单片机嵌入式系统在远程电网监测系统中的应用

度和采样保持器要求较高；为了保证测量精度，一个周期内，必须保证足够的采样点数，而且采样计算程序相对复杂，对CPU要求较高，因此该仪器采用直流采样。其工作原理如图3所示。

2.3 功率因素检测模块

功率因素检测模块有两大功能：（1）判别电压是超前还是滞后电流；（2）判别功率因素大小。具体相关电路如图4所示。是当电压超前电流时，U15B输出为“1”；反之输出为“0”。电压、电流的正弦波形分别经过零比较器后（电路忽略）转

换为方波，输入2/4译码电路。译码电路只有当A、B信号为“01”或“10”时，X端口才输出Vref，对积分电流充电；当A、B信号为“00”或“11”时，输出端口为零。而A、B信号为“01”或“10”的时间正是电压、电流相位差的时间。时间越长，对电容C23充电的时间也越长。因此，电容上的电压反映了相位差的大小。CPU经过数据处理可确定功率因素的大小。

    2.4 以太网接口模块

以太网接口模块选用RealTek公司的RTL8019AS全双工以太网控制器，主要功能是处理以太网协议。它自带16KB的SRAM，并通过RJ5接口与以太网通信。数据的流向为：请求信息从以太网来，通过RJ45送到RTL8019AS，处理后的数据包送入SX52BD协议栈，由协议栈对数据包进行解析，得到原始请求信息。请求信息再经过SX52BD的处理，产生回复信息。回复信息到以太网的过程与上述过程正好相比。

2.5 其它模块电路

EEPROM：CPU通过I2C总线访问EEPROM器件24C256。网页就存储在EEPROM中。EEPROM中的网页内容通过主CPU的读写操作可以实现网页的浏览、重新下载和更新。受容量的限制它不可能存储大量页面。

图4 功率因素检测模块电路图

    时钟模块电路：选用了时钟芯片DS12B887。它可以产生秒、分、时、日、星期、月及年等七个时标。可以通过编程读取和修改这些时标，也可以编程产生定时中断。采用硬时钟，可以不占用单片机的定时器资源，减轻软件设计量。

看门狗电路：电网监测仪的工作环境通常具有强烈的电磁干扰，在工作要求极高的情况下为了防止干扰，引入了看门狗电路。采用MAX813L芯片。该芯片具有监控电路，如果程序在1.6s之内还不给MAX813L“喂狗信号”，它就会产生看门狗输出，系统复位。

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