基于AT89C51单片机的用电故障控制系统的实现

　　电子发烧友网：本文创新点在于用8051单片机实现了一个多功能用电故障控制器，具有字符提示和语音提示功能，改变厂目前漏电保护器和过载保护器功能单一，故障出现时没有任何提示等缺点。

　　1 摘要

　　对于电网短路和线路故障检测保护已有不少研究。市面上的电器短路、过载、超压的保护器功能单一。容易损坏，没用提示功能，不够人性化。但随人们生活水平的不断提高。用电设备也不断增加，产生了肓目用电现象。这给人们造成极大的安全隐患。其中危害性最大的用电故障有三种：输入电压过高、室内线路严重过载、用电器短路。本文设计的单片机AT89C5l用电故障控制系统的目的就是为了防止这三种故障带来的危害。

　　2 硬件组成

　　单片机用电故障控制系统的硬件分别是：由降压变压器、2个相瓦串联的感应线圈、升压变JK器、电磁开关、5V稳压电源、超压过流信号获取比较电路、可编程接门扩展芯片8255、HD44780字符液晶显示模块、ISD2650语音芯片。扬声器和电容电阻等元器件组成，系统使用一片805l为控制芯片。控制和提示系统的基本电路如图1所示。

　　图1 单片机用电故障控制系统原理图

　　3 工作原理

　　3.1 获取故障检测电压

　　由电磁学理论得，通电导线周嗣有电磁场产生。在供电的电线旁安置两个串联的电磁感应线圈(形状为矩形)来获取由导线电流变化产生的信号电压。

　　由文献中得，感应线圈电压计算公式为：

　　

 

　　其中，μ0为真空磁导率，W为交流电的角频率，Im为用户总线的最大额定电流(可变值)，N感应线圈的总匝数，l为感应线圈的长。d为感应线圈距导线的距离。a为感应线圈的宽。