4。4  1602液晶显示程序 15

4。4。1  液晶初始化程序 15

4。4。2  写入字符到液晶 16

4。4。3  液晶界面显示 16

5  仿真与调试 17

5。1  电力系统频率检测仿真 17

5。2  实物调试 19

结论 21

致谢 22

参考文献 23

附录A  24

附录B  26

1  绪论

1。1  电力系统频率测量的背景和意义

频率是一个在电力系统中比较重要的参数。在电力系统中，频率变化会对广大用户、发电厂等电力系统产生负面的影响。频率的变化将对雷达、电子计算机等的正常运行产生影响[1]。

电力系统中的对于其频率就要求变化范围不超过±5%，否则对于一些与频率有密切关系的工业就不能正常运行。在频率变化时需要对频率进行调整，要通过调整电网上的电力供应与负荷的平衡，来保证电网的运行频率变化在额定范围内。电力系统的正常有功功率均衡遭到改变时，系统的频率就会从原本的稳定值改变为另一个稳定值，这显示出了系统频率的动态特性。由于条件的各异，系统频率可能非周期性地逐渐下降;系统频率变化过程所经历的时间与系统的惯性时间常数呈正相关[10]。那么在保证电力安全频率的前提首先要能检测出其系统的频率。本设计就是围绕电力系统频率的检测来展开的。

1。2  国内外研究现状和发展趋势

2  总体设计

2。1  基于单片机电力系统频率测量的总体方案

本设计使用单片机的主控制器，通过测量电力系统周期来测得其频率。整个系统使用一个变压器提供电源和检测信号源，变压器输出的12v交流电分成两路，一路进行整流滤波后稳压给单片机使用，另外一路进行降压、A/D转换后给单片机进行检测，计算完成后显示是由LCD1602构成。

在变压器部分，采用的是稍大功率的变压器，采用的原因是防止单片机在工作的过程中参与的负载影响了变压器次级线圈中的实际频率 ，为的就是让系统检测频率更加的准确。

在整流部分的设计方法是将变压器次级线圈得到的电压先利用整流芯片进行全波整流，整流后的直流电由于波动比较大，需要利用电容进行滤波，滤波完成后就会得到较为平滑的直流电，整流后的直流电压比较大，有12v，而单片机使用5v左右的直流电，因此要把较大的直流电进行稳压操作供给单片机使用。稳压使用的是7805稳压管，稳压管的前端和后端同样要进行电容滤波。滤波后用电压表测量为5v电压，可以给单片机供电。

显示部分的设计方法是利用集成化的液晶模块，集成化的液晶模块有使用方便，安装简单，显示清晰等优点。液晶的选择上我使用的是LCD1602，LCD1602只可以显示字符串，而本设计中主要是显示数字，所以完全符合。第二点是LCD1602的价格便宜，只需几元钱，操作函数有完整的库可以调用，省去了调试程序的时间，可以更好的配合本设计的制作。

频率检测首先要将交流信号进行衰减，有以下两种方案。方案一，使用AD转换芯片将交流信号进行转换，单片机读取转换结果。方案二，使用单片机自带AD，通过单片机自带AD识别电压值。这里选择方案一，理由是使用自带AD的误差较大，外部电路控制灵活。AD芯片使用ADC0809，ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。