基于8031的BDJ-3A三相功率電能表控制

8031單片機以其可靠性高、體積小、價格低、功能全等優點，廣泛地應用于各種智能儀器中，這些智能儀器的操作在進行儀器校核以及測量過程的控制中，達到了自動化，傳統儀器面板上的開關和旋鈕被鍵盤所代替，測試人員在測量時只需按需要的鍵，省掉很多煩瑣的人工調節，智能儀器通常能自動選擇量程，自動校準。有的還能自動調整測試點，這樣不僅方便了操作，又提高了測試精度。

BDJ-3A三相標準功率電能表就是一種為了滿足高精度功率，電能測量而設計的新型智能化儀表，儀表由功率——頻率轉換部分和專用微型計算機部分組成，功率——頻率轉換部分采用了電流自平衡原理的時分割乘法器和電流頻率變換器。具有精度高，線范圍寬，功率因素特性好，滿度和零點穩定等優點，計算機部分由8031單片機等芯片組成，由它控制儀表數字部分的工作，進行誤差運算，計數顯示和實現智能化功能、儀表結構合理、集成度高、穩定可靠，外表親輕巧美觀，即適合于實驗室使用，又可攜帶現場檢測和校驗。

二、技 術 指 標

1.電壓量程Un 3*100V（可擴展200V/400V）
2.電流量程In 3*5（可擴展0.2/1A/10A/20A）
3.測量頻率范圍 45—65HZ
頻率變化影響 45—65HZ范圍內0.05%
4.輸入電壓范圍 0.9—1.1Un
電壓變化影響 0.9—1.1Un范圍內0.05%
5.輸入電流范圍 0.05—1.1In
輸入阻抗：Ri
Un/Ri、100V/50KΩ、200V/100 KΩ、400V/200 KΩ
In/Ri、1A/0.2Ω、5A/0.1Ω、10A/0.05Ω、20A/0.025Ω
6.三相額定功率下的輸入脈沖頻率（5V矩形波）
FH=30KZ FL=3HZ
7.溫度影響：10—30℃范圍內0.05%℃
標準環境：溫度20±2℃，相對濕度不大于80%
8.工作電源：220V±10%，50HZ
9.外觀：體積400*280*99mm∧3、重量約8KG

10.基本誤差：

三.工 作 原 理

在BDJ-3A中，8031與2764程序塊合用擴展為8K程序存儲系統，其線路圖如下：

因8031芯片內沒有程序存儲器，因此它在應用中與程序塊2764連用。8031P0口外接一個地址鎖存器 ，8031訪問外部程序存儲器時，低8位地址由P0輸出，并由ALE信號（-П-）鎖存到地址鎖存器中，地址鎖存器輸出地址信息AB 0∽7 接到2764的地址線A0∽A7上，P2口輸出地址信息高8位，P2.0∽4輸A21∽25，接到2764的A22∽25，P24∽27，AB12∽15接址直譯碼器，譯出選擇線0∽N分別連續接到2764的CE（0）、 CE（N）8031的外部程序存儲器 ；選通信號線PSEN接2764（0）2764（N）的數據允許輸出端OF。8031的P0連接到 址鎖存器的輸入端和2764的數據線D0D7上，8031通過十六位的地址線能對外部64K字節程序存儲器 和64K字節的數據存儲器尋址，因為程序存儲器EPROM用8031的PSEN信號選通，而數據存儲器RAM用8031的讀信號RD和寫信號WR選通的，在CPU取指令周期，P2口和P0口輸出的是程序計數器PC的值，8031的外部程序選通信號PSEN，在ALE返回電平后發生負跳變，選通外部程序存儲器，由地址線AB015確定外部EPROM中指令字節傳送到P0口供CPU讀取，讀寫信號線WR、RO始終為高電平，即RAM數據存儲器不會被 選通，而在8031訪問外部RAM數據存儲器的周期內，認得（或WR）發生負跳變，程序選通信號，PSEN始終為高電平，CPU只和外部RAM傳送數據，EPROM沒有被選通。

由下圖可看出，輸入的電壓，電流經過有源補償的電壓互感器、電流互感器后進入分割乘法器，相乘后得到了與輸入功率成正比的電流信號（儀表有相同的三套功率電源變換電路），送入電流—頻率變換器轉換成與輸入功率成正比的脈沖信號，變換輸出的頻率在三相額定輸入時可達30KHZ，因此作功率測量時有足夠高的分辯率，作功率和電能測量時，將信號送至微機部分，由計算機精確地計數和運算，求出結果后，送數碼顯示，在作電度表校驗時，計算機除接收功率脈沖外，還接收來自光電頭電路的轉數信號，當被校表轉夠額定圈數時，根據累計電能和預置的參數，計算相對誤差并數碼管顯示，同時立即開始下一次校驗，因此在電度表校驗時，數碼管不斷地顯示每次校驗的相對誤差 ，可根據所顯示的誤差值連續調整被校表，直至誤差小于規定值為止。

BDJ—3A的工作原理方框圖如下：