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基于51单片机的电参数终端采集控制设计 程序Proteus仿真图

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楼主
ID:316613 发表于 2024-7-10 09:03 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
仿真  程序  .需要 原理图设计,自己设计,免费开源  回馈51黑论坛坛友
仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）



设计基于MCS-51的单相工频交流电参数检测仪。交流有效值0-220V，电流有效值0-40A。电压、电流值经电压、电流传感器输出有效值为0-5V的交流信号，传感器输出的电压、电流信号与被测电压、电流同相位。 基本要求如下 （1） 电流、电压测量精度0.1% (2) 检测电压、电流的相位角，求出功率因素 （3） 电流、电压有效值由LED轮流显示，也可由按键切换显示量


单片机源程序如下:
  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:";//定义串口通信的电压提示语
  9. uchar cur[]="Current:";//定义串口通信的电流提示语  
  10. uchar pf[]="Power Factor:";//定义串口通信的功率因数提示语
  11. uchar num[10]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};//定义串口通信的数字字符查表传送  
  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;//定义A/D转换器通道选择变量
  22. double t=0;      
  23. static unsigned char disbuf[8] = {1,2,3,4,5,6,7,8};//数码管显示缓冲数据
  24. /*延时函数*/
  25. void delay_ms(uint n)
  26. {
  27.         uchar i;
  28.         while(n--)
  29.         {
  30.                 for(i=0;i<100;i++);
  31.         }
  32. }
  33. /*定时器T0初始化 */
  34. void Init_T0()  
  35. {  
  36.         TMOD=0x09;  
  37.         TH0=0;  
  38.         TL0=0;  
  39. }  
  40. /*数码管进行显示*/
  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转换读取转换值*/
  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.                 {

  105.                         temp |= 0x0001;
  106.                 }
  107.         }
  108.         CONV = 1;
  109.         return temp;
  110. }
  111. /*电流值进行数码管转换显示*/
  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. /*电压值进行数码管转换显示*/
  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. /*定时器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;

  154.         }
  155. }
  156. /*读取相位差方波正脉冲宽度*/
  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. /*串口初始化波特率为9600*/  
  168. void UART_init(void)  
  169. {  
  170.     SCON = 0x50;//串口方式1  
  171.     TMOD = 0x20;// 定时器使用方式2自动重载  
  172.     TH1 = 0xFD;//9600波特率对应的预设数，定时器方式2下，TH1=TL1  
  173.     TL1 = 0xFD;  
  174.     TR1 = 1;//开启定时器，开始产生波特率  
  175. }   
  176. /*发送一个字符*/  
  177. void UART_send_byte(uchar dat)  
  178. {  
  179.         SBUF = dat;         
  180.         while (TI == 0);  
  181.         TI = 0;  
  182. }   
  183. /*发送一个字符串*/  
  184. void UART_send_string(uchar *buf)  
  185. {  
  186.         while (*buf != '\0')  
  187.         {  
  188.                 UART_send_byte(*buf++);  
  189.         }  
  190. }  
  191. /*电流显示及发送*/
  192. void dianliu()
  193. {
  194.         uchar vol_value[7];//定义串口通信数据缓冲数组
  195.         uint I;
  196.         I=(int)(t*30500);
  197.         HEXTOBCD_I(I);
  198.         display(disbuf);
  199.         delay_ms(10);
  200.         /*串口通信逐一发送电流值*/
  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. /*电压显示及发送*/
  219. void dianya()
  220. {
  221.         int I;
  222.         uchar vol_value[7];//定义串口通信数据缓冲数组
  223.         
  224.         I=(int)(t*5866);
  225.         HEXTOBCD_V(I);
  226.         display(disbuf);
  227.         delay_ms(10);
  228.         /*串口通信逐一发送电压值*/
  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. /*串口通信发送功率因数*/
  247. void send_P()
  248. {
  249.         uchar vol_value[7];//定义串口通信数据缓冲数组
  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.     /*串口通信逐一发送功率因数*/
  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;//读取电流模拟量
  285.                 dianliu();
  286.                 delay_ms(1000);//延时2s
  287.                 t= LTC1864_READ()*addo;//读取电压模拟量
  288.                 delay_choose(40);
  289.                 dianya();
  290.                 send_P();
  291.                 delay_choose(40);//延时2s
  292.         }
  293. }
复制代码

仿真程序和原理图下载: 基于51单片机的电参数终端采集控制设计.7z (1.49 MB, 下载次数: 20)
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