基于單片機(jī)的漏電檢測儀表的設(shè)計(jì)

　　漏電信號(hào)采集模塊

　　漏電信號(hào)的采集是通過霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)的 ，從霍爾傳感器得到的是直流信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過放大和濾波，即可送到單片機(jī)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理。

　　參數(shù)存儲(chǔ)模塊

　　在系統(tǒng)投入工作前要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如產(chǎn)品序列、零點(diǎn)調(diào)整、比例系數(shù)、代碼修改密碼等參數(shù)，系統(tǒng)將這些參數(shù)寫入到EEPROM中。為了減少讀寫EEPROM的次數(shù)，在系統(tǒng)開機(jī)時(shí)將數(shù)據(jù)從EEPROM中讀出，保存在單片機(jī)的RAM中。

本系統(tǒng)采用的是具有I2C接口的2kbits容量的EEPROM AT24C02。I2C總線極大地方便了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，無須設(shè)計(jì)總線接口，且有助于縮小系統(tǒng)的PCB面積和復(fù)雜度。參數(shù)存儲(chǔ)單元電路如圖3所示。

　　圖3 參數(shù)存儲(chǔ)電路

　　在圖3中所示的電路中，AT24C02的地址為000，電阻R201和R202起拉高的作用，SCL與SDA為接入單片機(jī)I/O的連接線，用于I2C總線時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的傳輸操作。

　　人機(jī)接口模塊

　　人機(jī)接口部分采用簡潔的4鍵輸入控制和五位七段數(shù)碼管顯示?？梢赃M(jìn)行參數(shù)設(shè)定和實(shí)時(shí)顯示漏電數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)較好的人機(jī)交互。本設(shè)計(jì)采用在軟件上對(duì)輸入進(jìn)行消抖處理方案，并對(duì)按鍵狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)的判斷處理，直到按鍵松開為止，然后才執(zhí)行相應(yīng)的處理程序。漏電數(shù)據(jù)顯示采用五位七段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示方式，使用74HC595鎖存動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)巧妙地將按鍵輸入與動(dòng)態(tài)顯示數(shù)位選擇端口共用，減少了單片機(jī)端口的應(yīng)用，從而達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化及降低產(chǎn)品成本的目的。

　　軟件設(shè)計(jì)

　　漏電檢測電路的軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖4所示：系統(tǒng)啟動(dòng)后，立即執(zhí)行系統(tǒng)初始化程序，從EEPROM中讀取設(shè)定的參數(shù)，接著將這些數(shù)據(jù)逐個(gè)顯示出來，可供操作人員核對(duì)。然后開始調(diào)用A/D采樣子程序，獲取10位精度的漏電信號(hào)數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理可以得到最終的漏電大小，再將數(shù)據(jù)輸出到數(shù)碼管顯示。

　　圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程

　　由于有時(shí)使用人員要對(duì)參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)和修改，在上述流程中，我們插入了按鍵掃描模塊，通過按鍵可以進(jìn)入到參數(shù)檢驗(yàn)和修改設(shè)置狀態(tài)。

　　結(jié)語

　　隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)在電氣裝置領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用，使各種電氣設(shè)備朝著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。基于NEC單片機(jī)UPD78F9234芯片設(shè)計(jì)的漏電監(jiān)測儀，結(jié)構(gòu)簡單，軟硬件協(xié)調(diào)，功能全面。