基于单片机的漏电保护器的研究

网络高等教育本科生毕业论文（设计）题目：基于单片机的漏电保护器的研究学习中心：重庆万州奥鹏学习中心层次：专科起点本科专业：电气工程及其自动化年级：2013年秋季学号：131511409632学生：指导教师：王莹完成日期：2014年05月20日完整论文请加QQ:14793520572内容摘要基于单机片技术以中性点接地供电系统为例，阐述了漏电保护的概念及其重要性；通过对漏电保护特性的研究分析，给出了单片机实现漏电保护系统的信号采集、处理与控制保护的硬件电路实现，提出了切实可行的软件设计方案，并通过对漏电动作电流和时间等相关参数的整定与输出控制，最终达到安全用电的目的。关键词：漏电保护器；电流型；单片机完整论文请加QQ:14793520573目录内容摘要..........................................................................................................................2引言..............................................................................................................................41绪论........................................................................................................................51.1漏电保护器的研究背景及意义.....................................................................61.2国内外发展情况.............................................................................................62单片机简介................................................................................................................82.1单片机及其应用系统.....................................................................................82.2单片机的分类.................................................................................................82.2.1按字长分..............................................................................................82.2.2按控制要求分......................................................................................92.2.3按制造工艺分......................................................................................93漏电保护器简介......................................................................................................103.1漏电保护器的分类.......................................................................................103.2漏电保护器的作用.......................................................................................113.2.1防止人身触电....................................................................................113.2.2防止漏电引起的火灾........................................................................123.2.4降低对保护接地电阻的要求............................................................123.3漏电保护器的工作原理...............................................1错误!未定义书签。4漏电保护器的硬件设计..........................................................................................145漏电保护器的软件设计..........................................................................................186结论和展望..............................................................................................................22参考文献........................................................................................................................23完整论文请加QQ:14793520574引言目前国家已经制定相应标准,要求在建筑中必须使用漏电保护器。低压电网的触电、漏电保护已经引起我国各用电部门及劳动保护部门的高度重视，建立科学的完善的触电、漏电保护体系已迫在眉睫。完整论文请加QQ:147935205751绪论1.1漏电保护器的研究背景及意义1.2国内外发展情况完整论文请加QQ:147935205762单片机简介单片机(SingleChipMicroController)是单片微型计算机的简称。微型计算机的两大分支之一，是以发展面向对象的用于实时测控领域的微控器(MicroControllerUnit)。单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，几乎把微型计算机系统的各功能模块都集成在同一块芯片上，完成整个系统的功能，实现“系统单片机”。其最基本特征是体积小、功耗低、运行可靠和价格低廉，使其得到了广阔的应用前景及更强的生命力。近些年来，单片机发展迅速，涌现出了许多高性能新型机种。在智能机器人、数控车床、工业控制、智能仪表仪器、信息通信、交通、航运、家电、汽车等诸多领域中取得了广泛的应用。几乎很难找到哪个领域没有单片机的足迹。特别是单片机嵌入(隐藏或埋藏之意)式系统的开发与应用，标志着计算机技术发展史上又一个新的里程碑。通过本章的学习应熟悉计算机中的数制和编码，了解80C51系列单片机的概念、特点、发展及应用领域，理解典型单片机系列的基本情况。2.1单片机及其应用系统单片机是指集成在一个芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件，包括CPU(CentralProcessingUnit)、随机存取存储器RAM(RandomAccessMemory),只读存储器ROM(Read-OnlyMemory)、基本输入/输出(Input/Output)接口电路、定时器/计数器等部件都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机，从而实现微型计算机的基本功能。单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入/输出、显示、控制等外围电路和软件，能实现一种或多种功能的实用系统。单片机应用系统由硬件和软件两部分组成，硬件是应用系统的基础，软件则在硬件的基础上对其资源进行调配和使用，从而完成应用系统所要求的控制任务，二者缺一不可。2.2单片机的分类目前单片机品种很多，至少有五十多个系列、三百多个品种。可按以下方式进行分类:2.2.1按字长分NEC公司的UPD75XX系列、NS公司的COP400系列、夏普公司的SMXX系列；Intel公司的MCS-48系列和MCS-51系列列、Microchip公司的PIC16CXX系列PICI7CXX系列以及PIC1400系列、Motorola公司的M68HC05系列和M68HC11系完整论文请加QQ:14793520577列、Zilog公司的z8系列；Intel公司的MCS-96/98系列、Motorola公司的M68HC16系列、NS公司的783XX系列；Hitachi公司的SuperH(简称SH)系列等等。2.2.2按控制要求分(1)通用型——通用型单片机是一种基本芯片，它内部资源比较丰富，性能全面且适用性强，能覆盖多种应用需求。用户根据需要，可设计一个以通用单片机芯片为核心再配以其他外围电路的测控系统。(2)专用型——专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机，例如，电度表和IC卡读写器上的单片机等。专用型单片机针对性强且数量巨大，对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了全面的考虑，所以专用单片机具有十分明显的综合优势。2.2.3按制造工艺分(1)HMOS工艺—高密度短沟道MOS工艺，具有高速度、高密度的特点。(2)CHMOS(或HCMOS)工艺——互补的金属氧化物的HMOS工艺，是CMOS与HMOS的结合，具有高密度、高速度、低功耗的特点。完整论文请加QQ:147935205783漏电保护器简介漏电保护器，又称剩余电流动作保护器，是指在规定条件下，当剩余电流达到或超过给定值时能自动断开电路的机械开关电器或组合电器。它可以同时完成三个功能，即检测剩余电流、将剩余电流与基准值相比较、执行机构断开被保护电路。3.1漏电保护器的分类漏电保护器经过几十年的发展，已经形成了一个品种非常齐全、非常庞大的产品系列，下面将根据不同的方法将其进行分类。（7）根据脉冲电压作用下防止误动作的性能分为：在脉冲电压作用下能动作的漏电保护器、在脉冲电压作用下不动作的漏电保护器(简称脉冲电压不动作型漏电保护器)；（10）根据剩余电流是否含有直流分量可分为：AC型漏电保护器（对突然施加或缓慢上升的交流正弦波剩余电流能可靠脱扣）、A型漏电保护器（对突然施加或缓慢上升的交流正弦波剩余电流，脉动直流剩余电流和脉动直流剩余电流迭加0.006A平滑直流电流均能可靠脱扣）。3.2漏电保护器的作用3.2.1防止人身触电3.2.2防止漏电引起的火灾3.2.3降低对保护接地电阻的要求3.3漏电保护器的工作原理限于我们现有的物理知识，要详细、准确地理解漏电保护器的工作原理，目前还有一定的困难，但粗略地、大概地了解它的工作情况，以使我们能知道它铭牌上所标技术指标的含义还是可能的。图3.3.1漏电保护器主体框图完整论文请加QQ:147935205794漏电保护器的硬件设计图4.1硬件电路主框漏电保护器的硬件部分主要由供电电源电路、三相交流电电压电流检测电路、漏电检测电路、单片机电路、液晶报警显示电路、电机控制电路和按键设置电路组成,见图4.1。完整论文请加QQ:147935205710图4.2电源电路完整论文请加QQ:1479352057115漏电保护器的软件设计图5.1软件整体框图设置状态机实现整个系统的设置,包括过压、欠压值