單片機及其復往電路 - 市電頻率實時監(jiān)測器的設計

　　單片機采用AT89C2051，AT89C2051是一種帶2 KB閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。其復位電路主要利用CPU正常工作時，定時復位計數(shù)器，使得計數(shù)器的值不超過某一值;當CPU不能正常工作時，由于計數(shù)器不能被復位，因此其計數(shù)會超過某一值，從而產(chǎn)生復位脈沖，使得CPU恢復正常工作狀態(tài)。具體在該系統(tǒng)中，采用MAX813L來完成復位電路。MAX813L實時接收來自AT89C2051的WDI信號，并自動判斷兩次WDI信號的間隔時間。當時間間隔小于1.6 s時，其RST輸出端保持低電平;當時間間隔大于1.6 s時，其RST輸出端輸出高電平，AT89C2051被復位。具體電路如圖4所示。

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　　3 系統(tǒng)軟件設計

　　單片機T1定時/計數(shù)端接收到5V方波檢測信號需采用軟件來進行頻率的測定。初始設置單片機定時/計數(shù)器工作方式為：T1為計數(shù)器，計數(shù)個數(shù)為1，脈沖信號來自單片機外部;T0為定時器，定時時間T=200 ms，定時信號是單片機的內(nèi)部時鐘信號。方波下降沿時同時打開計數(shù)器和定時器，定時結(jié)束時優(yōu)先產(chǎn)生中斷，為避免檢測信號計數(shù)多一少一的誤差，將定時作延時調(diào)整，等待檢測信號計數(shù)完整，此延時時間為t，計數(shù)個數(shù)為N。即通過內(nèi)部軟件記錄下N-1個周期方波時間為T+t，可計算市電頻率為f=(N-1)/(T+t)。再由單片機將數(shù)據(jù)送到顯示部分電路，則可讀取電網(wǎng)電壓的頻率，電網(wǎng)電壓頻率顯示大約250 ms更新一次。軟件的系統(tǒng)框圖如圖5所示。

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　　4 測試結(jié)果

　　在某日下午3點在線檢測市電頻率，每隔1 min測試一個數(shù)據(jù)，所得數(shù)據(jù)如表1所示。

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　　同時對市電降壓后使用Agilent 54642D示波器抓取市電頻率用以比對測試結(jié)果，其中兩個典型頻率如圖6所示。測試數(shù)據(jù)表明，監(jiān)測器的測試精度達到0.01 Hz。

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　　5 結(jié)語

　　通過對該課題的研究，成功設計出一種基于單片機的市電實時監(jiān)測器，其測試精度達到0.01 Hz，具有原理簡單、性價比高、操作簡單等特點。該監(jiān)測器通過準確的編程，最終實現(xiàn)了市電頻率的實時檢測。單片機完成波形頻率的檢測后，將數(shù)據(jù)進行處理并通過LED數(shù)碼管顯示出來，使系統(tǒng)更加的人性化。