基于MAX197的电量测控系统

　　0　引言

　　在消防工程、公共场所等供电项目中,常要求双回路供电或不准许停电,为实现对电路中电压、电流、功率因数等参数的监测与控制,配合电动控制的低压电器实现对电路的自动控制,根据要求提供各种保护功能,设计了为配电设备、自动化控制设备配套使用的电量测控系统。作为一种模块化的产品,给电气设计人员及实际应用者带来极大的方便。电量测控系统对需要被监控的支回路或来自供电、用电的各电气参量进行实时监测,自动跟踪被监控电路的变化,自动优化选定供电、配电方式。提供与计算机通讯的接口,为此可以由计算机管理有关信息的输入、输出、指导设备工作的计算功能,使设备及应用具有较高的性能和智能。设有密码保护和自检系统,对修改参数进行有限度的限制,可以有效防止现场工人误操作以及错误控制而造成不良后果。

　　1　电量测控系统的硬件电路设计

　　电量测控系统是以单片机为核心[1],采用薄膜键盘及LCD显示器提供人机对话功能的智能控制系统,其结构如图1所示[2]。用户可以通过键盘对仪表的输入、输出、报警及控制方式进行设置[3]。

　　1. 1　数据采集

　　数据采集电路由电流输入通道、电压输入通道以及模数转换器组成,如图2所示。电流通道配备电流传感器,可以接收外部0~630 A的电流输入,超过630 A由外部设置互感器转换成适合输入的电流。电压通道配备电压传感器对外部输入电压进行转换,超过380 V的由外部设置互感器转换成380 V以下输入。内部的电流、电压传感器将外部输入的电流、电压转换成0~5 V直流电压,提供给模数转换器。

　　模数转换器采用MAX197,它是多量程(±10Ⅴ,±5Ⅴ, 0~10Ⅴ, 0~5Ⅴ)、8通道、12位高精度的A/D转换器。它采用逐次逼近工作方式,有标准的微机接口。三态数据I/O口用作8位数据总线,数据总线的时序与绝大多数通用的微处理器兼容。全部逻辑输入和输出与TTL/CMOS电平兼容[4]。

　　单片机AT89C52的P0·0-P0·7与MAX197的D0-D7相连;以P2. 0作为片选信号,低电平有效; CLK通过电容接地可产生内部时钟;选择MAX197为软件设置低功耗工作方式,置SHDN脚为高电平;采用片内基准电压, REF、REFDJ均通过电容接地;以P2. 1作为判断读高、低位数据的选择线,直接与HBEN脚相连;MAX197的INT脚与单片机的INT1相连,作为转换识别信号,当数据转换完成时,MAX197的INT产生中断信号,从而使处理器进入INT1中断处理程序进行一路转换数据的读入操作[5]。

　　1. 2　数据处理

　　数据处理电路由单片机AT89C52和非易失性存储器AT24C04构成。AT89C52是8位低功耗高性能CMOS单片机,