變壓器瓦斯保護儀設(shè)計課程設(shè)計論文

1、 . 遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué)單片機原理與接口技術(shù)單片機原理與接口技術(shù) 課程設(shè)計（論文）課程設(shè)計（論文）題目：題目： 變壓器瓦斯保護儀設(shè)計變壓器瓦斯保護儀設(shè)計 院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級：專業(yè)班級： 電氣電氣10104 4班班 學(xué)學(xué) 號：號：101003031200303120 學(xué)生：學(xué)生： 馬志瀛馬志瀛 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：（簽字）起止時間：起止時間：2012013 3.06.24-201.06.24-2013 3.07.07.1212 . I / 20課程設(shè)計（論文）任務(wù)與評語課程設(shè)計（論文）任務(wù)與評語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室： 電氣教研室注：

2、成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計算學(xué) 號100303120學(xué)生馬志瀛專業(yè)班級電氣104班課程設(shè)計（論文）題目變壓器瓦斯保護儀設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務(wù)該檢測儀實時監(jiān)測變壓器油的流速，當流速超過閾值時，啟動相應(yīng)的開關(guān)量輸出控制啟動保護裝置，并發(fā)出報警信號。設(shè)計任務(wù)：設(shè)計任務(wù)：1. CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計（包括 CPU 選擇，存儲器，晶振電路，復(fù)位電路） ）2. 傳感器選擇與接口電路設(shè)計3. 開關(guān)量輸出接口與報警電路設(shè)計4. 程序流程圖設(shè)計以與具體程序編寫技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)：1變壓器容量是 5000KVA2保護儀的工作電源為 220V3變壓器的流速上限為 0.6m/s設(shè)計要求設(shè)

3、計要求：1、分析系統(tǒng)功能，盡可能降低成本，選擇合適的單片機、AD 轉(zhuǎn)換器、輸出電路等；2、應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖；3、按規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細的軟件設(shè)計說明，詳細闡述系統(tǒng)的工作過程，字數(shù)應(yīng)在 4000 字以上。進度計劃第 1 天 查閱收集資料第 2 天 總體設(shè)計方案的確定第 3-4 天 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計第 5 天傳感器選擇與接口電路設(shè)計第 6 天開關(guān)量輸出接口與報警電路設(shè)計第 7 天 程序流程圖設(shè)計第 8 天 軟件編寫與調(diào)試第 9 天 設(shè)計說明書完成第 10 天 答辯指導(dǎo)教師評語與成績平時： 論文質(zhì)量： 答辯：總成績： 指導(dǎo)教師簽字：

4、年 月 日 . II / 20摘 要變壓器作為電力系統(tǒng)輸電不可或缺的裝置，其可靠性和安全性對整個電網(wǎng)的可靠，持續(xù)供電起著關(guān)鍵作用。瓦斯保護作為變壓器保護的重要組成部分，是變壓器安全，可靠運行的基礎(chǔ)。本文闡述了變壓器瓦斯保護作用與其設(shè)計過程。針對本次設(shè)計，選用 QJ1-80 氣體繼電器作為瓦斯保護的繼電器，再由按鍵電路連入 CPU 進行處理計算，通過報警系統(tǒng)進行報警。關(guān)鍵詞：變壓器；瓦斯保護；QJ1-80 氣體繼電器目 錄第 1 章 緒論 11.1 變壓器保護概況 11.2 變壓器瓦斯保護概況 21.3 本文研究容 2第 2 章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計 42.1 瓦斯保護儀總體設(shè)計方案 42.2

5、CPU 的選擇 42.3 數(shù)據(jù)存儲器擴展 62.4 復(fù)位電路設(shè)計 72.5 時鐘電路設(shè)計 72.6 CPU 最小系統(tǒng)圖 8第 3 章 瓦斯保護儀輸入輸出接口電路設(shè)計 93.1 瓦斯繼電器的選擇 93.2 瓦斯保護儀檢測接口電路設(shè)計 93.2.1 獨立式按鍵電路選擇 93.2.2 模擬量檢測接口電路 113.3 瓦斯保護儀輸出接口電路設(shè)計 11第 4 章 瓦斯保護儀軟件設(shè)計 134.1 軟件實現(xiàn)功能綜述 134.2 流程圖設(shè)計 134.2.1 主程序流程圖設(shè)計 13 . III / 204.2.2 模擬量檢測流程圖設(shè)計 144.2.3 報警裝置流程圖設(shè)計 144.3 程序清單 15第 5 章 系

6、統(tǒng)設(shè)計與分析 165.1 系統(tǒng)原理圖 165.2 系統(tǒng)原理綜述 16第 6 章 課程設(shè)計總結(jié) 17參考文獻 18 . 1 / 20第 1 章 緒論1.1 變壓器保護概況變壓器作為聯(lián)系不同電壓等級網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，是電力系統(tǒng)中極其重要組成部分，它在電力系統(tǒng)的發(fā)電，輸電，配電等各個環(huán)節(jié)中被廣泛使用。隨著近些年來，電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，電壓等級的提高，增加了很多大容量的變壓器，因而它的安全運行與否，是整個電力系統(tǒng)能否連續(xù)穩(wěn)定工作的關(guān)鍵，也是電力系統(tǒng)可靠工作的必要條件。而且電力變壓器本身造價昂貴，一旦發(fā)生故障而遭到破壞，將給維修帶來很大困難，造成大的經(jīng)濟損失。因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度，并考慮到

7、可能發(fā)生的各種故障類型和不正常運行狀態(tài)，來裝設(shè)性能良好、工作可靠的繼電保護裝置。分析電力變壓器的故障，可分為短路故障和不正常運行狀態(tài)兩種，而變壓器的短路故障，又可按發(fā)生在變壓器的外部情況分為部故障和外部故障。變壓器的部故障主要是指各相繞組之間發(fā)生的相間短路、繞組的線匝之間發(fā)生的匝間短路、繞組或引出線通過外殼發(fā)生的接地短路故障等。變壓器的外部故障主要是指外部絕緣套管和引出線上發(fā)生的相間短路和直接接地短路故障。根據(jù)上述故障類型和不正常運行狀態(tài)，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護：（1）瓦斯保護 對于變壓器油箱的各種故障以與油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護，它反應(yīng)于油箱部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作，同時也能反應(yīng)繞組的開焊

8、故障。（2）縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護 為反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路故障，中性點直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路故障以與繞組匝間短路故障，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護。保護動作后，跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。（3）反應(yīng)外部相間短路的后備保護 動作于變壓器的外部故障和作為主保護的后備保護，根據(jù)變壓器容量和應(yīng)用情況，可分別采用過電流保護、復(fù)合電壓起動的過電流保護、負序電流與單相式低電壓起動的過電流保護、阻抗保護。（4）反映外部接地短路的接地保護 對中性點直接接地電力網(wǎng)，由外部接地短路引起過電流時，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護。當電力網(wǎng)中部分變壓器中性點接地運行，應(yīng)根據(jù)具體情況，裝設(shè)專有 . 2 /

9、 20的保護裝置，如零序過電壓保護，中性點裝放電間隙加零序電流保護等。（5）過負荷保護 對 0.4MVA 以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行，或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況，裝設(shè)過負荷保護。過負荷保護接于一相電流上，并延時作用于信號。（6）過勵磁保護 高電壓側(cè)電壓為 500KV 與以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護。（7）非電量保護對變壓器本體和有載調(diào)壓部分的溫度，油箱壓力升高以與冷卻系統(tǒng)的故障，應(yīng)按現(xiàn)行變壓器標準的要求，裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的裝置。為實現(xiàn)上述保護容的功能，適應(yīng)當今大容量變壓器應(yīng)用的日益增多以電力系統(tǒng)

10、網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜化的趨勢，并伴隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，微機繼電保護裝置在高壓電王中得到了廣泛的應(yīng)用，成為目前繼電保護中最重要的保護形式。微機保護相比與傳統(tǒng)的保護裝置，具有更高的可靠性、快速性和靈敏度，可更大限度的保證電力系統(tǒng)和變壓器的安全運行，減少事故的損失。1.2 變壓器瓦斯保護概況瓦斯保護是變壓器部故障的基本保護，它的主要器件是瓦斯繼電器，安裝的位置在油箱與油枕之間的聯(lián)接管道中。當變壓器油箱部發(fā)生故障時，短路電流產(chǎn)生的電弧使變壓器油和其他絕緣材料分解，從而產(chǎn)生大量的可燃性氣體，這種可燃性氣體統(tǒng)稱為瓦斯氣體。故障程度越嚴重，產(chǎn)生的瓦斯氣體越多，流速越快，氣流中還夾雜著細小的、灼熱的變壓器油。瓦

11、斯保護是利用變壓器油受熱分解所產(chǎn)生的熱氣流和熱油流實施保護動作。在瓦斯保護裝置中，反應(yīng)這些特性的基本器件是瓦斯繼電器。 在變壓器正常工作時，瓦斯繼電器的容器一般是充滿變壓器油的，它的兩對靈敏水銀觸點是斷開的。如果變壓器部出現(xiàn)輕微故障，此時上面一對水銀觸點閉合，接通信號回路，發(fā)出報警信號，即繼電器輕瓦斯動作。如果變壓器部發(fā)生嚴重故障，使下面一對水銀觸點閉合，接通跳閘回路，切斷與變壓器連接的所有電源，從而起到保護變壓器的作用，即繼電器中瓦斯保護。1.3 本文研究容該檢測儀實時監(jiān)測變壓器油的流速，當流速超過閾值時，啟動相應(yīng)的開關(guān)量 . 3 / 20輸出控制啟動保護裝置，并發(fā)出報警信號。本設(shè)計主要設(shè)計

12、容是：1. CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計（包括 CPU 選擇，存儲器，晶振電路，復(fù)位電路） ）2. 繼電器選擇與接口電路設(shè)計3. 開關(guān)量輸出接口與報警電路設(shè)計4. 程序流程圖設(shè)計以與具體程序編寫第 2 章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計2.1 瓦斯保護儀總體設(shè)計方案圖 2.1 瓦斯保護儀原理框圖變壓器瓦斯保護的主要元件就是瓦斯繼電器，它安裝在油箱與油枕之間的連接管中。當變壓器出現(xiàn)部故障時，產(chǎn)生的氣體將聚集在瓦斯繼電器的上部，使油面降低。當油面降低到一定程度后，上浮筒便下沉，使水銀接點接通，發(fā)出信號。如果是嚴重故障，油流會沖擊擋板，使之偏轉(zhuǎn)，并帶動擋板后的連動桿向上轉(zhuǎn)動，挑動與水銀接點卡環(huán)相連的連動環(huán)，使水銀接點

13、分別向與油流垂直的兩側(cè)轉(zhuǎn)動，兩水銀接點同時接通，使開關(guān)跳閘或發(fā)出信號。信號經(jīng)按鍵電路送入 CPU, CPU對采樣值進行數(shù)值計算，處理后，驅(qū)動顯示器顯示出被測氣體的瓦斯?jié)舛戎?，若被測氣體的瓦斯?jié)舛瘸^報警電路預(yù)定的數(shù)值時，報警電路即發(fā)出聲、光報警信號，并啟動輸出相應(yīng)的開關(guān)量信號，檢測儀由 AC220V 供電。 . 4 / 202.2 CPU 的選擇CPU 是瓦斯保護儀的核心，完成數(shù)據(jù)采集、處理、輸出、顯示等功能,是整個儀器正常工作的基礎(chǔ)，它的選擇直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的工作。選擇通用性強、功耗小、性能穩(wěn)定良好的 8 位 CMOS 微處理器芯片 AT89C51，它與常用 MCS-51 型單片機兼容，工

14、作電壓為 2.7V6.OV,具有 32 條可編程 I/O 端口，3 個 16 位定時計數(shù)器，2568 位部 RAM,帶 8K 字節(jié)快閃 EEPROM 的特點，大大簡化了電路的設(shè)計。引腳圖如圖：圖 2.2 89C51 引腳圖部分引腳功能說明：XTAL1：接外部晶振的一個引腳。在單片機部，它是一反相放大器輸入端，這個放大器構(gòu)成了片振蕩器。它采用外部振蕩器時，此引腳應(yīng)接地。XTAL2：接外部晶振的一個引腳。在片接至振蕩器的反相放大器輸出端和部時鐘發(fā)生器輸入端。當采用外部振蕩器時，則此引腳接外部振蕩信號的輸入。RST：AT89C51的復(fù)位信號輸入引腳，高電位工作，當要對芯片復(fù)位時，只要將此引腳電位提升

15、到高電位，并持續(xù)兩個機器周期以上的時間，AT89C51便能完成系統(tǒng)復(fù)位的各項工作，使得部特殊功能寄存器的容均被設(shè)成已知狀態(tài)。ALE/：ALE表示允許地址鎖存允許信號。當訪問外部存儲器時，ALE信PROG號負跳變來觸發(fā)外部的8位鎖存器(如74LS373)，將端口P0 的地址總線(A0-A7)鎖存進入鎖存器中。在非訪問外部存儲器期間，ALE引腳的輸出頻率是系統(tǒng)工作頻率的1/16，因此可以用來驅(qū)動其他外圍芯片的時鐘輸入。：訪問外部程序存儲器選通信號，低電平有效。在訪問外部程序存儲PSEN器讀取指令碼時，每個機器周期產(chǎn)生二次信號。在執(zhí)行片程序存儲器指令PSEN時，不產(chǎn)生PSEN 信號，在訪問外部數(shù)據(jù)時

16、，亦不產(chǎn)生信號。PSENP0：P0口(P0.0P0.7)是一個8位漏極開路雙向輸入輸出端口，當訪問外部數(shù)據(jù)時，它是地址總線（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用。外部不擴展而單片應(yīng)用時，則作一般雙向I/O口用。P0口每一個引腳可以推動8個LSTTL負載。P2：P2口(P2.0P2.7)是具有部提升電路的雙向I/0端口(準雙向并行I/O口)，當訪問外部程序存儲器時，它是高8位地址。外部不擴展而單片應(yīng)用時，則作一般雙向I/O口用。每一個引腳可以推動4個LSTL負載。P1：P1口(P1.0P1.7)口是具有部提升電路的雙向I/0端口(準雙向并行I/O口)，其輸出可以推動4個LSTTL負載。僅供用戶作為輸入輸出用的

17、端口。P3：P3口(P3.0P3.7)口是具有部提升電路的雙向I/0端口(準雙向并行I/O . 5 / 20口)，它還提供特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制與外部隨機存儲器容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其特殊功能引腳分配如下：P3.0 RXD 串行通信輸入P3.1 TXD 串行通信輸出P3.2 外部中斷0輸入,低電平有效0INTP3.3 外部中斷1輸入,低電平有效1INTP3.4 T0 計數(shù)器0 外部事件計數(shù)輸入端P3.5 T1 計數(shù)器1 外部事件計數(shù)輸入端P3.6外部隨機存儲器的寫選通，低電平有效WRP3.7 外部隨機存儲器的讀選通，低電平有效RD在設(shè)計中用到了多片串行通信的芯片

18、，但選用的單片機AT89C51只有一個串行口，這給連接帶來了極大的麻煩。在設(shè)計中，用單片機未用到的普通I/O口輔之控制軟件來模擬串行口工作，從而解決了串行口不夠用的難題。2.3 數(shù)據(jù)存儲器擴展89C51單片機片有128B的RAM存儲器，在實際應(yīng)用中僅靠這128B的數(shù)據(jù)存儲器是遠遠不夠的。這種情況下可利用89C51單片機所具有的拓展功能，拓展數(shù)據(jù)存儲器。本文利用6264與單片機進行拓展。6264是8K*8位的靜態(tài)隨機存儲器，采用CMOS工藝制造，單一+5電源供電，額定功耗200mW,典型存取時間200ns，為28線雙列直插式封裝。如圖2.3所示：P1.01P1.23P1.12P1.34P1.45

19、P1.56P1.67P1.78RESET9P3.010P3.111P3.313P3.212P3.414P3.515P3.616P3.717X T AL119X T AL218V SS20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE30EA31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039V CC4089c51D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11 74LS373A010A19A28A37A

20、46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CS120CS226WE27OE22D011D112D213D315D416D517D618D7196264 圖 2.3 89C51 與 6264 的擴展 . 6 / 202.4 復(fù)位電路設(shè)計復(fù)位操作可以使單片機初始化，也可以使死機狀態(tài)下的單片機重新啟動，因此非常的重要。在時鐘電路工作后，只要在單片機的 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘振蕩脈沖（兩個機器周期）以上的高電平，單片機就可以實現(xiàn)復(fù)位。為了保證系統(tǒng)可靠復(fù)位，在設(shè)計復(fù)位電路時，一般使 RESET 引腳保持 10ms 以上的高電平，單片機就可以可靠的復(fù)位。本文采用按鍵復(fù)

21、位方式。該方式可以通過按鍵實現(xiàn)復(fù)位。按下鍵后，通過 R1 和 R2 形成回路，使 RESET 端產(chǎn)生高電平。按鍵的時間決定了復(fù)位的時間。22 uC A P10 kR E S 2D 141 48S 1R E S E T20 0R E S 2V C CR S T圖 2.4 按鍵復(fù)位電路圖2.5 時鐘電路設(shè)計片電路與片外器件就構(gòu)成一個時鐘產(chǎn)生電路，CPU 的所有操作均在時鐘脈沖同步下進行。片振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在 1.2MHz24MHz之間選取。C1、C2 是反饋電容，其值在 20pF100pF 之間選取，典型值為30pF。本電路選用的電容為 30pF，晶振頻率為 12MHz。振

22、蕩周期； 機器s121周期； 指令周期sSm1s41圖 2.5 晶振電路圖2.6 CPU 最小系統(tǒng)圖根據(jù)上述 4 節(jié)圖，形成完整的 CPU 最小系統(tǒng)圖，如圖 2.6 所示： . 7 / 20P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9P3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717XIAL218XIAL119VSS20VCC21P0.022P0.123P0.224P0.325P0.426P0.527P0.628P0.729EA30ALE31PSEN32P2.733P2.634P2.535P2.436

23、P2.337P2.238P2.139P2.040A189C51Vin1GND2Vout3U1VOLTREGR1R2Y1C1C2S1C5C6C7C3C41234D1R3S2T2圖 2.6 CPU 最小系統(tǒng)第 3 章 瓦斯保護儀輸入輸出接口電路設(shè)計3.1 瓦斯繼電器的選擇本次課設(shè)選用 QJ1-80 氣體繼電器作為瓦斯保護的繼電器，QJ1-80 氣體繼電器，是油浸式變壓器所用的一種保護裝置，由于變壓器部故障而使油分解產(chǎn)生氣體或造成油流涌動時，使氣體繼電器的接點動作，接通指定的控制回路，并與時發(fā)出信號或自動切除變壓器。在選擇 QJ1-80 氣體繼電器時，主要從以下幾個測試實驗來衡量:1、輕瓦斯試驗將瓦

24、斯繼電器放在實驗臺上固定， （繼電器上標注箭頭指向油枕） ，打開實驗臺上部閥門，從實驗臺下面氣孔打氣至繼電器部完全充滿油后關(guān)閉閥門，放平實驗臺，打開閥門，觀察油面降低到何處刻度線時輕瓦斯觸點導(dǎo)通，我局輕瓦斯定值一般為 250mm 350mm ，若輕瓦斯不滿足要求，可以調(diào)節(jié)開口杯背后的重錘改變開口杯的平衡來滿足需求。2、 重瓦斯試驗（流速實驗）從實驗臺氣孔打入氣體至繼電器部完全充滿油后關(guān)上閥門，放平實驗臺，打開實驗臺表計電源，選擇表計上的瓦斯孔徑檔位，測量方式選在“流速” ，再繼續(xù)打入氣體，觀察表計顯示的流速值為整定值止，快速打開閥門，此時油流應(yīng)能 . 8 / 20推動檔板將重瓦斯觸點導(dǎo)通。重瓦

25、斯定值一般為 1.01.2m/s，若重瓦斯不滿足要求，可以通過調(diào)節(jié)指針彈簧改變檔板的強度來滿足需求。3、 密閉試驗同上面的方法將起部充滿油后關(guān)上閥門，放平實驗臺，將表計測量方式選在“壓力” ，打入氣體，觀察表計顯示的壓力值數(shù)值為 0.25MPa，保持該壓力 40 分鐘，檢查繼電器表面的樁頭跟部是否有油滲漏。3.2 瓦斯保護儀檢測接口電路設(shè)計3.2.1 獨立式按鍵電路選擇因為 CPU 不能直接接收模擬量信號，所以需要按鍵電路把開關(guān)關(guān)斷訊號傳入CPU 中，發(fā)出警報。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O 口線，在按鍵數(shù)量較多時，I/O 口線浪費較大。由于此次設(shè)計只需兩

26、個 I/O，所以適合選用獨立式按鍵電路。對于鍵盤的監(jiān)測，就是否有鍵按下的信息輸壓測量信號，把瓦斯繼電器的信號傳入 CPU 中的方式分為中斷方式與查詢方式兩種。本次課設(shè)選用查詢方式，如電路圖 3.1 所示：123456ABCD654321DCBAT i tleN um berR evi sio nSi zeBD ate:30 -Ju n- 20 13Sh ee t of Fi le:C :PR O G R A M F IL E S D E SIG N E X PL O R E R 99 S E E X A M PL E S M y D e sig n.d dbD raw n B y:P1 .01

27、P1 .12P1 .23P1 .34P1 .45P1 .56P1 .67P1 .78R E SE T9P3 .010P3 .111P3 .212P3 .313P3 .414P3 .515P3 .616P3 .717X IA L 218X IA L 119V SS20V CC21P0 .022P0 .123P0 .224P0 .325P0 .426P0 .527P0 .628P0 .729E A30A L E31PS E N32P2 .733P2 .634P2 .535P2 .436P2 .337P2 .238P2 .139P2 .040A 189 C5 1S1S2S3S4S5S6S7S8R 1

28、R 2R 3R 4R 5R 6R 7R 8+5 V圖 3.1 獨立式按鍵電路下面是查詢方式的鍵盤程序。K0 到 K7 為功能程序入口地址標號，其地址間隔應(yīng)能容納 JMP 指令字節(jié)，PROM0PROM7 分別為每個按鍵的功能程序。設(shè) I/O 為P0 口。 . 9 / 20START：MOV A，#0FFH ; MOV P0，A ;置 P1 口為輸入狀態(tài) MOV A，P0;鍵狀態(tài)輸入JNB ACC.0，K0 ;檢測 0 號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn) JNB ACC.1，K1 ;檢測 1 號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn)JNB ACC.2，K2 ;檢測 2 號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn) JNB ACC.3，K3 ;檢測 3 號

29、鍵是否按下，按下轉(zhuǎn) JNB ACC.4，K4 ;檢測 4 號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn) JNB ACC.5，K5 ;檢測 5 號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn) JNB ACC.6，K6 ;檢測 6 號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn) JNB ACC.7，K7 ;檢測 7 號鍵是否按下，按下轉(zhuǎn) JMP START ;無鍵按下返回，再順次檢測K0：AJMP PROM0K1：AJMP PROM1 K7：AJIMP PROM7PROM0： ;0 號鍵功能程序 JMP START ;0 號鍵功能程序執(zhí)行完返回PROM1： ;0 號鍵功能程序 JMP START ;1 號鍵功能程序執(zhí)行完返回 ; 7 號鍵功能程序PROM7： JMP ST

30、ART ;7 號鍵功能程序執(zhí)行完返回3.2.2 模擬量檢測接口電路由氣體繼電器和按鍵電路組成的模擬量檢測接口電路圖，如圖 3.2 所示： . 10 / 20Q1R1R2D1DIODEP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9P3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717XIAL218XIAL119VSS20VCC21P0.022P0.123P0.224P0.325P0.426P0.527P0.628P0.729EA30ALE31PSEN32P2.733P2.634P2.535P2.436P2.3

31、37P2.238P2.139P2.040A189C51S1S2S3S4S5S6S7S8R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8+5VKRELAY-DPSTKG1KG2圖 3.2 氣體繼電器與按鍵電路連接3.3 瓦斯保護儀輸出接口電路設(shè)計報警電路由 NPN 三極管、蜂鳴器、LED 和限流電阻組成，如圖 3.3 所示。由單片機兩個 I/0 口控制聲報警方式和光報警方式，實際應(yīng)用時，可以通過軟件設(shè)置選擇其中一種報警方式，也可以兩種都選擇。8050 是一種常用的小功率開關(guān)三極管，它的最大負載電流為 700mA, VCEO=20V,飽和壓降為 0.5V。 Q1 和 Q2 分別作為蜂鳴器和發(fā)光二極管

32、的驅(qū)動器，蜂鳴器的正常工作為 3V，聲音強度為 80dB，發(fā)光二極管的額定電流為 5lOmA。當單片機 I/O 口信號為高電平時，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報警聲音，發(fā)光二極管則給出光指示信號，其中，R2, R3 和 R1 均為限流電阻。圖 3.3 報警裝置電路圖 . 11 / 20第 4 章 瓦斯保護儀軟件設(shè)計4.1 軟件實現(xiàn)功能綜述該系統(tǒng)軟件主要由主程序、按鍵程序和報警子程序等模塊組成,因為 C 語言編寫的軟件易于實現(xiàn)模塊化,生成的機器代碼質(zhì)量高、可讀性強、移植好。1) 比較監(jiān)測到的瓦斯?jié)舛戎抵岛蛨缶O(shè)置值,發(fā)現(xiàn)超限則蜂鳴器報警提示2) 報警的同時啟動輸出相應(yīng)的開關(guān)量信號。4.2 流程圖設(shè)計4

33、.2.1 主程序流程圖設(shè)計主程序功能是將繼電器程序、按鍵程序與數(shù)據(jù)程序結(jié)合在一起檢驗是否發(fā)生故障，靈敏水銀觸點是否閉合，閉合則報警，反之則不報警，主程序流程圖如圖4.1所示：圖 4.1 主流程圖 . 12 / 204.2.2 模擬量檢測流程圖設(shè)計89C51單片機獨立式按鍵子程序流程圖，如圖4.2所示。圖 4.2 按鍵子程序流程圖4.2.3 報警裝置流程圖設(shè)計報警電路分為蜂鳴器報警電路和 LED 發(fā)光報警電路組成。當輸入端為低電平時，有電流通過蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出聲音報警。而當輸入端為高電平時不報警。當輸入端 KG1 接通，啟動 00 按鍵程序并報警，當輸入端 KG2，啟動 01 按鍵程序并報警，

34、當輸入端 KG1 和 KG2 同時接通，啟動 10 按鍵程序并報警程序框圖如圖 4.3 所示：圖 4.3 報警子程序流程框圖 . 13 / 204.3 程序清單START：CLR A;MOV P0，A;MOV P1，A; MOV ACC.0，P0;MOV ACC.1，P1;JC ACC.0，K0(KG1);JC ACC.1，K1(KG2); JMP START；K0：AJMP PROM0;K1：AJMP PROM1;PROM0：SETB P1; JMP START;PROM1：SETB P2; JMP START; . 14 / 20第 5 章 系統(tǒng)設(shè)計與分析5.1 系統(tǒng)原理圖綜上所述，此系統(tǒng)

35、電路原理圖如圖 5.1 所示Q1R1R2D1DIODEP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9P3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717XIAL218XIAL119VSS20VCC21P0.022P0.123P0.224P0.325P0.426P0.527P0.628P0.729EA30ALE31PSEN32P2.733P2.634P2.535P2.436P2.337P2.238P2.139P2.040A189C51S1S2S3S4S5S6S7S8R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8+5VR10R11+3.3V+3.3VKRELAY-DPSTKG1KG2圖 5.1 系統(tǒng)總結(jié)線圖5.2 系統(tǒng)原理綜述當變壓器部發(fā)生輕微故障，使油位降低時，瓦斯繼電器 KG 的上接點 KG1 動作，接通信號繼電器 1KS 發(fā)出信號。當變壓器部發(fā)生嚴重故障，使瓦斯繼電器 KG的下