采用NEC单片机的漏电检测仪表的原理设计

文章摘要：漏电信号采集模块漏电信号的采集是通过霍尔传感器实现的 ，从霍尔传感器得到的是直流信号，信号经过放大和滤波，即可送到单片机，进行A/D转换处理。参数存储模块在系统投入工作前要进行参数设置，如产品序列、零点调整、比例系数、代码修改密码等参数，系统将这些参数写入到EEPROM中。为了减少读写EEPROM的次数，在系统开机时将数据从EEPROM中读出，保存在单片机的RAM中。本系统采用的是具有I2C接口的2kbits容量的EEPROM AT24C02。I2C总线极大地方便了系统的设计，无须设计总线接口，且有助于缩小系统的PCB面积和复杂度。参数存储单元电路如图3所示。 图3 参数存储电路在图3中所示的

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　　漏电信号采集模块

　　漏电信号的采集是通过霍尔传感器实现的 ，从霍尔传感器得到的是直流信号，信号经过放大和滤波，即可送到单片机，进行A/D转换处理。

　　参数存储模块

　　在系统投入工作前要进行参数设置，如产品序列、零点调整、比例系数、代码修改密码等参数，系统将这些参数写入到EEPROM中。为了减少读写EEPROM的次数，在系统开机时将数据从EEPROM中读出，保存在单片机的RAM中。

　　本系统采用的是具有I2C接口的2kbits容量的EEPROM AT24C02。I2C总线极大地方便了系统的设计，无须设计总线接口，且有助于缩小系统的PCB面积和复杂度。参数存储单元电路如图3所示。

 

　　图3 参数存储电路

　　在图3中所示的电路中，AT24C02的地址为000，电阻R201和R202起拉高的作用，SCL与SDA为接入单片机I/O的连接线，用于I2C总线时钟和数据的传输操作。

　　人机接口模块

　　人机接口部分采用简洁的4键输入控制和五位七段数码管显示。可以进行参数设定和实时显示漏电数据，以实现较好的人机交互。本设计采用在软件上对输入进行消抖处理方案，并对按键状态进行连续的判断处理，直到按键松开为止，然后才执行相应的处理程序。漏电数据显示采用五位七段数码管动态显示方式，使用74HC595锁存动态显示数据。本设计巧妙地将按键输入与动态显示数位选择端口共用，减少了单片机端口的应用，从而达到系统优化及降低产品成本的目的。

　　软件设计

　　漏电检测电路的软件设计流程图如图4所示：系统启动后，立即执行系统初始化程序，从EEPROM中读取设定的参数，接着将这些数据逐个显示出来，可供操作人员核对。然后开始调用A/D采样子程序，获取10位精度的漏电信号数据，经过处理可以得到最终的漏电大小，再将数据输出到数码管显示。

 

　　图4 系统软件设计流程

　　由于有时使用人员要对参数进行检验和修改，在上述流程中，我们插入了按键扫描模块，通过按键可以进入到参数检验和修改设置状态。

　　随着单片机技术的发展，单片机在电气装置领域也得到广泛应用，使各种电气设备朝着数字化、智能化的方向发展。基于NEC单片机UPD78F9234芯片设计的漏电监测仪，结构简单，软硬件协调，功能全面。

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