第五章电力变压器直流电阻测验仪的硬件规划和软件规划
根据上一章所提出的助磁法结合恒流源的改善办法，本论文运用单片机进行了体系规划来完结电力变压器直流电阻的快速丈量。
5.1电力变压器直流电阻测验仪的硬件规划
5.1.1体系全体结构
本设备以80C196单片机为中心组成单片机操控单元，经过数据存储器和I/O口扩展，完结测验与操控功用。本测验体系的整体结构如图5-1所示
电源部分是经过一个开关电源发生单片机作业电源+5V和±12V，其间，继电器作业电源+12V由变压器降压，整流桥整流发生。键盘只要四个按键，经过按键来完结功用挑选，完结测验、存储和打印功用。测验成果经过LCD显现输出。
单片机操控单元首要由80C196单片机为中心，外部扩展程序存储器EPROM27128，数据存储器RAM6264和E2PROM2864，译码电路由两片74LS138完结。地址锁存由74LS373完结。I/O口扩展由一片8255完结，完结对打印机的操控，输出继电器的操控，键盘的输入和液晶显现的操控。
恒流源电路首要由恒流源的采样电路、比较电路等，将交流电经过整流桥将交流电变为直流电，经电流调整和电流反应，最终完结0.1A~10A规模的稳流输出。
丈量回路首要由恒流源输出安稳电流直接经过电力变压器绕组，不接入规范电阻（将串入电阻用继电器短接），丈量充电电流，当充电电流到达设定值时将继电器断开，将电阻串入丈量回路中。为了确保单片机供电安稳性，继电器操控电源独自供电。
因为绕组电感的存在，剩余电流对运用者和测验设备将构成威胁，因而有必要有电流放电回路，电流放电回路由放电电阻和一个反向二极管构成，充电时二极管关断，电源对绕组充电，断电时二极管导通，绕组经过二极管和放电电阻放电。
5.1.2单片机操控单元电路
80C196单片机特别适用于各类主动操控体系，如工业进程操控体系，伺服体系，分布式操控体系，变频调速电机操控体系等，还适用于一般的信号处理体系和高档智能仪器，以及高功能的核算机外部设备操控器和办公主动化设备操控器，和MCS-51系列比较，80C196单片机在以下几个方面进步了功能：CPU中的算术逻辑单元不选用惯例的累加器结构，改用寄存器-寄存器结构CPU的操作直接面向256字节的寄存器。消除了一般CPU结构中存在的累加器的瓶颈效应，进步了操作速度和数据吞吐才能。
256字节寄存器中24字节是专用寄存器。其他232字节均为通用寄存器，其通用寄存器的数量远比一般CPU的寄存器数量多。这样就有可能为各中止服务程序中的局部变量指定专门的寄存器，免除了中止服务进程中维护寄存器现场和康复寄存器现场所付出的软件开支，并大大便利了程序规划。
有一套功率更高，履行速度更快的指令体系。能够对带符号数和不带符号数操作；16位乘16位指令的履行时间为14个状况周期，32位除16位指令的履行时间为26个状况周期；还有符号扩展，数据规格化（用于浮点核算中）等指令。此外，三操作数指令大大进步了指令功率。
除上述几点外80C196单片机还集成了更为丰厚的外设设备，如时钟发生器，定时器/计数器，规范输入/输出口，全双工异步串行输入/输出口，监督定时器（Watchdog），用于进步体系抗干扰才能，模仿/数字转换器，高速输入/输出器，脉宽调制输出等。
5.1.2.1地址分配与译码电路
80C196具有一个逻辑上彻底一致的寄存器空间，即把程序存储器空间，数据存储器空间及I/O口一致编址，可寻址规模为64KB.因而在运用体系的规划中，应全面考虑程序存储器，数据存储器的容量，占用的地址，I/O端口及其地址，以及其它芯片的扩展，并将它们合理进行组织。本设备所用芯片较多，因而用译码法进行体系扩展，译码电路由两片3/8译码器74LS138构成，如图5-2所示
5.1.2.2外部存储器的扩展
80C196没有片内ROM，在进行运用体系规划时，有必要进行外部程序存储器扩展，以便用来寄存用户程序等。考虑到运用程序的巨细，选用EPROM27128作为程序存储器。在与80C196单片机的扩展衔接中，EPROM的连线首要由三类：地址线，数据线和操控线。如图5-3所示
在80C196单片机中，P4口被用作地址总线，担任传递高8位地址码，P3口作地址/数据总线，当P3﹑P4一起指定地址后，P3还要成为数据总线。EPROM的操控线首要有：片选线﹑输出答应线，片选线直接衔接于Y1和Y2的相与输出，地址为2000H—5FFFH，输出答应线与读选通信号直接相连。当EPROM的片选线为低，该芯片被选通，在读信号有用期间，EPROM输出答应有用，数据总线上为指定某单元的程序代码，在读信号的上升沿出现时，CPU读入这一数据。
80C196单片机内部只要256字节的RAM，其间包括了24字节的SFR（专用寄存器），仓库指针占用了2个字节，数据存储器的容量远远不够，因而需求进行外部数据存储器扩展。本设备选用6264作为外部数据存储器。6264数据线和地址线的衔接与EPROM的衔接办法相同，操控线有两个片选端和读写信号线。两个片选端其间一个CS2接正电源VCC，另一个接片选信号Y3.
E2PROM是电可擦除的可编程只读存储器，它的首要长处是能够主动擦除并能在线改写，且能在断电情况下保存数据，而不需求维护电源。本设备选用2864作为E2PROM，它的衔接办法与RAM的衔接办法相同。
5.1.2.3 I/O扩展电路
80C196单片机I/O口线不多，在本设备中显现器﹑键盘和继电器的操控都需占用口地址，因而有必要进行I/O口的扩展。8255在在单片机运用体系中广泛选用，其内部包括有三个端口，具有三种作业方式，因为它编程挑选，运用灵敏便利，通用性强。在本设备中选用一片8255进行I/O口扩展。电路如图5-4所示
