电压监测统计仪的研究(附PCB,程序,实物图,电路原理图)☆

电压监测统计仪的研究(附PCB,程序,实物图,电路原理图)☆(任务书,开题报告,毕业论文18000字,外文翻译)
摘要：本文介绍了一种基于单片机STC89C52的电压监测统计仪器的原理及组成部分。此次设计的电压监测统计仪器不但保留了传统统计仪精确稳定的优异特性，而且革命性的加入了创新模块。已经广泛的应用到我们的日常生活和国民经济各个领域之中。
本次设计的硬件电路总体可分为八部分：AD转化模块、单片机控制模块、数字显示模块、强电模块、时钟计时模块、存储模块、按键输入模块、串行接口模块。电压监测统计仪通过单片机芯片STC89C52和AD模块实现数据采集并处理，最后并在6个数码管上显示。设计每一个小时采集数据一次，一天采集24次。采集时间是1秒钟。时间由实时时钟芯片PCF8583控制，得到的数据在6个数码管上显示并反馈给STC89C52。在按键模块中，通过按键实现人机人性化交流。
本次设计的软件模块设计由汇编语言完成，分为主程序、数据采集处理程序、时钟程序、存储程序、键盘程序、显示程序、发送和接收程序等。配合上位机软件饥渴对电网进行实时监测、数据统计、分析、处理、存储、打印等。能准确反应电网用电质量，为实施科学的管理提供了有利依据。


关键字：STC89C52   电压监测统计仪    汇编语言    AD转化  

Voltage Monitoring Statistics Instrument research
Abstract: This paper introduces a kind of STC89C52 voltage monitoring based on single chip microcomputer principle and statistical instrument component parts. The design of the voltage monitoring statistics instrument not only kept the traditional statistics meter precise stable excellent properties, and revolutionary joined the innovation module. Has been widely applied to our daily life and national economic fields in.
The design of hardware circuit can be divided into eight sections: overall conversion module and single-chip microcomputer control mood-related module, digital display module, &high module, clock module, storage module, keystroke module, serial interface module. Voltage monitoring statistics by single-chip microcomputer chip instrument STC89C52 and AD module implements data acquisition and processing, finally and in six digital tube display. Design every hour collect data once, 24 times a day gathering. Acquisition time is 1 seconds. Time PCF8583 control by real time clock chip, get the data in six digital tube display and feedback to STC89C52. In key module, realize human-machine humanized exchanges by buttons.
This design software module design completed by assembly language, points, data acquisition main routine handling procedures, clock program, storage procedures, keyboard program, show program, send and receive procedures, etc. Cooperate with PC software hunger for grid real-time.according, data statistics, analysis, processing, storage, printing, etc. Can accurately reaction power grid electricity quality for the implementation of scientific management provides favorable basis.
Keywords: STC89C52   Voltage Monitoring Statistics Apparatus    Assembly language   AD transformation
                                    

系统总体设计
2.1系统设计要求
本课题是设计制作基于微处理器的电压监测统计仪﹑完成对110V、220V或380V
交流电在线检测、统计、存储、查询和打印功能。其最终仪表的技术要求如下：精度等级：1%   存储数据量：每小时一个平均电压，共1个月的数据   采样速度：1次/s       显示：采用6个数码管显示    统计参数包括：停电总时,停电次数,合格时间,超高时间,超低时间,最高电压值, 最高电压出现的时间,最低电压值,最低电压出现的时间,平均电压。
工作任务包括:
1．完成以STC89C52单片机为控制核心系统的硬件电路设计和制作。
2．根据提出的技术要求完成系统调试。
3．了解电压监测统计仪中控系统的控制流程。
4．使用PROTEL、ASM或C51完成对下位机的电路设计，原理图的绘制 。
5．电路板的设计及制作，焊接，调试及编程。
2.2  系统设计思路
2.2．1  电压监测统计仪理论分析
本课题针对目前市场上监测仪表及相关技术进行了较为深入的研究，并在此基础上，基于传统电压监测统计仪，在保证原有稳定性能、精确性能基础上，创新性的加入了掉电设计，并采用深圳宏晶公司开发的STC89C52芯片单片机。这样设计出来的电压监测统计仪不仅在价格上占有一定优势，而且性能也有所提升。 
电压监测统计仪的工作原理框图如下图所示，其工作原理大致如下：被测交流电压首先经过有效值/直流转换电路，将其变换为直流电压信号，然后再通过A/D模数转换电路转换为数字信号，供单片机进行采集和处理。根据能源部颁布的“电压监测记录仪器订货技术条件”的要求，额定被测电压允许正负20%的误差，经过适当的硬件和调试，很容易得到此误差范围的直流电压值。只要对转换后的数据数字量进行比较处理，进而可以得到正常范围、超高、偏低三种不同类型的电压信息。若将预先存储的电压定标值和现场数字量进行运算处理，可求超高、偏低的电压数值，即为当前的电压值。

3  系统硬件设计
3.1 单片机的选择
3.1.1 功能特性描述
STC89C52系列单片机是深圳宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择，HD版本内部集成MAX810专用复位电路。
主要功能特性：
    • 增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051
•工作电压：5.5V-3.3V（5v单片机）/3.8v-2.0v（3v单片机）
• 工作频率范围：0-40mhz，相当于普通8051的0-80mhz，实际工作可达48mhz
•用户应用程序空间：4k/8k/13k/16k/32k/64k字节
    •片上集成1280字节或512字节RAM

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目    录
1  引言    1
2  系统总体设计    2
2.1  系统设计要求    2
2.2  系统设计思路    2
2.2.1 电压监测统计仪理论分析    2
2.3  系统设计框图    3
3  系统硬件设计    5
3.1  单片机的选择    5
3.1.1 功能性描述    5
3.1.2 电压监测中单片机的关键引脚接口    5
3.1.3  STC89C52系列内部结构框图与其实物图    5
3.1.4 管脚描述    6
3.2  单片机最小系统设计    8
3.3   实时时钟模块    10
3.3.1  PCF8583芯片介绍    10
3.3.2  PCF8583寄存器结构    10
3.3.3  PCF8583与单片机STC89C52接口电路    11
3.4   芯片供电模块    12
3.5   存储模块    13
4  系统软件设计    16
4.1  软件程序设计要求    16
4.2  系统软件程序设计    16
4.2.1工作单元分配和标志位说明    16
4.2.2功能模块设计    18
4.3  数据采集子程序    19
4.4  时钟子程序    20
4.5  存储子程序    21
4.6  键盘和显示子程序    22
4.6.1显示子程序    22
4.6.2键盘子程序    26
5  系统调试    26
5.1  硬件调试    26
  5.1.1 最小系统板的调试    26
  5.1.2 采样模块的调试    26
  5.1.3  单片机读写调试    26
  5.1.4  整体调试    26
5.2  软件调试    28
6  故障分析及解决    29
6.1  AD采样模块    29
6.2  AT24C64读写模块    29
6.3  显示模块    29
6.4  PCF8583时钟读写模块    29
7 结论    30
参考文献    31
致谢    32
附录 A    33
附录 B    34
附录 C    35
附录 D    36
附录 E    37
附录 F    38
附录 G    72