原標題：通過采用P80C552型單片機實現(xiàn)電源監(jiān)控系統(tǒng)的應用方案

引言

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，保證供電的連續(xù)性和質(zhì)量是至關重要的。當常用電源處于過壓、欠壓或斷相等不正常狀態(tài)時，及時切換至備用電源，確保重要設備和部門的安全供電，是提升供電質(zhì)量的關鍵措施。傳統(tǒng)上，這些操作多由人工完成，但隨著技術的進步和用戶對電能質(zhì)量要求的提高，自動電源監(jiān)控系統(tǒng)逐漸成為主流。本文將詳細闡述采用P80C552型單片機實現(xiàn)電源監(jiān)控系統(tǒng)的應用方案，包括主控芯片型號的選擇、設計中的作用以及具體實現(xiàn)細節(jié)。

一、主控芯片型號選擇及特性

1. P80C552型單片機概述

Philips公司生產(chǎn)的P80C552單片機是一款與MCS-51單片機兼容的CMOS型單片機，具有強大的功能和廣泛的應用領域。它內(nèi)部集成了豐富的功能模塊，使得在電源監(jiān)控系統(tǒng)的設計中能夠大大簡化外圍電路，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2. P80C552的主要型號及特性

P80C552系列單片機主要包括以下幾個型號：

• 80C552：片內(nèi)無ROM，需要外部擴展程序存儲器。

• 83C552：片內(nèi)帶8KB編程ROM，適用于固定程序的應用場景。

• 87C552：片內(nèi)帶8KB用戶可編程EPROM，便于用戶根據(jù)需要修改程序。

在電源監(jiān)控系統(tǒng)中，我們通常采用80C552型號，因為該型號具有更大的靈活性，可以根據(jù)系統(tǒng)需求靈活配置程序存儲器。P80C552的主要特性包括：

• 6個8位I/O口（P0~P5）：每個口由1個鎖存器、1個輸入緩沖器和輸出驅(qū)動器組成，提供了豐富的接口資源。

• 2路PWM輸出通道：可用于控制電機等動態(tài)機構，實現(xiàn)精確的電源負載調(diào)整。

• 8路10位逐次比較型A/D轉換器：能夠直接對模擬信號進行數(shù)字化處理，無需外接A/D轉換芯片，簡化了硬件設計。

• 高集成度：集成了多種功能模塊，減少了外圍電路的復雜性，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

二、P80C552在電源監(jiān)控系統(tǒng)中的作用

在電源監(jiān)控系統(tǒng)中，P80C552單片機作為核心控制單元，負責監(jiān)測、控制和切換電源，確保供電的連續(xù)性和質(zhì)量。其具體作用如下：

1. 電源質(zhì)量監(jiān)測

P80C552通過其內(nèi)置的8路10位A/D轉換器，實時采集各交流電源的電壓、電流等參數(shù)，并進行數(shù)字化處理。通過對比分析這些參數(shù)，可以判斷電源是否處于正常狀態(tài)，如是否出現(xiàn)過壓、欠壓、斷相等故障。

2. 故障判斷與報警

當檢測到電源異常時，P80C552能夠立即判斷故障類型，并通過預設的邏輯控制相關電路進行報警。報警方式可以是聲光報警、液晶顯示報警等，以便及時通知運維人員進行處理。

3. 電源切換控制

在常用電源出現(xiàn)故障時，P80C552能夠迅速切換至備用電源，確保重要設備和部門的安全供電。同時，它還能通過母聯(lián)開關調(diào)整各交流電源的負載能力，實現(xiàn)負載的均衡分配。

4. 數(shù)據(jù)記錄與通信

P80C552單片機具有強大的數(shù)據(jù)處理能力，能夠記錄故障發(fā)生的時間、類型等詳細信息，并通過RS485等通信接口將數(shù)據(jù)傳輸至上位機或遠程監(jiān)控中心。此外，它還可以通過菜單、鍵盤等方式實現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)設置和控制邏輯調(diào)整。

三、系統(tǒng)硬件設計

1. 數(shù)據(jù)采樣電路

數(shù)據(jù)采樣電路是電源監(jiān)控系統(tǒng)的關鍵部分，它負責采集各交流電源的電壓、電流等參數(shù)。該電路主要包括交流衰減、隔離和信號調(diào)理電路。考慮到衰減部分應盡量減小頻率失真，采用電阻分壓電路而非電容衰減形式。衰減后的交流信號通過線性光電隔離器LOC211進入信號調(diào)理電路，再轉換為適合A/D轉換器輸入的電壓信號。

2. 動態(tài)機構（電機）控制電路

動態(tài)機構控制電路主要用于控制母聯(lián)開關等設備的動作，實現(xiàn)電源的切換和負載的調(diào)整。該電路以P80C552的PWM輸出通道為核心，通過控制雙向可控硅等元件的通斷來實現(xiàn)對電機的精確控制。

3. 人機接口設備

人機接口設備包括鍵盤、液晶顯示器和打印機等，用于實現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)設置、狀態(tài)顯示和數(shù)據(jù)打印等功能。鍵盤設計簡潔方便，用戶可以通過按鍵對系統(tǒng)的各項參數(shù)和動作邏輯進行設置；液晶顯示器則用于實時顯示電源狀態(tài)、故障信息等；打印機用于打印故障記錄、操作日志等數(shù)據(jù)。

4. 后備電源

后備電源采用免維護鉛酸蓄電池，平時處于浮充狀態(tài)，可用來啟動系統(tǒng)。當交流電壓異常或切換過程中，后備電池臨時為系統(tǒng)供電，直至新的合格交流電源接入。

四、系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)軟件設計采用匯編語言完成，以提高系統(tǒng)的時效性和靈活性。主要包括以下幾個部分：

1. 初始化程序

初始化程序負責系統(tǒng)的初始化設置，包括A/D轉換器的配置、I/O端口的初始化、中斷系統(tǒng)的設置等。通過初始化程序，系統(tǒng)能夠進入正常工作狀態(tài)，為后續(xù)的監(jiān)測和控制任務做好準備。

2. 數(shù)據(jù)采集與處理程序

數(shù)據(jù)采集與處理程序負責實時采集各交流電源的電壓、電流等參數(shù)，并進行數(shù)字化處理。通過對比分析這些參數(shù)，程序能夠判斷電源是否處于正常狀態(tài)，并采取相應的控制措施。

3. 故障判斷與報警程序

故障判斷與報警程序負責根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)判斷電源是否出現(xiàn)故障，并啟動相應的報警機制。當檢測到故障時，程序能夠立即判斷故障類型，并通過預設的邏輯控制相關電路進行報警。

4. 電源切換與控制程序

電源切換與控制程序負責在常用電源出現(xiàn)故障時迅速切換至備用電源，并通過母聯(lián)開關調(diào)整各交流電源的負載能力。該程序通過實時監(jiān)測電源狀態(tài)和控制相關電路的動作來實現(xiàn)電源的切換和負載的調(diào)整。

5. 數(shù)據(jù)記錄與通信程序

數(shù)據(jù)記錄與通信程序負責記錄故障發(fā)生的時間、類型等詳細信息，并通過RS485等通信接口將數(shù)據(jù)傳輸至上位機或遠程監(jiān)控中心。此外，該程序還能夠通過菜單、鍵盤等方式實現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)設置和控制邏輯調(diào)整。

五、系統(tǒng)測試與驗證

在系統(tǒng)設計完成后，需要進行全面的測試與驗證以確保其滿足設計要求。測試內(nèi)容包括電源質(zhì)量監(jiān)測的準確性、故障判斷與報警的及時性、電源切換的可靠性以及數(shù)據(jù)記錄與通信的準確性等。通過實際運行測試，可以檢驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并對存在的問題進行改進和優(yōu)化。

結論

通過采用P80C552型單片機實現(xiàn)電源監(jiān)控系統(tǒng)的應用方案，可以大大提高供電的連續(xù)性和質(zhì)量。P80C552單片機憑借其豐富的功能模塊和強大的處理能力，在電源監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。通過合理的硬件設計和軟件編程，可以實現(xiàn)電源質(zhì)量的實時監(jiān)測、故障的快速判斷與報警以及電源的可靠切換與控制。該方案具有結構簡單、可靠性高、成本低廉等優(yōu)點，在電力系統(tǒng)中具有廣泛的應用前景。