单片机多功能用电故障提示系统设计

当过载超过额定5％就开始进行安全提示，分五个级别提示(每个级差为lO％)，最高为145％，当过载不是很多，只是语音和文字提示，但没有切断电源，如果过载非常严重(如145％，此时集成电路TA7666的7脚高电平变为低电平．805l单片机的控制脚为高电平，VD2导通，保护仪器不受损坏。电路图中的芯片的IO口P26脚获得低电平输入)，由用电保护电路原理图3可见，与门电路U8的输人为低电平，输出也为低电平，控制管Q1导通，电磁开关有电流通过而跳闸。


图3 超压故障信号传输原理图

当负载短路时，电线电流突然升得很大，磁感线圈的感应电压也很高，这会烧毁家庭用电故障提示器。为了防止这种情况发生，仪器上设计有两个保险丝，同时仪器上还设计有两个超压保护电路。短路故障发生时，TA7666的7脚为低电平，经门电路使保护二极管的控制端为高电平．于是二极管短路导通．确保仪器安全。

负载短路时．电线电流变得很大，使磁感线圈上产生的感应电压升得很高，这时．磁感线圈获得的电压远远大于0．15V，TA7666的3、4、5、6、7脚同时输出低电平，控制过程与前述相同，电磁开关立即切断电源。保证用电户电器设备的安全。

3．3超压保护电路工作原理

如果降压变压器T2变比为1/50，降压变压器T2的次级绕组两端电JK设定安全值为Ur2=5．5 V。凶此输入用户的相电压也就最高不能大于265V，当干线电压过高时，获取的信号电压超过5．5V．这样申片机用电故障语音提示器就不仅仅提示，而且会使电路跳闸切断电源。

开始安全提示的最低电压为250V，超电压分为四个级别，每个级差相差5V，最高为265V。电压在265V以下都只是进行安全提示．没有跳闸断电。只有在大于或等于265V时才立即跳闸断电并安全提爪。工作原理为：

当干线电压过高时，变压器T2输出的电压超过5V，经整流滤波后加至TA7666．使3脚输出高电平．由PC3输入8255，8255得剑干线电压过高信号．从字符存储器中调出原来存储的电压过高的宁信息．由PA0～PA7输出到HD44780字符液晶显示模块．于是．HD44780字符液晶显示模块开始显示电压过高．不安全的语句。同时，8255也从存储器中调出干线电压过高的语音信息．由PB0．PB7输出送到ISD2650语音芯片，此时ISD2650语音芯片驱动扬声器发出5句电压过高．不安全”的报警声音．提示用户注意用电的安全。但这只足提示，不切断电。当干线电压超过270V时，变压器次级输出为5．6V，这时TA7666的5脚。由原来高电乎变为低电平。这时除字符和语音提示外。同时．或门电路也输出切断电源的控制信号，由电磁开关切断干线电流。

当干线电压由220V变为380V时．变压器输出的5V变为8.5V。TA7666的3、4、5、6、7全为低电平。电磁开关立即切断电源以保护用电设备。另外，由于TA7666的7脚是高电平．VD2的控制脚为高电平，VD2导通，保护仪器不受损坏。电路图中的C1，C2为大电解电容，其作用是当干线被切断后。由于Cl，C2充有电压．使仪器七的信号保留一定时间，即延迟作用。

4 主程序设计

主程序设计如图4表示。


图4 主程序流程图

5 结论

根据实验室和几十户安装单片机多功能用电故障提示器试验可知，通过感应线圈与变压器输出电压来获取超压、过载和短路故障的检测电压。由TA7666电压比较集成电路把信号电压分为5个级别，运用8051单片机芯片进行电压PID控制，使用HD44780字符液品显示模块和ISD2650语音芯片进行文字与语音提示用电故障，并H．能适时自动跳闸，证明单片机多功能用电故障控制器具有件能稳定、安全、可靠是珲想的用电保护提示器。能适用于各种低压用电场合。

论文创新点：用8051单片机实现了一个多功能用电故障控制器，具有字符提示和语音提示功能，改变厂目前漏电保护器和过载保护器功能单一，故障出现时没有任何提示等缺点。