单片机课程设计-使用MAX508实现电力系统负载电流的远端再现

1、1、 使用MAX508实现电力系统负载电流的远端再现的基本原理 在电力系统中 , 为了保证系统的安全运行 , 经常需要对电力系统的参数进行监测。 而有时由于工业现场的原因 , 要做到实时监测却很难。 比如 , 要对电力系统的负载电流进行实时监测 , 而主监控室距离电力线又较远 , 为解决这一类的问题 , 可以先将电力系统负载电流的大小进行数据采集 , 然后再通过数据通信方式采集负载电流数据传送到远端的主监控室 ; 在主监控室里 , 再将这一负载电流的数据经MCS-51系列单片机MAX508D/A转换器及外围电路还原成与真实负载电流完全一致的模拟电流。 2、 设计方案 首先介绍下MAX508是美

2、国美信公司生产的具有内部参考,电压输出型位 D/A转换器(DACs)。转换电压具有相同参考极性, 允许单电源工作。由此，在本例从电力系统负载电流的采集到再现中的再现这个环节可以应用MAX508作为D/A转换器。MAX508可以实现负载电流从数字量到模拟量的转换，再经过由微功率电压参考二极管LM358为主要元器件的电路的变换，最终实现电力系统负载电流的远端再现。 三、 硬件设计 图（1）中所选用的D/A转换器为MAX508, 并且 , 图中给出了单相负载电流的远端再现电路原理图。 实际中 , 要对三相交流负载电流进行监视 , 也就是还需要对其他两相 和中性线进行监视 , 所以 , 实际要使用4片

3、MAX508进行三相负载电流和一个中性线 的同步D/ A 再现恢复。 因为由串行口接收到的数据为 12 位 , 所以其转换精度可达最大峰值电流的 1/4096 。这里我们只讨论一相电流的的电路，余下的以此类推。图（1）注释：由于用DXP画出来电路图的打印效果不佳，下面贴出经过处理的图片附图（1）附图（1）4、 软件设计 1、程序流程图如下2、下面是与图相配套的完整的软件程序如下 : ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP SIO ORG 0030H MAIN: MOV SP, # 70HMOV IE, # 90H ; 允许串 行口 中断 MOV SCON, # 0

4、D0H ; 串 行口 工作在模式 3, 且允许接收 MOV T2CON, # 34H ; 设 T2 为波特率发生器 MOV RCAP2L, # 0FEH ; 波特率为 172.8 kbit/sMOV RCAP2H, # 0FFHMOV TL2, # 0FEHMOV TH2, # 0FFH WAIT: SJMP WAIT SIO: JNB RI, $ CLR R1 MOV A, SBUF CJNE A, # 0EFH, SIO MOV R0, # 30H MOV R7, # 02H SGO2: JBC RI, SGO3 ; 接收到有效数据 , 则跳 SJMP SGO2 SGO3: MOV R0,

5、 SBUF ; 存入已接收到的有效数据 INC R0DJNZ R7, SGO2MOV DPTR, # 7FFFH ; 指向高 4 位 D/ A 端口 MOV A, 31H ; 送出高 4 位 D/ A 转换数据 MOVX DPTR, A ; 送出高 4 位 D/ A 转换数据 MOV A, 30H ;MOV DPTR, # 3FFFH ; 指向低 8 位 D/ A 端口 MOVX DPTR, A ; 送出低 8 位 D/ A 转换数据 CLR P1.7SETB P1.7RETIEND五、结论 电力系统中常常需要实现远端现场控制，利用单片机和数字模拟电路可满足控制需求中各种原始数据的采集和再现。

6、在硬件部分使用D/A转换器MAX508配合MCS-51在电路中起到了主导的作用，其接口要注意正确的连接。外围电路中应用了LM385微功率电压参考二极管和配套电容电阻，这是很重要的一步，另外使用外接+/-12V的电源进行供电。在软件部分的设计中要考虑到要求将送过来的电压与参考电压的比较并输出与负载电流一样的远端电流，运用学过的汇编知识编写程序。其中要学会使用子程序调用来实现电压比较最后输出模拟量的电流。6、 参考资料单片机原理与应用系统开发程琤 国防工业出版社2010单片机原理及接口技术 梅丽风 清华大学出版社 2009电路 邱关源 高教出版社 第四版电子技术基础模拟部分 康华光 高教出版社 2002电子技术基础数字部分 康华光 高教出版社 2002电子线路CAD 殷庆纵 北京大学出版社 2009设计总结：1、在学习单片机原理与应用系统开发的理论知识后，通过本课程设计让我真正体验到由书本上的理论知识应用到现实中去的乐趣。自己动手查阅资料，钻图书馆，最后独立完成设计。2、在硬件设计部分，第一次碰到MAX508这个D/A转换器，通过查阅相关资料了解到了它在电路中的妙用。虽然只是涉及到部分知但是对我以后走进工作岗位有很大帮助和启发。3、在软件设计部分，只有清楚的理解设计题目要求电路实现的功能，才能正确的写出对应程序。并运用子程序的调