基于at89c51单片机的智能仪表设计与实现

Beidou

引言
电气仪表有模拟式和数字式两种类型。模拟仪表
历史悠久，其原理及制造工艺均已成熟，该类仪表
(带附加装置)可以实现指示、记录、调节、报警等
功能，其特点是通过指针的移动，能连续、直观地反
/ q9 [4 p  j' [& R- R$ m* m4 |映被测变量(参数)的测量结果及变化过程。模拟仪
表存在固有的局限性，其显示精度受到表盘刻度限
制，精确度提高很困难；读数存在主观误差；模拟显
示的跟随速度不能太快；模拟记录是一种纸制记录，
换纸、换笔既不方便也很浪费；记录结果在纸上，不
利于信息的进一步处理。特别是在当代电力系统中变
& Y; l3 I/ J4 O; z  J) o% {/ t' c电站综合自动化系统的广泛应用的情况下越来越不适
/ e3 m7 A7 j& w1 e( K应工业自动化发展的需求。数字仪表是电子技术、计
$ b% _8 G& j0 p' f/ h" _1 }& @算机技术与精密测量技术结合的产物，已成为仪器仪
) V% @/ Q5 ]$ D9 ]表领域中一个独立分支。数字式仪表有响应快、分辨
* L% \8 U3 u0 o9 Z% p- A2 {) W! \2 n率高(分辩率不受表盘刻度的限制)等优点，还能实
现人机对话。生产的发展对显示记录仪提出了越来越
高的要求，需要仪表既准确的显示、记录参数大小，
又能借助电脑连续反映出参数变化的过程和趋势。用
6 J( I. V: X/ q1 ~  P7 R户需要通过测量仪表准确判断设备运行状态从而有效
1 y/ F+ D4 y1 Y+ v% a分析数据和实现遥测，传统的单圈指示已经不能满足
要求。因此，这种带有CPU的智能数字式显示记录仪，
能与电脑有效连接以实现连续记录和数字显示仪表保
) B5 s4 X* H6 x% k6 [3 X+ d0 n! f0 s护等的优点于一体，对仪表技术的开发和应用都有重
2 B% ?* |$ ]( a7 J. J' d( d/ [) ~要探讨价值。
1系统组成及工作原理
本系统功能由硬件和软件两大部分协调完成，硬
件部分主要完成各种电气信号的采集、转换、状态信
息的显示等。软件主要完成信号的处理及控制功能
等。其工作原理是AT89C51单片机通过道路选择电路
; n- [3 h2 u* Q! q7 Q7 NCI)4051依次查询各互感器的输出电气信号，经过
131324有源整流电路进行线形交／直流转换，然后由
0 U! l( O. y( P: ?& r131331(v／F)转换为脉冲信号，AT89C51单片机对输入
2 o+ I0 ?# r" ^" S4 @. d9 U; z. L信号进行相应处理后通过八段数码管输出，同时还可
" N& k( O6 o4 V输出各种通讯信号。
1．1硬件构成
2 V& Y) g* i9 W$ }7 d8 @. E该系统硬件主要包括以下几个模块：AT89C51主控
模块、有源整流电路IM324、道路选择模块0)4051、电
% U/ o( N' i/ _& L% M. R/ T压／频率模块LM331、上下限保护模块、通讯模块等，
如图1所示。其中，AT89C51主要完成外围硬件的控制
以及一些运算功能，传感器完成信号的采样功能，
" O( A' M5 `; v; j; y& R# v; `! i) BLM324完成将测量交流信号转换成直流信号的功能，
+ p1 Y  E/ z0 O) T+ d( ^/ lCD4051可以实现仪表的多功能、在回路测量时配合单
$ @" S8 W: k3 ^% i8 }! x4 e% j! E片机数据分路分时采集，IM331(V／F)可以将模拟信
7 N4 k2 x6 P& v7 W7 c8 l2 f号转换成数字脉冲信号，方便单片机信号的采集。八
$ D& J+ q* n! c+ \段数码管实现显示模块完成字符、数字的显示功能。

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单片机可以换一个型号