系统软件设计系统软件总体设计实时操作系统概述介绍应用中应注意的问题键盘程序转换程序显示程序报警程序第五章结束语致谢参考文献附录第章绪论选题背景电网中三相间的不平衡电流，即零序电流是普遍存在的，不对称运行和单相运行是零序电流产生的主要原因。
在城市民用电网及农用电网中由于大量单相负荷的存在，三相间的电流不平衡现象尤为严重。
对于零序电流，除了尽量合理地分配负荷之外几乎没有什么行之有效的解决办法。
正因为找不到解决问题的有效办法，因此反而不被人们所重视，也很少有人进行研究。
电网中的不平衡电流会增加线路及变压器的铜损，增加变压器的铁损，降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行，会造成三相电压不平衡因而降低供电质量，甚至会影响电能表的精度而造成计量损失。
理论研究证明在输出同样功率的情况下，三相电流平衡时变压器及线路的铜损最小，也就是说三相不平衡现象增加了变压器及线路的铜损。
因此需要有种方法去检测零序电流的大小，以便在零序电流过流时及时采取措施，避免产生较大损失。
设计原理基本方法零序电流检测的基本原理是基于基尔霍夫电流定律流入电路中任节点的复电流的代数和等于零，即，并且用零序电流互感器作为取样元件。
具体应用可在三相线路上各装个电流互感器，或让三相导线起穿过零序，也可在中性线上安装个零序，利用这些来检测三相的电流矢量和，即零序电流当线路上所接的三相负荷完全平衡时无接地故障，且不考虑线路电器设备的泄漏电流当线路上所接的三相负荷不平衡，则，此时的零序电流为不平衡电流当相发生接地故障时，必然产生个单相接地故障电流，此时检测到的零序电流，是三相不平衡电流与单相接地电流的矢量和。
本文采用单片机作为核心，通过将零序电流进行整流放大，在经过转换器后输入单片机，并在上显示电流值，并判断零序电流是否过流，若过流则产生报警。
同时系统将对电流互感器短路及短路情况进行检测，并产生相应的警报。
但由于的限制，仿真程序不能完全实现实际的电路，只能用简化的方法来模拟现实中的电路。
电流互感器只能用线圈来代替，传感器短路断路，以及电路的通电和无电用开关来模拟。
故本方案有受限的方面，还有不足。
设计主要要求了解嵌入式设备的基本原理及设计方法，熟练应用语言编程的能力。
掌握实时操作系统进行嵌入式系统设计的基本要求及实现方法。
能够使用电流互感器对多路工频零序电流巡回检测。
测量精度。
能自动检测传感器短路，断路故障。
在零序电流过流传感器故障等异常发生时提供报警。
提供必要的人机操作界面。
第二章方案的论证单片机的选择世纪年代以来，单片机的发展非常迅速，就通用单片机而言，世界上些著名的计算机厂家已投放市场的产品就有多个系列，数百个品种。
目前世界上较为著名的位单片机的生产厂家和主要机型如下美国公司系列及其增强型系列美国公司系列和系列美国公司等单片机美国公司系列及美国公司系列和系列美国公司系列美国德克萨司仪器仪表公司系列美国国家半导体公司系列等等。
尽管单片机的品种很多，但是在我国使用最多的还是公司的系列单片机和美国公司的单片机系列单片机包括三个基本型内部包括个位个字节，个特殊功能寄存器个位并行口个全双工串行口个位定时器计数器，状态，使其返回任务队列。
检查自由堆栈空间若自由堆栈空间范围小于默认为字节时，可以调用宏，进行堆栈出错处理。
应用中应注意的问题原则讲可以应用到基于系列单片机组成的任何系统中。
的优点在于软件开发周期短效率高由于在运行时需要占用的部分硬件资源，如通常占用定时计数器，且对堆栈深度要求较高，因此，在使用时应注意对硬件配置的要求。
对硬件的要求分为完全模式和最小模式，对于完全模式，要求系统要有外部，同时，还应合理分配的硬件资源，留出定时计数器作为系统多任务执行的时间片发生器对于简单的嵌入式系统，由于通常没有外部，通常选择最小模式。
在最小模式下，定时计数器用户不能使用，而是留给系统作多任务切换的时间片发生器。
二合理分配任务的时间片数和任务优先级在执行多任务时，由于各个任务处理时，需要的时间不同，任务对实时性要求不同，所以，应合理配置各个任务的时间片数，尽量使任务在规定的时间片内完成，减少任务间的消息传递，确保系统资源的使用效率。
在完全模式下，应注意各个任务的优先级配置在最小模式下，各个任务没有优先级规定，各任务只能在时间片定时器的控制下并行执行。
键盘程序图键盘程序流程图本设计采用了行列式键盘，并运用程序查询法来获得键值。
通过按键输入零序电流的设定值，存入个变量中，边同设计是个行列的非编码键盘，其中有个为键。
在没有任何键按下时，所有开始初始化键盘扫描有键按下调用去抖子程序找到闭合键按键松开根据扫描码查找键值发送键值结束键盘列线上的信号都是高电平。
当有按键按下时，就会出现键的识别防止抖动以及确定键码等系列问题。
按键识别有各种方法，此系统只扫描查询法确定是否有按键按下。
通过口输出到键盘的行线，然后检测键盘的列线信号。
若没有键按下，则为。
若有任个按键按下，则有条列线为，也就是当列值不为时，就表示有键按下。
通过行扫描确定已按键的行列位置。
所谓行扫描就是依次给每条行线输入信号，而其余各行都输入，并检测每次扫描时所对应的列信号。
只有在行上有键按下时，在这行上输入其他行为，在列输出上才能检测到信号。
若是输入为的这行上没有按键按下，则收到的列信号仍然全是。
因此，只要记下列信号不全为时的端口的值，就能确定以按键的位置。
这样，通过行扫描，就可以确定按键的行列坐标。
再将扫描到的按键值存到个变量中，同时查询按键的扫描码，找出对应的键值，实现按键的扫描。
确定是否有多键同时按下。
有时次按下的键不止个，这在般情况下是由于误操作引起的，是不应该出现的通常称为窜键。
出现这种情况时，就可能有不止次会得到列信号不为全，这时就不容易判断哪个键是真正需要按下的。
为了处理这种情况可采取两种办法是行扫描定是扫到最后行才结束，而不是检测到列信号不为全时就结束，以便发现窜键二是如果出现了窜键，最简单的处理办法就是这次行扫描不算，再来遍，即以最后放开的那个键为准。
实际上，由于扫描的速度很快，真正找到两个键同时按下的情况是很少的。
消除键抖动。
般按键在按下的时候有抖动的问题，即键的簧片在按下时会有轻微的弹跳，需经过个短暂的时间才会可靠地接触。
若在簧片抖动时进行扫描就可能得出不正确的结果。
因此，在程序中要考虑防抖动的问题。
最简单的办法是在连续次不变的按键扫描值可确认为个稳定的按键动作，达到消除抖动的目的。
转换程序转换程序设计包括依据时序图进行的转换器的初始化，以及转换函数的编辑，以便于在其他模块中调用转换函数，比如显示程序中要显示转换值时，调用了转换函数。
图时序图图为的工作时序图。
由时序图可看出，置片选为低电平时，选中该芯片，使所有逻辑电路使能。
在的上升跳变时，端的数据移入内部的多路地址移位寄存器。
在第个时钟期间，为高，表示起始位，紧接着输入两位配置位。
当起始位和配置位输入后，选通输入模拟通道，开始进行转换。
转换开始后，先提供个时钟，使选定的通道稳定。
接着输出转换的数据，数据输出时先高位后低位。
输出完转换的数据后，又以最低位开始重新输出遍数据。
当片选变为高电平时，内部所有寄存器清零，输出变为高阻状态。
若要再进行次模数转换，片选需再次由高变为低电平，后面再输入起始位和配置位。
图转换程序流程图开始启动信号选中通道延时个时钟周期产生个时钟信号接收转换结果片选信号置片选信号为结束显示程序显示程序编写时分模块来编写，首先在中将显示的子函数，如显示个整数，显示个字符以及初始化，获取整数长度等程序分别编辑成函数，以便调用，因为显示的有固定文字，键盘输入的数字以及转换值，固定文字直接调用显示子函数完成，对于键盘输入的文字，存储到个变量中，在中编写了不同类型的变量所应调用的函数，从而实现显示。
图显示程序流程图报警程序本设计要求在零序电流过流，传感器短路和断路时产生报警。
零序电流过流报警程序设计方法是通过键盘键入电流设定值，放入个变量中，通过这个变量同转换值进行比较，若过流，则通过置口为来使灯亮传感器短路报警程序方法是先检测转换值，若为则说明电路无电流流入或者传感器短路，此时通过个口输出时钟信号到三极管的集电极，通过设定的电路来模拟交流电流过电感，此时若，说明传感器短路，若≠，则证明原电路无电流。
开始初始化是否为忙单片机向写命令单片机向写数据调用显示子函数显示数据结束接收键盘扫描发送来的信号传感器断路报警程序方法是断路时测量值时相当于直接将电源接到转换输入端，则转换值与电源电压接近，且大于正常情况下的值。
通过以上方法来实现报警程序的设计。
图报警程序流程图开始显示值值≠传感器有电流输入口输出时钟信号值≠电路无电流输入传感器短路报警输入设定值设定值无反应报警较大传感器正常传感器断路过流无过流结束第五章结束语随着电子和计算机技术的发展，越来越多的领域过程设备应用到了计算机自动控制的功能。
应用单片机通过软件来控制测量控制过程已经成为种趋势，加快了自动化的步伐。
本文应用单片机作为控制核心，组合了显示电路键盘输入电路零序电流的采集和故障检测装置整流放大电路转换电路，实现了工频零序电流的检测，以及在传感器故障和零序电流过流时产生报警。
本系统控制灵活，简单方便，制作成本低。
同时也有不足的地方由于的限制，不能完整的现实电流互感器对零序电流的检测，只能用个电感代替整流电路比较简单检测精度不够精确程序编辑方法不够理想，造成程序的繁琐，以及元器件的浪费。
这都是由于本人水平有限，对单片机的学习不够，实践动手编程能力太差造成的，今后要加深学习。
致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及起做设计的同学们的支持，想要完成这个设计是很苦难的。
在这里首先要感谢我的导师洪建老师。
洪老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料，设计草案的确定和修改，到中期检查，后期详细设计，仿真图以及程序的编译与调试等整个过程中都给予了我悉心的指导。
我的设计中有很多，但是洪老师仍然细心地纠正论文中的。
除了敬佩洪老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我
毕业论文：工频电零序电流检测与故障保护装置设计
