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標題: 基于51單片機的電參數終端采集控制設計 程序Proteus仿真圖 [打印本頁]

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作者: QEQWE123    時間: 2024-7-10 09:03
標題: 基于51單片機的電參數終端采集控制設計 程序Proteus仿真圖
仿真  程序  .需要 原理圖設計,自己設計,免費開源  回饋51黑論壇壇友
仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）



設計基于MCS-51的單相工頻交流電參數檢測儀。交流有效值0-220V，電流有效值0-40A。電壓、電流值經電壓、電流傳感器輸出有效值為0-5V的交流信號，傳感器輸出的電壓、電流信號與被測電壓、電流同相位。 基本要求如下 （1） 電流、電壓測量精度0.1% (2) 檢測電壓、電流的相位角，求出功率因素 （3） 電流、電壓有效值由LED輪流顯示，也可由按鍵切換顯示量


單片機源程序如下:

1. #include<regx51.h>
   
2. #include<intrins.h>
   
3. #include<absacc.h>
   
4. #include<math.h>
   
5. #define uchar unsigned char
   
6. #define uint unsigned int
   
7. #define addo (5.0/65535.0)
   
8. uchar vol[]="Voltage:";//定義串口通信的電壓提示語
   
9. uchar cur[]="Current:";//定義串口通信的電流提示語  
   
10. uchar pf[]="Power Factor:";//定義串口通信的功率因數提示語
    
11. uchar num[10]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};//定義串口通信的數字字符查表傳送  
    
12. sbit DIN = P2^0;
    
13. sbit CS = P2^1;
    
14. sbit CLK = P2^2;
    
15. sbit SDO = P2^3;
    
16. sbit SCK = P2^4;
    
17. sbit CONV = P2^5;
    
18. sbit SDI=P2^6;
    
19. uint High,Low;  
    
20. sbit K=P3^2;
    
21. bit choose=1;//定義A/D轉換器通道選擇變量
    
22. double t=0;      
    
23. static unsigned char disbuf[8] = {1,2,3,4,5,6,7,8};//數碼管顯示緩沖數據
    
24. /*延時函數*/
    
25. void delay_ms(uint n)
    
26. {
    
27.         uchar i;
    
28.         while(n--)
    
29.         {
    
30.                 for(i=0;i<100;i++);
    
31.         }
    
32. }
    
33. /*定時器T0初始化 */
    
34. void Init_T0()  
    
35. {  
    
36.         TMOD=0x09;  
    
37.         TH0=0;  
    
38.         TL0=0;  
    
39. }  
    
40. /*數碼管進行顯示*/
    
41. void WriteByte(uchar dat)
    
42. {
    
43.         uchar i;
    
44.         for(i=0;i<8;i++)
    
45.         {
    
46.                 DIN = ((dat<<i)&0x80)?1:0;
    
47.                 CLK = 0;
    
48.                 _nop_();
    
49.                 CLK = 1;
    
50.                 _nop_();
    
51.         }
    
52. }
    
53. void MAX7221_WRITE(uchar addr,uchar dat)
    
54. {
    
55.         CS = 0;
    
56.         WriteByte(addr);
    
57.         WriteByte(dat);
    
58.         CS = 1;
    
59. }
    
60. void MAX7221_Initial(void)
    
61. {
    
62.         MAX7221_WRITE(0x0A,0x07);
    
63.         MAX7221_WRITE(0x0B,0x07);
    
64.         MAX7221_WRITE(0x0C,0x01);
    
65.         MAX7221_WRITE(0x0F,0x00);
    
66.         MAX7221_WRITE(0x09,0xff);
    
67. }
    
68. void display(uchar *str)
    
69. {
    
70.         uchar i;
    
71.         for(i=0;i<8;i++)
    
72.         {
    
73.                 MAX7221_WRITE(i+1,str[i]);
    
74.         }
    
75. }
    
76. /*A/D轉換讀取轉換值*/
    
77. uint LTC1864_READ(void)
    
78. {
    
79.         uchar i;
    
80.         uint temp = 0;
    
81.         CONV = 0;
    
82.         CONV = 1;
    
83.         _nop_();_nop_();_nop_();
    
84.         CONV = 0;
    
85.         SDO = 1;
    
86.         for(i=0;i<16;i++)
    
87.         {
    
88.                 SCK = 1;
    
89.                 _nop_();
    
90.                 SCK = 0;
    
91.                 _nop_();
    
92.                 if(i==0)
    
93.                 {
    
94.                         SDI=1;
    
95.                 }
    
96.                 if(i==1)
    
97.                 {
    
98.                         choose=        !choose;
    
99.                         SDI=choose;
    
100.                 }
     
101.                 temp <<= 1;
     
102.                 if(SDO==1)
     
103.                 {
     
104. 
     
105.                         temp |= 0x0001;
     
106.                 }
     
107.         }
     
108.         CONV = 1;
     
109.         return temp;
     
110. }
     
111. /*電流值進行數碼管轉換顯示*/
     
112. void HEXTOBCD_I(uint temp)
     
113. {
     
114.         disbuf[0] = temp/10000;
     
115.         disbuf[1] = (temp%10000/1000)|0x80;
     
116.         disbuf[2] = temp%1000/100;
     
117.         disbuf[3] = temp%100/10;
     
118.         disbuf[4] = temp%10;
     
119.         disbuf[5] = 15;
     
120.         disbuf[6] = 15;
     
121.         disbuf[7] = 1;
     
122. }
     
123. /*電壓值進行數碼管轉換顯示*/
     
124. void HEXTOBCD_V(uint temp)
     
125. {
     
126.         disbuf[0] = temp/10000;
     
127.         disbuf[1] = temp%10000/1000;
     
128.         disbuf[2] = (temp%1000/100)|0x80;
     
129.         disbuf[3] = temp%100/10;
     
130.         disbuf[4] = temp%10;
     
131.         disbuf[5] = 15;
     
132.         disbuf[6] = 15;
     
133.         disbuf[7] = 2;
     
134. }
     
135. /*定時器T1初始化*/
     
136. void Time_T1(void)
     
137. {
     
138.         TMOD=0x10;
     
139.         TL1=0xb0;
     
140.         TH1=0x3c;
     
141.         IE=0x88;
     
142.         TR1=1;
     
143. }
     
144. void delay_choose(int t)
     
145. {
     
146.         Time_T1();
     
147.         while(t--)
     
148.         {
     
149.                 while(!TF1);
     
150.                 TF1=0;
     
151.                 TL1=0x3c;
     
152.                 TH1=0X88;
     
153. 
     
154.         }
     
155. }
     
156. /*讀取相位差方波正脈沖寬度*/
     
157. void Message_Width()  
     
158. {  
     
159.         while(K);  
     
160.         TR0=1;  
     
161.         while(!K);  
     
162.         while(K);  
     
163.         TR0=0;  
     
164.         High=TH0;  
     
165.         Low=TL0;  
     
166. }   
     
167. /*串口初始化波特率為9600*/  
     
168. void UART_init(void)  
     
169. {  
     
170.     SCON = 0x50;//串口方式1  
     
171.     TMOD = 0x20;// 定時器使用方式2自動重載  
     
172.     TH1 = 0xFD;//9600波特率對應的預設數，定時器方式2下，TH1=TL1  
     
173.     TL1 = 0xFD;  
     
174.     TR1 = 1;//開啟定時器，開始產生波特率  
     
175. }   
     
176. /*發送一個字符*/  
     
177. void UART_send_byte(uchar dat)  
     
178. {  
     
179.         SBUF = dat;         
     
180.         while (TI == 0);  
     
181.         TI = 0;  
     
182. }   
     
183. /*發送一個字符串*/  
     
184. void UART_send_string(uchar *buf)  
     
185. {  
     
186.         while (*buf != '\0')  
     
187.         {  
     
188.                 UART_send_byte(*buf++);  
     
189.         }  
     
190. }  
     
191. /*電流顯示及發送*/
     
192. void dianliu()
     
193. {
     
194.         uchar vol_value[7];//定義串口通信數據緩沖數組
     
195.         uint I;
     
196.         I=(int)(t*30500);
     
197.         HEXTOBCD_I(I);
     
198.         display(disbuf);
     
199.         delay_ms(10);
     
200.         /*串口通信逐一發送電流值*/
     
201.         UART_init();
     
202.         UART_send_string(cur);
     
203.         vol_value[0]=num[disbuf[0]%16];
     
204.         UART_send_byte(vol_value[0]);
     
205.         vol_value[1]=num[disbuf[1]%16];
     
206.         UART_send_byte(vol_value[1]);
     
207.         UART_send_byte(0x2E);
     
208.         vol_value[2]=num[disbuf[2]%16];
     
209.         UART_send_byte(vol_value[2]);
     
210.         vol_value[3]=num[disbuf[3]%16];
     
211.         UART_send_byte(vol_value[3]);
     
212.         vol_value[4]=num[disbuf[4]%16];
     
213.         UART_send_byte(vol_value[4]);
     
214.         UART_send_byte(0x41);
     
215.         UART_send_byte(0x0d);
     
216.         UART_send_byte(0x0a);
     
217. }
     
218. /*電壓顯示及發送*/
     
219. void dianya()
     
220. {
     
221.         int I;
     
222.         uchar vol_value[7];//定義串口通信數據緩沖數組
     
223.         
     
224.         I=(int)(t*5866);
     
225.         HEXTOBCD_V(I);
     
226.         display(disbuf);
     
227.         delay_ms(10);
     
228.         /*串口通信逐一發送電壓值*/
     
229.         UART_init();
     
230.         UART_send_string(vol);
     
231.         vol_value[0]=num[disbuf[0]%16];
     
232.         UART_send_byte(vol_value[0]);
     
233.         vol_value[1]=num[disbuf[1]%16];
     
234.         UART_send_byte(vol_value[1]);
     
235.         vol_value[2]=num[disbuf[2]%16];
     
236.         UART_send_byte(vol_value[2]);
     
237.         UART_send_byte(0x2E);
     
238.         vol_value[3]=num[disbuf[3]%16];
     
239.         UART_send_byte(vol_value[3]);
     
240.         vol_value[4]=num[disbuf[4]%16];
     
241.         UART_send_byte(vol_value[4]);
     
242.         UART_send_byte(0x56);
     
243.         UART_send_byte(0x0d);
     
244.         UART_send_byte(0x0a);
     
245. }
     
246. /*串口通信發送功率因數*/
     
247. void send_P()
     
248. {
     
249.         uchar vol_value[7];//定義串口通信數據緩沖數組
     
250.         uint X1,I;
     
251.         double t=0;
     
252.         Init_T0();
     
253.         Message_Width();   
     
254.         X1=(High*256+TL0)/0.92;
     
255.         t=(X1+t)/2;
     
256.     /*串口通信逐一發送功率因數*/
     
257.         t=t*0.000314;
     
258.         I=abs(cos(t-0.147)*1000);
     
259.         UART_init();
     
260.         UART_send_string(pf);
     
261.         vol_value[0]=num[I/1000];
     
262.         UART_send_byte(vol_value[0]);
     
263.         UART_send_byte(0x2E);
     
264.         vol_value[0]=num[I%1000/100];
     
265.         UART_send_byte(vol_value[0]);
     
266.         vol_value[0]=num[I%100/10];
     
267.         UART_send_byte(vol_value[0]);
     
268.         vol_value[0]=num[I%10];
     
269.         UART_send_byte(vol_value[0]);
     
270.         UART_send_byte(0x0d);
     
271.         UART_send_byte(0x0a);
     
272.         UART_send_byte(0x0d);
     
273.         UART_send_byte(0x0a);
     
274. }
     
275. void main()
     
276. {
     
277.         Time_T1();
     
278.         MAX7221_Initial();
     
279.         delay_ms(10);
     
280.         LTC1864_READ();
     
281.         while(1)
     
282.         {
     
283.                 delay_ms(1000);
     
284.                 t= LTC1864_READ()*addo;//讀取電流模擬量
     
285.                 dianliu();
     
286.                 delay_ms(1000);//延時2s
     
287.                 t= LTC1864_READ()*addo;//讀取電壓模擬量
     
288.                 delay_choose(40);
     
289.                 dianya();
     
290.                 send_P();
     
291.                 delay_choose(40);//延時2s
     
292.         }
     
293. }
     

復制代碼

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