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基于AT89S52的機(jī)載電氣盒測(cè)試儀的設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2015-05-06 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  1 引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/273693.htm

  飛機(jī)起飛前通常由地面電源向飛機(jī)機(jī)載設(shè)備供電,起飛后則由飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電為機(jī)載設(shè)備供電。供電電網(wǎng)的質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)載設(shè)備壽命及飛行安全,而機(jī)載電氣盒主要實(shí)時(shí)監(jiān)控飛機(jī)發(fā)電機(jī)網(wǎng)絡(luò)或地面電源網(wǎng)絡(luò)的電壓、頻率、差動(dòng)電流、相序等參數(shù)。無(wú)論是飛機(jī)起飛前的地面電源還是起飛后的發(fā)電機(jī)電網(wǎng),一旦出現(xiàn)過(guò)壓、過(guò)過(guò)壓、欠壓、欠頻、欠欠頻、超頻、超超頻、逆序和差動(dòng)故障時(shí),必須在延遲時(shí)間內(nèi)自動(dòng)斷開發(fā)電機(jī)或地面電源,采用后備電源向飛機(jī)供電,從而有效保護(hù)機(jī)載設(shè)備和飛行安全。本文提出一種采用單片機(jī)設(shè)計(jì)的機(jī)載,該測(cè)試儀可測(cè)試機(jī)載電氣盒的保護(hù)功能,測(cè)量延遲保護(hù)時(shí)間。

  2 系統(tǒng)組成與工作原理

  該機(jī)載硬件設(shè)計(jì)是由單片機(jī)、顯示模塊、系統(tǒng)復(fù)位模塊、時(shí)鐘振蕩模塊、電源模塊、計(jì)時(shí)模塊、測(cè)試選擇模塊和接口電路組成(圖1),其程控電源的電壓、頻率、相位、相序均可調(diào),模擬地面電源或發(fā)電機(jī)電網(wǎng)的電源故障。該系統(tǒng)的工作原理:當(dāng)供電電網(wǎng)出現(xiàn)故障,接口電路發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)將出現(xiàn)故障的電源引入電氣盒,同時(shí)接口電路給單片機(jī)一個(gè)信號(hào),當(dāng)單片機(jī)收到該信號(hào)后,控制計(jì)時(shí)模塊開始計(jì)時(shí),顯示模塊顯示過(guò)壓、過(guò)過(guò)壓、欠壓、欠頻、欠欠頻、超頻、超超頻、逆序和差動(dòng)等故障的具體故障項(xiàng);經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,電氣盒發(fā)出一個(gè)控制信號(hào),切斷電網(wǎng)向機(jī)載設(shè)備的供電,同時(shí)該控制信號(hào)進(jìn)入接口電路,接口電路控制計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí);讀取計(jì)時(shí)模塊時(shí)間,判斷該時(shí)間是否在系統(tǒng)允許范圍內(nèi),若不在允許范圍內(nèi)或機(jī)載電氣盒未發(fā)出計(jì)時(shí)停止信號(hào)(切斷電網(wǎng)向機(jī)載設(shè)備供電的控制信號(hào)),則不能實(shí)現(xiàn)電氣盒的該項(xiàng)故障監(jiān)控及保護(hù)功能,說(shuō)明電氣盒出現(xiàn)故障。

  

 

  3.1 單片機(jī)

  AT89S52單片機(jī)是一款低功耗,高性能CMOS 8位微控制器,片內(nèi)有8 KB系統(tǒng)可編程flash的閃速存儲(chǔ)器,256字節(jié)內(nèi)部RAM,32條I/O端口線,看門狗定時(shí)(WDT),2個(gè)數(shù)據(jù)指針,3個(gè)16位定時(shí),計(jì)數(shù)器,一個(gè) 6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu),一個(gè)全雙工串行通信口,片內(nèi)晶體振蕩器及時(shí)鐘電路。AT89S52強(qiáng)大的功能可滿足該測(cè)試儀的設(shè)計(jì)要求。

  3.2 系統(tǒng)復(fù)位、時(shí)鐘振蕩模塊

  系統(tǒng)復(fù)位模塊由S1、R1、R2和C3組成,其中S1為復(fù)位按鈕,C3為電解電容,R1、R2為精密電阻;而時(shí)鐘振蕩模塊由晶振Y1、C1和C2組成。

  3.3 顯示模塊

  圖2中9個(gè)LED發(fā)光二極管用于顯示電氣盒正在測(cè)試具體故障。74LS154為4-16譯碼器,選通引腳G1、G2接地,A,B,C,D依次接單片機(jī)P1.0,P1.1,P1.2和P1. 3,通過(guò)向AT89S52的P1口寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)決定譯碼器選通的具體通道,譯碼器的輸出經(jīng)2片TTL7404非門反向后驅(qū)動(dòng)三極管,點(diǎn)亮相應(yīng)的LED。當(dāng)向P1口的低4位依次寫入0~8時(shí),譯碼器輸出經(jīng)非門反向后驅(qū)動(dòng)三極管,分別點(diǎn)亮欠壓指示燈、過(guò)壓指示燈、過(guò)過(guò)壓指示燈、欠頻指示燈、欠欠頻指示燈、超頻指示燈、超超頻指示燈、逆序指示燈和差動(dòng)指示燈。當(dāng)P1口輸入均為高電平時(shí),所有指示燈都熄滅。

  

 

  3.4 計(jì)時(shí)模塊

  計(jì)時(shí)模塊是由計(jì)時(shí)控制電路和計(jì)時(shí)器組成。其中,計(jì)時(shí)控制電路由2個(gè)NPN三極管和限流電阻組成;計(jì)時(shí)器是一個(gè)6位顯示的計(jì)時(shí)器,計(jì)時(shí)可精確到毫秒級(jí),引腳2為計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)控制端,當(dāng)該引腳是低電平時(shí),計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí);當(dāng)為高電平時(shí),計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)。因此,電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí),接口電路向AT89S52發(fā)出控制信號(hào),單片機(jī)將P0.3口置為低電平,計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)AT89S52收到由電氣盒發(fā)出并經(jīng)接口電路轉(zhuǎn)換的計(jì)時(shí)停止信號(hào)時(shí),單片機(jī)將P0.3口置為高電平,計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)。這時(shí)可根據(jù)計(jì)時(shí)器讀數(shù)判斷延遲保護(hù)時(shí)間是否在允許范圍內(nèi)。按鈕開關(guān)S2為計(jì)時(shí)器的清零按鈕,按下S2計(jì)時(shí)器清零。

  3.5 測(cè)試選擇模塊

  當(dāng)開關(guān)K1斷開時(shí),三極管截止,單片機(jī)P0.0口為高電平,表明電氣盒對(duì)發(fā)電機(jī)電網(wǎng)參數(shù)的監(jiān)控與保護(hù)功能進(jìn)行測(cè)試;當(dāng)開關(guān)K1閉合時(shí),三極管導(dǎo)通,單片機(jī)P00口的電平為低電平,表明電氣盒對(duì)地面電源參數(shù)的監(jiān)控與保護(hù)功能進(jìn)行測(cè)試。因?yàn)閱纹瑱C(jī)復(fù)位時(shí)。所有的I/O口為高電平,所以當(dāng)K1處于斷開狀態(tài)時(shí),單片機(jī)復(fù)位即進(jìn)入電氣盒對(duì)發(fā)電機(jī)電網(wǎng)參數(shù)的監(jiān)控與保護(hù)功能的測(cè)試狀態(tài)。

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