今日頭條
官方微信
官方抖音
案例頻道
1、 引言
在電力系統(tǒng)中，三相交流電源發(fā)生一相或多相掉電是十分惡劣的事件，有可能對系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的影響，影響正常的生產(chǎn)生活，若能在掉電時及時檢測到電源的跌落，并將掉電時間、上電的時間等系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)保存在由備用電池供電的RAM中，則在供電恢復后可以保證系統(tǒng)的繼續(xù)正常工作。本文所介紹的系統(tǒng)就是能完成上述的各項功能。
2、 系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計
以下是系統(tǒng)的主要硬件部分：
圖 1 系統(tǒng)的電源
圖1是給檢測系統(tǒng)的單片機供電的電路部分的原理圖，交流經(jīng)過一個變比合適的變壓器接給整流橋的兩端，整流橋D4將交流7.5V整為直流10V左右，電容作用之一是用來濾波，保證直流電壓的平穩(wěn)，之二是用來儲能，保證在缺相、停電后，還有足夠的電能供單片機完成保存數(shù)據(jù)的工作。穩(wěn)壓芯片7805將直流電壓穩(wěn)定在5V，給各種芯片供電。
圖2是三相電源掉電檢測的主電路，三相電源如上圖所示接成星型，三只光耦用來檢測缺相情況，當三相電正常時，三只光耦互差120度交替導通，圖中標注的VT端將始終保持低電平，一旦發(fā)生缺相情況，VT端將出現(xiàn)高電平，觸發(fā)單片機的外中斷，記錄下停電時間。等VT端恢復低電平，單片機將檢測10秒，若10秒鐘完全是低電平，則認為已經(jīng)來電，記錄下來電時間。原邊電阻用來給光耦原邊限流，二極管用于給負半周電壓續(xù)流。
圖3是PIC單片機系統(tǒng)與時鐘芯片DS12887以及液晶顯示模塊的接口電路的框圖。PIC單片機管腳AD0~AD7的管腳是雙向數(shù)據(jù)端口，同時連著時鐘芯片DS12887和液晶的數(shù)據(jù)線。RD，CS，ALE，RW是時鐘的讀寫控制線，E1，E2，RW是液晶的讀寫控制線。
圖2 掉電檢測電路
3、 PIC單片機、時鐘芯片DS12887以及液晶模塊
PIC單片機是美國Microship公司的產(chǎn)品，具有很高的性價比，采用類－精簡指令集（RISC-like）,指令高效容易學習和開發(fā)。PIC
DS12887 是一種高性能的時鐘芯片，為24 引腳DIP 封裝形式。其自帶晶體振蕩器和
電池，在沒有外部電源的情況下可工作10 年。內(nèi)建128 字節(jié)RAM，其中14 字節(jié)時鐘控制
寄存器，114 字節(jié)通用RAM在掉電的情況下也可以保存，因此掉電時間以及上電時間等重要數(shù)據(jù)可以保存在DS12887的通用RAM中。
DS12887 的地址/數(shù)據(jù)總線分時復用，使其與PIC系列單片機的接口相當容易。實時鐘DS12887 提供給微處理器的接口信號除AD0～AD7 共8 根地址數(shù)據(jù)線外，還有ALE、
表1 DS12887 引腳定義
、
、
均為高電平，AD0-AD8 為三態(tài)。當讀周期來臨時，
先變低，即片選有效。接下來地址信息出現(xiàn)在地址數(shù)據(jù)線AD0-AD8 上，然后鎖存信號線ALE變低，在ALE 變低的時刻，該地址信息被鎖存。之后讀信號變低電平為有效，DS12887內(nèi)部RAM 所對應地址上的數(shù)據(jù)會并行出現(xiàn)在地址數(shù)據(jù)線上。讀信號變高的時候，數(shù)據(jù)被微控制器獲得。最后，ALE、
均被恢復為高電平。寫周期時序過程與讀周期類似，讀者可自行分析。
液晶模塊采用122
32的液晶模塊，可顯示7.5
2行，有兩個SED1520控制器控制。SED1520液晶顯示驅(qū)動器是一種點陣圖形式液晶顯示驅(qū)動器，它可直接與8位微處理器相連，集行、列驅(qū)動器與控制器于一體，因此使用起來十分方便，廣泛引用于小規(guī)模液晶顯示模塊。 SED1520內(nèi)部的RAM中的1位數(shù)據(jù)控制液晶屏上一個點的亮滅狀態(tài)。SED1520內(nèi)部的RAM容量為2560，具有16個行驅(qū)動口和61個列驅(qū)動口，因此122 
32的液晶模塊需要兩塊SED1520來控制，在控制時一定要注意是需要控制哪一塊SED1520，選中相應的片選端。
此外還有一個簡易鍵盤，來實現(xiàn)人機之間的界面。
4．系統(tǒng)的軟件設(shè)計
5．結(jié)語
這種基于單片機系統(tǒng)的電源調(diào)電檢測系統(tǒng)準確、可靠。該系統(tǒng)具有很高的性價比，目前在生長和生活中已經(jīng)廣泛使用，工作正常。
參考文獻：
[1] 竇振中. PIC系列單片機原理和程序設(shè)計
[2] MAXIM DS12887 REAL-TIME CLOCL DATASHEET
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號