單雙電橋檢定裝置依據(jù)JJG982-2003直流電阻箱檢定規(guī)程和JJG125-2004直流電橋檢定規(guī)程生產(chǎn)的,用于整體檢定攜帶型單電橋。2 單雙電橋智能檢定的原理由AT89C51單片機(jī)在單雙電橋檢定裝置由數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)電阻箱、和RS-232對接計算機(jī)和打印機(jī)及ES應(yīng)用軟件組成，實現(xiàn)了檢定過程的自動化和智能化。本系統(tǒng)在VB6.0開發(fā)下生成的ES-2010軟件EXE軟件實現(xiàn)了：1、可檢定0.1級至0.05級便攜式直流單雙電橋；2、計算機(jī)可讀出標(biāo)準(zhǔn)電阻箱示值更正值，能提

3、高電阻箱的準(zhǔn)確度，進(jìn)一步確保檢定質(zhì)量。3、計算機(jī)屏幕提示操作步驟，自動數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果判斷、自動生成和打印根據(jù)用戶訂制的檢定（校準(zhǔn)）證書和原始記錄；4、自動作數(shù)據(jù)的存貯和管理，并具查詢功能3 系統(tǒng)模塊ES-2010單雙電橋檢定裝置包括A/D采樣電路和單片機(jī)控制電路，如圖3所示。在系統(tǒng)中，A/D采樣電路對檢波后產(chǎn)生的直流電壓進(jìn)行采樣，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并且將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)；單片機(jī)對此數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，當(dāng)采集到的直流電平為最小值時，通過AGC過程實現(xiàn)了ES-2010單雙電橋檢定裝置的智能化數(shù)控調(diào)諧。A/D采樣電路的作用是對有效值檢波輸出的模擬信號采樣，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后由單片機(jī)進(jìn)行處理。單片

4、機(jī)控制電路主要實現(xiàn)采樣后數(shù)據(jù)的處理、電容檔的選擇(控制繼電器的通斷)和數(shù)控電位器的控制。4 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)系統(tǒng)硬件電路中最關(guān)鍵的部分AT89C51單片機(jī)。系統(tǒng)總體電路結(jié)構(gòu)如圖4所示。本系統(tǒng)的目的是實現(xiàn)自動調(diào)諧陷波， X9C103與單片機(jī)的接口是3總線方式，3個控制端口分別為U/D、INC和CS，實際設(shè)計中，3個端口分別與單片機(jī)的P2.O、P2.1和P2.2相連。X9C103的滑動頭帶有40 的固定阻值，因此其實際阻值變化范圍是4010040，步進(jìn)量為100。4.2 檢波與A/D轉(zhuǎn)換考慮到在失真度測量中輸入信號本身就是不規(guī)則的失真信號，而由分立元件組成的有效值檢波電路是在檢測出信號的峰值 后按照

5、一定的關(guān)系計算得出有效值，一般只能用于檢測規(guī)則信號(諸如正弦波等信號)，輸出誤差比較大，不適用于失真度儀，所以本系統(tǒng)交流檢測信號-直流有效值的轉(zhuǎn)換采用了AD536型轉(zhuǎn)換電路。AD536是美國ADI公司推出的專門用于真有效值-直流轉(zhuǎn)換的單片集成電路。AD536A可廣泛用于標(biāo)準(zhǔn)正弦波或非周期、非正弦且疊加直流電平的各種噪聲及機(jī)械傳感信號的精確測量。在本系統(tǒng)中必須對每次ES-2010的智能諧振頻率調(diào)整后的輸出信號進(jìn)行測量，使用ADC0809型通用8位并行模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將檢波后的直流信號轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制數(shù)據(jù)由單片機(jī)處理。ADC0809有8路模擬輸入通道，為完成 ALC(自動電平控制)電路，采用LM336-5

6、型集成穩(wěn)壓電源。4.3 單片機(jī)控制本系統(tǒng)選用了AT89C51型單片機(jī)。無論從成本、處理速度或存儲容量考慮，選用AT89C51都是很合理的。本系統(tǒng)啟動后，單片機(jī)程序首先初始化(即電容值選取0.22 nF，數(shù)控電位器為最小值40 )，然后單片機(jī)控制ADC0809進(jìn)行采樣，讀取P0口數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。先對整個系統(tǒng)進(jìn)行粗掃，也就是說先不改變數(shù)控電位器的阻值，只進(jìn)行電容換檔，當(dāng)程序掃描完整個7檔電容后，對ADC0809的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，取最小值對應(yīng)的電容檔作為系統(tǒng)所需要的檔。X9C103接口是3總線式，通信協(xié)議比較簡單，編程較方便。圖5所示為本系統(tǒng)的軟件流程。5 結(jié)束語本文敘述了ES-2010單雙電橋檢定裝置

7、的設(shè)計，為了能很好完成其功能，筆者設(shè)計并制作了AT89C51單片機(jī)電路，和開發(fā)過程，本系統(tǒng)從開發(fā)到市場應(yīng)用中，成功的在泉州電業(yè)局：石獅電力公司： 漳州電業(yè)局：三明電業(yè)局和龍巖電局儀表班單雙電橋檢定中穩(wěn)定多年運行. 參考文獻(xiàn)：參1： 賴振文 計量與測試技術(shù)2008年 第02期ES-2010單雙橋智能檢定在電力儀表檢定過程推廣和應(yīng)用參 2：陳捷東 Chen Jiedong 期刊論文  電工技術(shù)- 2005年10期- ,  石獅電力公司,福建,泉州電能計量裝置失壓后電量追補(bǔ)新方法 作者表：  作者1：賴振學(xué)（1978/5-）職稱：高級工程師 單位：福州億森電力設(shè)備有限公司總工程設(shè)計師，地址：福州華林路303號鉑晶時代18層 郵編：350013 作者2：洪傳平（1964/1-）職稱：電測儀表高級技