基于8031的BDJ-3A三相功率电能表控制

8031单片机以其可靠性高、体积小、价格低、功能全等优点，广泛地应用于各种智能仪器中，这些智能仪器的操作在进行仪器校核以及测量过程的控制中，达到了自动化，传统仪器面板上的开关和旋钮被键盘所代替，测试人员在测量时只需按需要的键，省掉很多烦琐的人工调节，智能仪器通常能自动选择量程，自动校准。有的还能自动调整测试点，这样不仅方便了操作，又提高了测试精度。

BDJ-3A三相标准功率电能表就是一种为了满足高精度功率，电能测量而设计的新型智能化仪表，仪表由功率——频率转换部分和专用微型计算机部分组成，功率——频率转换部分采用了电流自平衡原理的时分割乘法器和电流频率变换器。具有精度高，线范围宽，功率因素特性好，满度和零点稳定等优点，计算机部分由8031单片机等芯片组成，由它控制仪表数字部分的工作，进行误差运算，计数显示和实现智能化功能、仪表结构合理、集成度高、稳定可靠，外表亲轻巧美观，即适合于实验室使用，又可携带现场检测和校验。

二、技 术 指 标

1.电压量程Un 3*100V（可扩展200V/400V）
2.电流量程In 3*5（可扩展0.2/1A/10A/20A）
3.测量频率范围 45—65HZ
频率变化影响 45—65HZ范围内0.05%
4.输入电压范围 0.9—1.1Un
电压变化影响 0.9—1.1Un范围内0.05%
5.输入电流范围 0.05—1.1In
输入阻抗：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
6.三相额定功率下的输入脉冲频率（5V矩形波）
FH=30KZ FL=3HZ
7.温度影响：10—30℃范围内0.05%℃
标准环境：温度20±2℃，相对湿度不大于80%
8.工作电源：220V±10%，50HZ
9.外观：体积400*280*99mm∧3、重量约8KG

10.基本误差：

三.工 作 原 理

在BDJ-3A中，8031与2764程序块合用扩展为8K程序存储系统，其线路图如下：

因8031芯片内没有程序存储器，因此它在应用中与程序块2764连用。8031P0口外接一个地址锁存器 ，8031访问外部程序存储器时，低8位地址由P0输出，并由ALE信号（-П-）锁存到地址锁存器中，地址锁存器输出地址信息AB 0∽7 接到2764的地址线A0∽A7上，P2口输出地址信息高8位，P2.0∽4输A21∽25，接到2764的A22∽25，P24∽27，AB12∽15接址直译码器，译出选择线0∽N分别连续接到2764的CE（0）、 CE（N）8031的外部程序存储器 ；选通信号线PSEN接2764（0）2764（N）的数据允许输出端OF。8031的P0连接到 址锁存器的输入端和2764的数据线D0D7上，8031通过十六位的地址线能对外部64K字节程序存储器 和64K字节的数据存储器寻址，因为程序存储器EPROM用8031的PSEN信号选通，而数据存储器RAM用8031的读信号RD和写信号WR选通的，在CPU取指令周期，P2口和P0口输出的是程序计数器PC的值，8031的外部程序选通信号PSEN，在ALE返回电平后发生负跳变，选通外部程序存储器，由地址线AB015确定外部EPROM中指令字节传送到P0口供CPU读取，读写信号线WR、RO始终为高电平，即RAM数据存储器不会被 选通，而在8031访问外部RAM数据存储器的周期内，认得（或WR）发生负跳变，程序选通信号，PSEN始终为高电平，CPU只和外部RAM传送数据，EPROM没有被选通。

由下图可看出，输入的电压，电流经过有源补偿的电压互感器、电流互感器后进入分割乘法器，相乘后得到了与输入功率成正比的电流信号（仪表有相同的三套功率电源变换电路），送入电流—频率变换器转换成与输入功率成正比的脉冲信号，变换输出的频率在三相额定输入时可达30KHZ，因此作功率测量时有足够高的分辩率，作功率和电能测量时，将信号送至微机部分，由计算机精确地计数和运算，求出结果后，送数码显示，在作电度表校验时，计算机除接收功率脉冲外，还接收来自光电头电路的转数信号，当被校表转够额定圈数时，根据累计电能和预置的参数，计算相对误差并数码管显示，同时立即开始下一次校验，因此在电度表校验时，数码管不断地显示每次校验的相对误差 ，可根据所显示的误差值连续调整被校表，直至误差小于规定值为止。

BDJ—3A的工作原理方框图如下：