用PIC16C711A单片机制作鉴幅鉴相漏电保安器

1、用 PIC16C711A 单片机制作鉴幅鉴相漏电保安器鉴幅鉴相漏电保安器和脉冲型漏电保安器相比，具有保护灵敏度高的优点。 但如何在保证灵敏度高的前提下， 提高其动作的可靠性和准确性成为衡量这类产 品性能的一个重要指标。本文成功的采用 PIC16C711A单片机制作了鉴幅鉴相漏 电保安器，经现场运行证明，其灵敏度、可靠性和准确性都令人满意。现就 的选取原则和工作原理加以阐述，真诚希望精通 PIC 单片机的朋友予以斧正。这种保安器主要应用于三相三线或三相四线制低压用电回路中。 当线路 中有漏电流或者有人触电时， 就会在一中感应出一个电压。 对这一信号电压 不同的处理方法就形成不同的漏电保安器类型。

2、 例如，只计算该电压的绝对大小 和幅度变化的叫脉冲型漏电保安器； 不但计算该电压的绝对大小， 而且通过幅度 的变化推算出三相电中某一相的漏电流变化值的漏电保安器称为鉴幅鉴相型。 当 该相中漏电流的变化值大于（或者）时，漏电保安器应跳闸， 断开三相电源。 鉴幅鉴相漏电保安器实际上是测量漏电信号中相邻两个交流信号的矢量差。 由于 该信息瞬间即逝， 所 选用的 的 性能就显得 至关重 要。之所以 选用 PIC16C711A单片机而不选用 51 单片机，主要有以下几个原因：因工作电压范围宽， 当电网电压波动范围比较大时， 能正常 工作。 低成本：除之外， 还需、看门狗电路。选用 PIC16C711 单

3、片机比选用 51 单片机的总成本要便宜。 由于 PIC 单片机的指令系统为单字节，程序“跑飞”的可能性比 具有双字节的指令系统要小。体积小，电源供电电路简单，进一步降低了整机的成本。 完整电路如左下图所示， 继电器和可实现交流接触器的无声运 行。由于被测信号是相邻两个交流信号的矢量差， 为了达到测量相位的目的， 需 建立一个相位基准。 本电路以交流工作电源信号的相位为基准， 相邻两个交流信 号与相位基准的差即为两个相邻交流信号的相位差。 图中，将相位基准信 号变为方波信号； 将被测信号变为方波信号， 两方波信号分别接到 的和引脚，利用单片机的“电平变化中断”和“定时中断” 测出两个相邻交流信号

4、的相位差。 线路漏电流经插头接进来， 实现小 信号半波精密整流， 实现直流放大。 这样， 电容上的直流电压将与线 路漏电流成正比。 PIC16C711单片机通过其内部的转换测知线路漏电流的 大小。当线路漏电流大于时， 通过继电器切断外部的交流接触器。 根 据相位差和线路漏电流的大小，通过数字矢量运算，得出单相漏电流的变化值。 当该变化值大于时， 表示有人正在触电， 须立即断开外部的交流接触器。 延时秒后，保安器自动合上外部的交流接触器，实现线路复送。下面就软件的一些细节加以阐述：系统初始化系统初始化包括单片机的口、 、 定时器及中断的设置。 在 初始化程序中不允许转换， 而是在的 “电平变化中

5、断” 中使能 中断， 这样做的目的是提高产品的抗干扰能力和转换的精度。 该软 件是在软件包环境下编辑和调试的，该软件包要求符号单独占一行， 且符号后不能带冒号。电平变化中断在 PIC16C711A单片机的中，当设置为输入 方式时有一个重要特性。这条口线上的电平发生变化时，可引起中断， 这就是电平变化中断。 利用这一特性， 可测出两个相邻交流信号的相位差。 例如， 当交流电源信号过零时， 输出的方波信号电平将发生变化， 引起电平变化 中断。在此中断服务子程序中，将记录此电平发生变化的时刻。同理，中断服务 子程序也记录线路漏电流信号过零的时刻， 两个记录时刻的差值即为线路漏电流 信号的相对相位。转

6、换输出的方波信号电平的正向变化还有一个重要作用启动 转换。 这样在每个周波的固定时刻对电容上的电压进行测量， 达到了锁 相测量的目的。 既减轻了对整流滤波电路的要求， 又克服了电网频率波动对测量 的影响。图中，四个分别用以指示电源、 漏电保护、 触电保护和正常工作 指示，为触发试验按钮，为漏电试验按钮，通过以上几个方面的阐述， 可以看出该线路充分利用了 PIC16C711单片机的内部资源， 以较少的外部元器件 实现了鉴幅鉴相功能。PIC 单 片 机山 东 李保军12V01IDIO+9V-9/02D4039-OC22OV OR1 5JkC3-C3-J 齬30k£3 06J 10LM32

7、412TU1Cu,ilt!2V9LU324ACS018 IN40011N4001021AC6V 勞45VLlOIIT阻化lfl» MR6 化 LEW _W2)20 1IW001 丄I-AC1 AC11V b i2 -比2-AC31N4007JO09IN40Q1i208 IN540&307"Rl7 SJkLMJ2414R15IVDU尋 2.2kC11 0.1!N4COh21M0C1i8 2.2IOil C4101470i2VXTCCVOLTREGYin Vout CUD51& VOutCM)11o1曲 78055Y7809T100Youl 怖VOLWG 790

8、9PC16C7f1oxvzxZMJCANANANAN / /03 90UR4L-OH6VQ R195.1k*-3-RI4 Ik “ IFD4 用 PIC 单片机制作温湿度仪江苏崔月一、功能概述测量温、湿度范围分别为 0.0 99.9 、 5.0RH 99.9RH ，对此范围可以设置控制值。当所测值 控制值 时，对应继电器释放，否则吸合。如果测量值在控制值上下浮动时，将会引起继电器频繁动作而缩短其寿 命。所以。加入一个可设置值 "回差 "，用户可根据现场要求灵活设置该值。如温度回差为1.5，在所测温度=控制值时，继电器不动作，要等到所测值大于控制值1.5 时，继电器才释放。温

9、、湿度回差可设置范围为 0.310.0 、0.3RH 20.ORH 。因传感器在互换， 或多块仪表摆放在一起， 难免显示值会出现偏差。 所以，仪表还有一个设置 "补偿"值。如实际温度为 35.7 ，仪表显示为 35.3 ，少了 0.4 ，为了让仪表 也显示 35.7 。只要将 "补偿"值设置为 0.4 即可。温、湿度 "补偿"可设置范围为 ±12.7 、 ±12.7RH 。当 传感器损坏时，数码管显示 "Err'' ，作为提醒。二、参数设置按下 "设置 "键数秒，数码管

10、上排无显示。下排末位闪烁，此时按"减"或"加'：键可更改下排数码管的数据。此时的数据为湿度控制值；再按一下 "设置 "键数码管上排末位闪烁，此值为温度控制值该值的更改方 法与湿度相同； 再按一下 "设置"键便回到平时状态。 同时按下 "设置"键、"加"键数秒。数码管上排显示 "hui" ， 依次按动 "设置"键，可使数码管依次显示 "hui" 、 "SC" 、 "RH" 、&qu

11、ot;RL" ，这些代码分别表示 "回差"、 "补偿 "、" 上限报警 "、"下限报警 "。数码管每出现一种代码时另一排数码管数的末位就闪烁，此时可通过按"减"或 "加"键更改数据。能更改数据的数码管在哪一排 （ 上排表示温度，下排表示湿度 ） ，就知道此时设置的是什么 参数。三、电路原理电路见附图。虚线框内为温、湿度传感器电路。 LED1 LED3 显示温度， LED4 LED6 显示湿度。 L1 L3 点亮时表示温、湿度、报警继电器吸合； L4、 L5 点亮时表

12、示温、湿度处于设定状态。 'IC2 将湿度电容 C7 容量的变化转为频率变化送 ICl 的脚，该脚单位时间计数 IC2 的频率，所计值大，表示 C7 容量小， 即环境湿度小，反之，环境湿度大。在 IC2 振荡回路中，振荡电容 C6 、 C7 分时接入电路中。当 ICI 的脚为 "0"电平时， V5 截止， C6 不起作 用，V6 导通，IC2 输出频率将随 C7 容量变化而变化。 当环境湿度不变， 即 C7 容量不变， 温度变化时， IC2 会因自身的温度特性， 而使输出频率漂移， 这样，就会产生测量误差。 为减少这种误差。 引入振荡电容 C6 该 电容选用云母电容

13、。 当 Icl 的脚为 "1" 电平时，C7 不起作用， C6 串入振荡回路中， 在环境温度变化时， IC2 输出频率同样会漂移。经实验。这两种漂移量差不多，所以，在编程时，将 C6 振荡频率的增减量作为减 数，将 C7 振荡的频率的增减量作为被减数，差值就是环境湿度的变化量。再经运算后，转化为 5.0 RH 99.9RH ，送数码管显示。 ICl 的脚还作为读取温度数字传感器 18820 的数据口，在读数时，为避免 IC2 的频率干扰该口。让 V2 输出低电平，使 IC2 停止振荡。 ICl 的、脚作为温度继电器 J2 、湿度继电器 J1的控制端。当 L3点亮（仪表报警）

14、时， V1的c极输出不连续的高电平，经过 C1 滤波，得到稳定的高电 平驱动 V9 ，使报警继电器 J3吸合。 ICl 的脚连接按键开关 K1K3，功能分别为 "设置"、"减"、"加"。四、调试将传感器电路放到已知湿度 <80.0RH 的低湿度环境中，同时按下 "设置 "、"减"键数秒，数码管上排会出现 "1n1" ，按"减"或"加"键将下排数码管值设置为 "88" 此为进入调试的密码。再按一下 "设

15、置 "键，下排显示 "2 "，上排显示为 IC2与 C6振荡的频率；再按一下 "设置"，上排显示"LL" 下排显示的为 IC2 与C7振荡的 频率，再按一下 "设置"上排显示 "CIL" 按动"减"或"加"键，将目前已知的低湿度值输入到下排数码管值范 围为 0.0RH 80RH 。再按一下 "设置"，上排显示 "HH" ，把传感器电路放到已知湿度 >90.ORH 的高湿度环 境中， 4分钟后，按一下

16、"设置"键上排显示 "CIH" ，把已知高湿度值由 "减"或"加"键输入到下排数码管。该 值范围为 90.0RH 99.9RH 。然后，按 "设置 "键，回到平时状态，调试完毕。对于温度，只要将18820 的数据读出便可，所以，温度无需调试。PIC 16F676 制作随声频声幅变化的彩灯、电路原理 电路原理见附图。发光二极管 Ll L4 显示声音的频率。当声频为低、中、高、 特高时，分别点亮 Ll-L4 。若无声， L1L4 均熄灭。声音幅度显示在 L5L7 上。 3只发光管在无声时以 15秒为

17、周期循环点亮， 即每只发光管依次点亮 5 秒。当有声时，循环点亮周期减少，声越大周期越短。IC2 为 PICl6F676 单片机，主时钟采用内部的自带 4MHz振荡器。 IC2 的?脚 为计数输入把 ICl 放大的声音信号经 R4、 vl 送入该脚。在单位时间里， IC2 计数越多表示声频越高，反之，声频就低。同时声音经 Dl 检波， C2、R3积 分，在 IC2 的?脚得到的电压便可反映出声幅的大小。此电压经单片机内部AD转换成数据处理后，去改变 L5L7 的循环点亮周期。由于 IC2 的脚只需要声音的上半周， 所以，用于将驻极体话筒 MIC 的信号 放大的运放 ICl 在电路设计时， 只放

18、大上半周声音信号。 为了使 ICl 的脚在无 信号时能有 O6V 电压，以便给 D1一个起始导通电压， 所以加入了 D2。这样， 小信号时， Ic2 的脚也能采集到信号电压。、编程思路TMRl为计时器。TMR0在TMRl计时时，开始对 Ic2 的脚计数，所计值多少反 映出声频的高低。 L5 一 L7 依次点亮的时间用软件查询， 查询次数又受控于 AD 值的大小。为增强 L5一 L7点亮的动感， 在程序中还插入一段程序。 用于判别目 前 A，D值与前一次 A D值的大小。若值大，则将下一个灯点亮，并让软件查询 重新开始。三、调试步骤在确保 lC2 外围电路正常后，通电几十秒，保持外界无声音，将图中的 " 调 试点"短路，让 IC2 复位脚与 CND短路一下，此时 Ll L4全部点亮；拆除 "调 试点"短路重新上