人機界面顯示電路的作用

來源:投稿網(wǎng) 時間:

隨著技術的不斷進步，準確的溫度監(jiān)測也迫在眉睫。以下是一些關于89c51單片機溫度控制系統(tǒng)開發(fā)的討論。

1.主要功能系統(tǒng)。

傳感器電纜可隨時斷線測量，并用指示燈提示；巡回檢測變壓器繞組溫度，實時顯示當前檢測繞組溫度值；依據(jù)設定門檻溫度值判斷，驅(qū)動顯示電路.斷電器及其報警裝置作相應動作；重新設定門檻溫度值。

2.設計系統(tǒng)硬件電路。

該系統(tǒng)主要由溫度傳感器.顯示器電路.控制器電路.聲音報警器電路.鍵盤和通信電路6組成。

(1)系統(tǒng)中主機電路特性和應用。

AT89c51ATMEL公司的AT89c51單片機是一種強大的微型計算機，它為許多單片機控制系統(tǒng)提供了一種非常敏感和有效的解決問題的方法。最典型的特征是電影中4k字節(jié)的Flash，它可以用作電影中可重復編程的程序存儲器。它具有以下特點：電影中含有128BRAM數(shù)據(jù)存儲器；48位并行I/O端口；216位定時器/計數(shù)器；6個中斷來源；短時間喚醒；方便的開發(fā)環(huán)境.高效的程序調(diào)試，方便的程序調(diào)試，易于修改程序，兼容MCS-51。

在該系統(tǒng)中，模擬變壓器選用外圍設備TLC2543，將其溫度測量值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。干式變壓器的溫度是三相繞組的溫度，因此，用1路PT100測量變壓器運行的環(huán)境溫度，因此選用3路模擬信號的3路A1、A2、A3模數(shù)轉(zhuǎn)換通道。轉(zhuǎn)換方式為順序重復轉(zhuǎn)換方式。采用主時鐘作為取樣時鐘，取樣信號的輸入來自取樣定時器。內(nèi)部基準電壓選用5V。

(2)溫度傳感器。

精確測溫是溫度控制的前提條件，在該系統(tǒng)中用溫度傳感器Pt100.Pt100測量變壓器繞組溫度，化學性能穩(wěn)定，抗氧化能力強，靈敏度高，在-200℃~+600℃溫度范圍內(nèi)輸入電流與熱力溫度成正比(干式變壓器的工作范圍為0℃~200℃)，適應變壓器溫度測統(tǒng)的要求。

鉑熱阻與溫度的關系是近似線性的關系。Pt100的輸出是電流型輸出。如圖1所示，電流轉(zhuǎn)換成電壓，并使用電路。

(3)設計鍵盤接口電路。

根據(jù)工藝要求和節(jié)省空間的原則，設計了1×3獨立鍵盤，并使用89C51的P1端口實現(xiàn)。一般原理：89C51掃描3位，如果哪個電平從高到低變化，則表示與該位置相連的按鈕被按下。確定后，單片機將根據(jù)程序設置并執(zhí)行相應的功能。在獨立按鈕的電路中，每個按鈕開關都使用上拉電阻，上拉電阻為10K，這是為了確保每個I/O接口線在按鈕斷開時有一個確定的高電平。通過鍵盤操作，可以設置溫度門檻值T1、T2、T3和T4。還有兩個功能鍵，分別命名為修改和定位。修改鍵用于修改系統(tǒng)的門檻值，定位鍵用于確定輸入值為門檻溫度值的哪一個。系統(tǒng)定時掃描鍵盤，如果檢測到修改鍵被按下，則顯示溫度T1已重新設置。根據(jù)實際情況，我們將門檻溫度分別設置為80、10、13、130、150℃。

(4)設計顯示電路。

在人機界面上顯示電路主要由三部分組成：設計相指示燈首先是電路。信號指示燈電路和四位數(shù)字管溫度電路。相指示燈的作用是指示傳感器電纜斷開的階段。信號指示燈電路的作用：當系統(tǒng)測量任何1相的變壓器繞組溫度超過其溫度門檻值時，相應的信號指示燈（綠色信號燈表示相位溫度高于風扇啟動溫度T2，黃色信號燈表示相位溫度值高于超溫報警設定溫度值T3，紅色信號燈表示相位溫度值高于最高溫度設定值T4允許的變壓器繞組）。

溫度顯示系統(tǒng)可以定期對變壓器三相的實時溫度值進行巡回顯示。每個相的溫度值連續(xù)顯示時間為5s，四個七段數(shù)碼管顯示系統(tǒng)，第一個用于相顯示，另外三個用于溫度數(shù)據(jù)顯示（十進制表示）。

(5)風機啟動控制電路。

在監(jiān)控系統(tǒng)中，有三組風機可以實現(xiàn)變壓器繞組的冷卻。拖動電機和電源：公共兩組。A-相位和C-相位分別與零線形成220V電源。每個相位可攜帶三臺單相風機，最大功率為500W。兩相電源可攜帶6臺風機，最大拖動功率為1000W。三臺單相風機由接線端的A、B和C輸出，最大拖動功率為1000W。

(6)設計報警電路。

為了造成當場工作人員對出現(xiàn)異常信息的留意，該監(jiān)控設備出示了響聲警報作用，警報回路根據(jù)I/O端口輸出信號，經(jīng)NPN型三極管來驅(qū)動器蜂鳴器開展警報，它關鍵有超溫度和超高溫閘警報2種，其差別取決于警報時間的不一樣。

(7)通信上微機。

由于PS-232電平使用的是PS-232電平，而單片機使用的是TTL電平，因此在單片機和PC之間傳輸數(shù)據(jù)和接口問題。EIA-RS-232使用正負電壓表示邏輯狀態(tài)，TTL使用高低電平表示邏輯狀態(tài)，必須在EIA-RS-232和TTL電路之間轉(zhuǎn)換電平和邏輯關系，以便連接與計算機接口或終端的TTL設備。因此，MAXUM公司的MAX232被用作串行口和RS232串行通信之間的連接器。

3.軟件設計。

(1)設計系統(tǒng)主程序。

(2)中斷服務程序的定時器。

最先，定時采樣三通道的溫度值，為防止其運用場合遭受脈沖尖的危害，對溫度采樣值采用數(shù)字中值濾波技術性，即對每1個繞組的溫度和環(huán)境溫度持續(xù)采樣15次，15次的采樣時間總計15秒。隨后去掉最大.最小的5次采樣溫度值，剩下求平均值，便可獲得要出示的變壓器繞組的具體溫度值和環(huán)境溫度值。隨后，取其變壓器繞組溫度與環(huán)境溫度的相對值開展比照，每當發(fā)生定時器發(fā)生中斷時，對鍵盤開展掃描，看一下是不是對門坎溫度值開展改動。調(diào)用具體溫度解決子程序流程，分辨具體溫度所在的工作范圍，將其一方面送出口通道(包含顯示系統(tǒng).警報系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng))，另一方面與上微機開展通信。

在軟件設計方面，為了保證單片機的連續(xù)工作，為了避免軟件的死循環(huán)，使用Watchdog.飛行現(xiàn)象，并實現(xiàn)系統(tǒng)對變壓器溫度的控制功能。

4.結(jié)論

盡管有很多種類的干式變壓器溫度控制系統(tǒng)，但它們通常是由純電子設備組成的溫度控制系統(tǒng)。89c51單片機與溫度傳感器Pt100有機結(jié)合，具有良好的線性，是干式變壓器溫度控制系統(tǒng)的突破。該系統(tǒng)的特點是結(jié)構簡單，電子設備少，可以降低系統(tǒng)的整體成本該系統(tǒng)能滿足干式變壓器電力系統(tǒng)運行安全的要求，功耗低，使用方便，應用前景廣闊。