基于单片机的防火漏电保护器设计1

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1、1基于单片机的防火漏电保护器设计封岸松，谢迪，魏立峰（沈阳化工学院，辽宁沈阳110142）摘要：防火漏电保护器是通过检测三相交流电的电压、电流和漏电对用电电路实施保护的装置。当三相交流电的电压、电流和漏电出现故障时，切断电源电路。本文从防火漏电保护器设计出发，以单片机为核心，从硬件和软件两方面详细论述了防火漏电保护器的设计过程。关键词：防火漏电保护器;硬件；软件；单片机中图分类号：TP271文献标识码：BThedesignofFireproofresidualcurrentcircuitprotectivedevicebasedonMC

2、UFENGAn-song,XIEDi,WEILi-feng（ShenyangInstituteofChemicalTechnology,Shenyang,LiaoNing,110142）Abstract：Fireproofresidualcurrentcircuitprotectivedeviceisakindofprotcctdevicetoprotectfacility．Itmonitorsthevoltage、currentandresidualcurrentofpowersupply.Whentheyhavesometroubl

3、e,itshutsdownpowersupply.BeginningfromtheATSEdesign,thepaperintroducestheprocessofFireproofresidualcurrentcircuitprotectivedevicedesignincludingsoftwareandhardwarethatisinthecentreofMCU.Keywords：Fireproofresidualcurrentcircuitprotectivedevice;hardware；software;MCU1.引言（In

4、troduction）防火漏电保护器是对用电电路实施保护的装置，它检测三相交流电的电压、电流和漏电，当三相交流电的电压、电流和漏电出现故障时，切断电源电路，从而保护用电电器，减少火灾的可能。它广泛应用于建筑、电力、消防、通讯等行业,其中在民用住宅和商用住宅中有着广泛的应用，其产品应用的场合决定了其可靠性尤为重要。目前国家已经制定相应标准，[1]要求在建筑中必须使用防火漏电保护器。[2]本文中防火漏电保护器的设计，以51单片机为核心，完成防火漏电保护器的设计。主要实现三相交流电电压、电流和漏电的额定值设定，电压、电流和漏电的采样，以及对相

5、应故障（如过压、欠压、过流和漏电超标）实施保护。文中从硬件和软件设计两部分来说明防火漏电保护器的设计。2.防火漏电保护器的硬件设计防火漏电保护器的硬件部分主要由供电电源电路、三相交流电电压电流检测电路、漏电检测电路、单片机电路、液晶报警显示电路、电机控制电路和按键设置电路组成，见图1。以下是各部分电路的简要说明：交流电变压器整流滤波LM7812LM7805图1硬件电路主框图图2电源电路基金项目：辽宁省教育厅高等学校科技攻关计划项目（20040291）1）供电电源电路电源电路主要是为电机控制电路、单片机控制、电压电流漏电检测电路、声音报警

6、和液晶显示电路提供＋12V和＋5V电源，＋12V和＋5V电源由220V交流电经过变压器、整流滤波电路和LM7812和LM7805芯片产生，电路框图见图2。2）单片机电路单片机是防火漏电保护器的核心，完成防火漏电保护器的控制功能，包括交流电压、电流和漏电电流的采样、采样数据处理、选项设置、声音报警、液晶显示控制和电机控制等功能。单片机采用的是STC公司的STC89C51RC/RD系列单片机，该系列单片机是新一代超强抗干扰/低功耗/高速的单片机，它的指令集完全兼容传统的51单片机，在设计中选用该[3]系列的89LE516AD单片机，该单片机

7、具有8路A/D采样端口，作为三相交流电的电压、电流和漏电的采样端。该单片机是3.3v供电，在电路中采用5v电压串联两个二极管（1N4007）实现。3）电机控制电路在保护器中，用交流电机的正反转控制保护器转到相应的位置来实现供电电路的通断。交流电机的正反转由三根线（O，A，B）控制，一根（O）接零线，其余两根中的一根（A）接火线，另一根（B）悬空时正转，反之反转。A,B两根线由单片机的I/O口通过三极管控制继电器的常开节点与火线连接，框图见图3。同时检测位置信号，当到达指定位置是，切断信号，使电机停转（如交流电出现故障，电机转动开关使电源

8、断路，检测位置信号，到达断路位置，单片机使单片机停转）。12V火线继单片机I/O口线常三极管电圈开电器机A线图3电机控制电路图4三相交流电电压检测电路4）三相交流电电压电流漏电检测电路三相交流电电压电流漏电