基于Atmegal6的配电网运行参数测量系统

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摘要:基于ATMEL公司的新型单片机Atmega16,利用其强大的数据处理能力和丰富的外
3 H" ?5 u& f0 ~3 Z! B设,设计了一种实用型的配电网运行参数测量系统。本系统实时测量配电网电压、电流、功率、功率
: O; Q6 V3 Y/ c7 |' r1 Y因数等运行参数,为监测和分析配电网运行情况提供基本数据。此外,本系统可以通过RS - 232
. p& [5 A7 z: S' F接口与上位机通信,作为配电自动化系统中简单的RTU装置。
. ?1 P+ H, ?" _3 J: ]2 a+ h关键词:Atmega16单片机;实时监测;通信
5 A! f6 h/ ~# D' z0 q, U1引言
5 }% i0 l, Z' Y0 V6 P! T, |4 V7 a配电网实时监测对于确保配电网的可靠安全运
行、全面掌握配电网实时运行的状况具有十分重要
! B8 N; Z9 T% B+ S# L) H- d/ Y的作用。目前,我国大部分配电网缺乏自动化的检
8 M  Q- L6 W" ]9 ?测手段,一般都在每年或每季的几个典型日,由工作
人员手动检测配电网的各项参数,不能反映配电网
' t7 i% ~9 ]% [% Y1 N. f的实时运行情况,很难保证供给消费者高质量和高
可靠的电力。有些电力企业通过在配电系统中的测
8 t( S- B1 k$ ~5 U. s$ E* l量点设置RTU来采集配电网参数,这使RTU的数
# n4 h7 D* _) P% `0 I! w* z量及远动通道的数量大大增加,而这些设备的投资
是非常昂贵的,不适合在配电网中推广。
5 f" O& Y0 {5 U$ c为此设计了基于新型AVR单片机Atmega16的
配电网运行参数测量系统。Atmegal6 是ATMEL公
: s" C7 j, R  J0 r! V, l4 a/ J司1997年推出的全新配置精简指令集(RISC)单片
机系列" ,功耗极低外设丰富、价格便宜,使本系
统既满足配电网参数实时测量的要求,又经济实用，
( ?8 X; l, J9 z- M+ I符合现代配电网自动化改造的要求。以下对
3 @' H6 z$ B3 T
. M5 I' M; P: ~Atmega16在配电网参数测量系统中的应用进行详实
的论述。
2测量系统硬件构成
) J2 P* _& D7 y# V1 ^  ~" `测量系统的硬件框图见图1。测量系统的主芯
+ M* P4 i% X% ~& u+ M; q片Atmegal6设计上采用流水线结构,具有如下特
点:仅有131条指令,大多数指令执行时间为单个时
2 N- o, I, @( j8 g钟周期,硬件乘法器只需两个时钟周期,主频为
! [% U8 a0 a- j& H1 |' G( X16MHz;_上电复位及可编程掉电监测;两个8位定时
/计数器,一个16位定时/计数器;8路10位ADC;
两个可编程串行的USART;SPI串行接口;内置看门
狗电路;支持C编程,支持在线仿真。
  {: x7 D9 G+ W$ L+ ^/ D# @整个配电网参数测量系统硬件分为五个部分:
数据采集与处理、数据存储、数据显示、实时时钟和.
- P. h! U+ {# n7 a, A# F' h控制键盘,共同完成如下功能:由采样电路对配电网
( _8 W" w, N" c1 @" L  f2 l8 z电压量和电流量及功率因数φ角进行测量,在
, H$ I4 X  a9 i% c( s7 @/ bAtmega16内部完成对三相电压、三相电流、有功功
9 b* @" y# p) c- j0 K& {& X& ^率无功功率视在功率和功率因数等参数的计算;
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8 z0 a7 x+ t% C7 D/ ^) ]% B; L
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  Z; K4 F- S9 }1 g附件下载：

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一盆绿箩

单片机Atmega16有强大的数据处理能力和丰富的外设