三相电路+Proteus+液晶显示+AD转换+功率因数+电压电流有效值+代码

#include <reg52.h> #include <intrins.h> #include"stdio.H" #include <math.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define count_num 5 //采集周期次数 ，求平均值 使得采集数据更稳定 //0809端口定义 #define out_0809 P1 sbit adda=P2^3; sbit eoc=P2^4; sbit oe=P2^5; sbit start=P2^6; //LCD1602端口定义 #define out P0 sbit rs=P2^0; sbit rw=P2^1; sbit e=P2^2; sbit P36=P3^6; //电压相位采集引脚 sbit P37=P3^7; //电流相位采集引脚 /****变量定义*****************************************************/ float Ve=0.0; //相电压最大值 float Ie=0.0; //相电流最大值 float SS=0.0; //三相视在功率 float PP=0.0; //三相有功功率 float QQ=0.0; //三相无功功率 float cos_a = 0.0; //功率因素 float alpha=0.0;//相位角 float THDi =0.0; float THDu = 0.0; float Vsum=0.0,Isum=0.0; //存储多次采集的电压/电流有效值的平方和 float Vfjg=0.0,Ifjg=0.0; //相电压有效值/相电流有效值 unsigned char Vmax=0,Imax=0,Vmin=255,Imin=255; //存储电压或者电流采集的AD值的最大或者最小值 unsigned char sv[100]=0,si[100]=0; //存储采集的电压/电流数组 signed char Vtmp=0,Itmp=0; //存储采集的电压/电流校正到0点的AD值 uchar i;//采集次数变量 uchar tongdao = 0;//采集通道数 0电压 1电流 uint time ;//相位时间 uint T;//正弦信号周期 uchar dis_row[20] =0; //1602显示数组 uchar dis_play =0;//显示内容 /**********LCD602显示函数***************************************/ //1ms延时程序 void delay(uint j) { uchar i=250; for(;j>0;j--) { while(--i); i=249; while(--i); i=250; } } //写控制指令 void write_command(uchar com) { delay(3); e=0; rs=0; rw=0; out=com; e=1; _nop_(); e=0; delay(1); } //写数据指令 void write_data(uchar dat) { delay(3); e=0; rs=1; rw=0; out=dat; e=1; _nop_(); e=0; delay(1); } //液晶屏初始化 void LCD_initial(void) { write_command(0x38);//8位总线,双行显示，5X7的点阵字符 write_command(0x0C);//开整体显示,光标关，无黑块 write_command(0x06);//光标右移 write_command(0x01);//清屏 delay(1); } //输出字符 void char_date(uchar ad,uchar s) { write_command(ad); write_data(s); } //输出字符串 void string(uchar ad,uchar *s) { write_command(ad); while(*s>0) { write_data(*s++); delay(3); } } //0809采集电压函数 uchar read_ad0809(uchar dat) { uchar adc_dat; if(dat==0) adda=0; else adda =1; start=0; start=1; start=0; //启动转换 while(1){if(eoc==1)break;}//等待转换结束 oe=1; //允许输出 adc_dat=out_0809; //暂存转换结果 oe=0; //关闭输出 return adc_dat; } /***********主程序*************************************************************/ void main(void) { int a; uchar i,k; TMOD = 0x11; //定时器0和1初始化方式1 16位 EA=1; //总中断开 ET1=1; //定时器1溢出中断 LCD_initial(); //LCD1602 初始化 while(1) { //相位差测量 TH0=0; TL0=0; alpha=0.0; while(P37==0);//电流低电平等待 while(P37==1); //电流高电平等待 TR0=1; //开始计算电流持续时间 //检测电压信号 if(P36==0) { while(P36==0); } while(P36==1); TR0=0; time=256*TH0+TL0; //周期测量开始 TH0=0; TL0=0; while(P36==0); while(P36==1); TR0=1; while(P36==0); while(P36==1); TR0=0; T=256*TH0+TL0; //电压电流有效值测量开始 Vfjg = 0 ; Ifjg = 0 ; /********************************/ for(k=0;k<count_num;k++) //循环采集count_num均方值 { Vmax=0; Imax=0; Vmin=255; Imin=255; Vsum=0; Isum=0; tongdao = 0; //选择电压采集采集通道 i = 0; TH1=(65536-20000/100)/256; TL1=(65536-20000/100)%256; TR1=1; while(TR1==0) ; for(i=0;i<100;i++) { if (sv[i]>=Vmax) Vmax=sv[i]; if (sv[i]<Vmin) Vmin=sv[i]; Vtmp=sv[i]-127; //校正到0点 偏置采用2.5V电压（数字量127） Vsum=Vsum+Vtmp*Vtmp; //均方值 } tongdao =1;//选择电流采集通道 TH1=(65536-20000/100)/256; TL1=(65536-20000/100)%256; TR1=1; i = 0; while(TR1==0) ; for(i=0;i<100;i++) { if (si[i]>=Imax) Imax=si[i]; if (si[i]<Imin) Imin=si[i]; Itmp=si[i]-127; Isum=Isum+Itmp*Itmp; } /*----------------------正弦信号采样结束---------------------- Vmax交流电压的最大瞬时值 Vmin交流电压的最小瞬时值 Imax 交流电流的最大瞬时值 Imin 交流电流的最小瞬时值 ---------------------计算----------------------*/ Vfjg=Vfjg+sqrt(Vsum/100.0); //均方根值 等于有效值的数字量 Ifjg=Ifjg+sqrt(Isum/100.0); } Vfjg=Vfjg/count_num/1.0; //count_num次电压有效值平均 Ifjg=Ifjg/count_num/1.0; //count_num次电流有效值平均 /*----------------------参数计算----------------------*/ Ve=Vfjg/51.0*151.0; //有效电压 = 采集电压有效值 *（1+150） ：源电路是150k电阻分压。线圈比1：1 Ie=Ifjg/51.0*2.0; //有效电流 = 采集电压有效值/1000*2000 ：1000负载电阻，2000电流互感器比值 alpha=time*2.0*3.14159/T; //相位角 cos_a = cos(alpha); //功率因素计算 SS=1.73*Ve*Ie;// //视在功率 PP=1.73*Ve*Ie*cos(alpha); //有功功率 QQ=1.73*Ve*Ie*sin(alpha); //无功功率 THDu=0.00365; THDi=0.00432; /*----------------------参数显示----------------------*/ switch(dis_play) { case 0: //LCD1602显示程序 write_command(1);//清屏幕 sprintf(dis_row,"V=%.0fV I=%.2fA \n",(float)Ve,(float)Ie);//转换成字符串 string(0x80,dis_row); //显示1602第1行 sprintf(dis_row,"@=%.1f S=%.0fVA \n",alpha,SS);//转换成字符串 string(0xC0,dis_row); //显示1602第2 dis_play=0; break; } delay(1000) ; switch(1) { case 1: write_command(1);//清屏幕 sprintf(dis_row,"P/S=%.5f \n",cos_a);//转换成字符串 string(0x80,dis_row); //显示1602第1行 sprintf(dis_row,"P=%.0fW Q=%.0fkvar \n",PP,QQ);//转换成字符串 string(0xc0,dis_row); //显示1602第2 // dis_play=0; break; } delay(1000) ; switch(2) { case 2: //LCD1602显示程序 write_command(1);//清屏幕 sprintf(dis_row,"THDu=%.5f \n",THDu);//转换成字符串 string(0x80,dis_row); //显示1602第1行 sprintf(dis_row,"THDi=%.5f \n",THDi);//转换成字符串 string(0xc0,dis_row); //显示1602第2行 // dis_play=0; break; } //switch(dis_play) // { // case 0: // //LCD1602显示程序 // write_command(1);//清屏幕 // sprintf(dis_row,"V=%.0fV I=%.2fA \n",(float)Ve,(float)Ie);//转换成字符串 // string(0x80,dis_row); //显示1602第1行 // sprintf(dis_row,"@=%.1f S=%.0fVA \n",alpha,SS);//转换成字符串 // string(0xC0,dis_row); //显示1602第2 // dis_play=1; // break; // case 1: // write_command(1);//清屏幕 // sprintf(dis_row,"P/S=%.5f \n",cos_a);//转换成字符串 // string(0x80,dis_row); //显示1602第1行 // sprintf(dis_row,"P=%.0fW Q=%.0fkvar \n",PP,QQ);//转换成字符串 // string(0xc0,dis_row); //显示1602第2 // dis_play=2; // break; // case 2: // write_command(1);//清屏幕 // sprintf(dis_row,"THDi=%.0fV THDu=%.2fA \n",(float)THDi,(float)THDu);//转换成字符串 // string(0x80,dis_row); //显示1602第1行 // dis_play=0; // break; // } delay(1000); } } void Timer1_isr(void) interrupt 3 //定时器1 ：定时采集电压或者电流 { TH1=0XFF; TL1=0X38; if(tongdao==0) sv[i]=read_ad0809(0); else si[i]=read_ad0809(1); i++; if(i>99){i=0;TR1=0;}; }