第一章 绪论
1.1选题的意义
电力系统中变压器是一种重要的重要设备：如果长期过载运行，会引起线圈发热，使绝缘逐渐老化，匣间短路、相间短路或对地短路及油的分解；为了保护变压器的正常运转，需要对变压器的三相进行温度检测，对于变压器的温度过高的情况进行风机降温，必要时候温度高时候最好进行跳闸，防止引发重大的电力事故，避免财产的重大损失。
由于变压器在电器设备和无线电路中，变压器常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等作用，电力传输中的电力损耗会有相当一部分在变压器上转化成热能，导致变压器温度升高电力传输带来危险。
变压器温度控制系统通过温度传感器，给单片机传输变压器的三相温度，单片机经过对比预设的正常温度，来控制风机的工作将变压器的温度降低，同时对于温度不是太高的时候，停止风机的工作，防止电力的浪费。这样的设计能够极大的提升变压器的使用寿命。
1.2 变压器的发展趋势
随着中国经济持续健康高速发展，电力需求持续快速增长。2011年全国全社会用
电量4.69万亿千瓦时，比上年增长11.7%，消费需求依然旺盛。人均用电量3483千瓦时，比上年增加351千瓦时，超过世界平均水平。
中国电力建设的迅猛发展带动了中国变压器制造行业的发展。2011年，全国变压器的产量达14.3亿千伏安，同比增长6.86%。2011年，中国变压器制造行业规模以上(主营业务收入2000万元以上)企业有1461家;实现销售额2901.40亿元，实现利润总额166.08亿元，资产规模为2638.40亿元，产品销售利润为339.72亿元。
在早期，人们研究发现在铁中加入少量的硅和铝等元素可以极大的降低磁路损耗，加大磁导率。人们以这种方式的金属来带替铁片制造变压器的变压器铁心。后来随着科技的进步，人们对于节能材料的探索。在80年代的时候出现了非晶态磁性材料，像2605S2，人们用这种材料制造的变压器称为非晶合金铁芯变压器。这种变压器可以极大的降低铁损。
当目前为止随着变压器的大量需求，对于变压器工作中产生大量热能的处理有越来越多的要求，微型单片机的出现几乎就伴随着变压器的发展脚步，随着干式变压器应用领域的不断扩展，温度控制系统的功能也得到不断的完善。人们给变压器的温控系统添
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加了新的功能，温度显示，黑匣子，手动开关风机等功能。
1.3研究内容及实验方案
本设计采用PIC单片机和温度传感器相结合的方式在进行的设计。因为PIC16F8690单片机内部资源丰富，即可以接受电信号也可以接受数字信号，所以用PIC来构成变压器温度控制系统的温度控制部分。整个系统通过温度传感器，给单片机传输变压器的三相温度，单片机经过对比预设的正常温度，来控制风机的工作将变压器的温度降低。包括几个设定的温度：风机停止温度，风机启动温度，报警温度，跳闸温度。几个温度是依次增高的。当当前温度低于风机停止温度时风机停止工作，当温度高于风机启动温度时风机开始工作，当温度达到并慢慢超过报警温度时开始报警，当温度高于跳闸温度时，变压器的电路跳闸，电力传输停止（一般达到这个温度可能是电路有短路）。
整个设计的硬件系统主要包括以下内容：PIC微处理器控制系统；报警模块；传感器测温模块；压缩机控制模块；温度显示模块；PCB设计；系统电源模块。
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第二章 PIC16F690单片机的相关说明
PIC单片机（Peripheral Interface Controller）是一种用来开发和控制外围设备的集成电路（IC）。一种具有分散作用（多任务）功能的CPU。PIC单片机较传统的51单片机更加的小巧，程序指令仅仅只有35条，这是因为PIC单片机可以把计算部分、内存、输入和输出等都做在一个芯片内。所以它工作起来效率很高、功能也自由定义，还可以灵活的适应不同的控制要求，而不必去更换不同的IC。不同型号的PIC单片机的管脚数目不尽相同，PIC16F690只有20个管脚，对比51单片机等更加的小巧。
2.1 PIC单片机和MC51单片机的区别
PIC单片机与MC51等传统单片机有着一定差别不单管脚和指令有却别在硬件结构上和功能也有着一定区别主要区别如下：
(1)总线结构:MCS-51单片机的总线结构是冯-诺依曼型,计算机在同一个存储空间取指令和数据,两者不能同时进行;而PIC单片机的总线结构是哈佛结构,指令和数据空间是完全分开的,一个用于指令,一个用于数据,由于可以对程序和数据同时进行访问,所以提高了数据吞吐率。正因为在PIC单片机中采用了哈佛双总线结构，所以与常见的微控制器不同的一点是：程序和数据总线可以采用不同的宽度。数据总线都是8位的，但指令总线位数分别位12、14、16位。
(2)流水线结构:MCS-51单片机的取指和执行采用单指令流水线结构,即取一条指令,执行完后再取下一条指令;而PIC的取指和执行采用双指令流水线结构,当一条指令被执行时,允许下一条指令同时被取出,这样就实现了单周期指令。
(3)寄存器组:PIC单片机的所有寄存器,包括I/O口,定时器和程序计数器等都采用RAM结构形式,而且都只需要一个指令周期就可以完成访问和操作;而MCS-51单片机需要两个或两个以上的周期才能改变寄存器的内容。
2.2 PIC16F690的简介
PIC16F690单片机不同于51单片机内部有数模转换器，所以可以接受模拟信号。该单片机内部有个时钟震荡模块产生时序信号不必像51单片机添加晶振来产生时序信号。PIC16F690单片机具体的模块如图2-1所示：
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图2-1 单片机原理框图
2.1 PIC16F690的管脚介绍
PIC16F690共有20个管脚，它的每个管脚都有着好几个功能，比MC51单片机管脚
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功能更加的复杂。其管脚图如图2-2所示：
图2-2 PIC16F690管脚图
对于具体管脚的功能简介，PIC16F690如表2-1所示：
表2-1 PIC16F690管脚功能表 管脚标号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
管脚名称 VDD RA5 RA4 RA3 RC5 RC4 RC3 RC6 RC7 RB7 RB6 RB5 RB4 RC2 5
管脚功能 电源 定时器 中断 定时器 中断 接受模拟信号 中断 ECCP P1B 比较器 P1B 模拟通道 比较器 P1C 模拟通道 模拟通道 中断 中断 模拟通道 中断 模拟通道 中断 模拟通道 比较器 P1D