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电气工程及其自动化毕业论文
东北大学毕业设计（论文） 东北大学继续教育学院教务处
毕业设计感器和电流互感器来对回路的电压、电流信号进行采样，并将得到的电压、电流信号输入到芯片CS5460A的电压电流信号输入端，两路信号在芯片内部实现转换，并通过内部运算将电流、电压等各种数据的结果存人指定的寄存器中。以等待单片机STC51通过芯片CS5460A的串行接口读取，最后将其结果通过LCD5110显示出来。
CS5460A的电压通道对于系统的前端电压调理部分，我们采用变比为2mA/2mA的电流互感器和高精度电阻作为输入电路部分电路如图所示。系统设计采用220V的市电电压输入，首先外接Rx=110k电阻得到2mA的电流，然后通过变比为2mA/2mA的互感器，然后在二次侧连接1个125Ω的定值电阻得到所需的输入电压，可以为CS5460A提供电压信号，不超出芯片的测量范围。当然电阻R2值可以根据不同的电压来调整。并加入RC滤波网络对信号初步滤波，并加入放抖动电容保护芯片。
电流调理部分采用变比2000：1 的电流互感器，然后经一精密电阻将电流信号转变成电压信号。并加入RC滤波网络对信号初步滤波，并加入放抖动电容保护芯片。经变换后的补测信号以差模电压的形式接到CS5460A的模拟信号输入端。由于互感器角差的影响，可能造成输入信号的相移，使功率测量的误差增大。而CS5460A 具有相位补偿功能（可进行
°至+°的相位补偿，步进°），可以大大减小互感器角差的影响。
其模拟信号输入接口电路如图所示：
引脚介绍
CS5460的管脚排列如图所示：
它共有24个引脚，各引脚的功能如下：
IIN (+/-) CS5460A的电流检测管脚
VA+/VD+ CS5460A的分别为模拟、数字+5 v电源
VIN(+/-) 电压检测的两输入脚
VA- 接模拟地
DGND 接数字地
XOUT，XIN 两脚接4．096 MHz的晶振
SDO 输出数据
CS 电路选择端，低电平有效
SO 串行数据输出端
SI 串行数据输入端
SCK 串行时钟输入端
WP 写保护输入端，低电平有效
RESET 复位输出端
VCC 电源端
VSS 接地端
收发模块
方案一：有线收发。在接收与发送2个模块之间采用数据线连接，可以方便2个模块的传送，并且会比较稳定。但是考虑到距离等问题，觉得有线的会比较麻烦。
方案二：无线收发。无线收发模块能实现接收和发送2个模块之间数据的传送，且无线比较不受距离及连线的影响。综合考虑，决定采用NRF24L01无线模块来实现数据的传输。
NRF24L01集成了所有与RF协议相关的告诉信号处理，可以支持六路通道的数据接收，工作电压为，速率为2Mbps，在空中传输时间很短降低了无线传输中的碰撞，内部含有自动重发数据包和自动产生应答信号，其接口的SPI接口可以利用单片机的硬件SPI扣连接或用单片机I/O口，内部有FIFO可以与各种高低速微处理器接口，便于使用低成本的单片机。链路层完全集成在模块上，方便开发。自动应答功能，在收到有效数据后，模块自动发送应答信号，无须另外编程。含有载波检测，内置CRC检错和点对多点通信地址控制。
电路图如下：
CPU模块
在整个控制系统的最核心器件中，CPU的选择是很重的，作为一个最基本的平台，CPU可以用51系列的，PIC系列，AVR系列，ARM系列等等，但作为市场上应用最普遍，技术最成熟且其外围元器件好买的51系列单片机再结合自己课堂上所学的51系列指令，本系统选定51系列的单片机作为CPU控制器。
目前较为常用的51系列单片机主要有2051，89C52及89S51。
下面为它们之间的特点和区别：
STC89C52
89C52主要功能
STC89C52主要功能
主要功能特性
兼容MCS51指令系统
8K可反复擦写Flash ROM
32个双向I/O口
256x8bit内部RAM
3个16位可编程定时/计数器中断
时钟频率0-24MHz
2个串行中断
可编程UART串行通道
2个外部中断源
共6个中断源
2个读写中断口线
3级加密位
低功耗空闲和掉电模式
软件设置睡眠和唤醒功能
CC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管