15 16 17 18 19 RC1 RC0 RA2 RA1 RA0 模拟通道 比较器 模拟通道 比较器 模拟通道 比较器 定时器 中断 模拟通道 比较器 中断 模拟通道 比较器 中断 20 VSS
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地线
第三章 系统组成及工作原理
3.1系统工作原理
变压器温度控制系统以单片机为核心，3路PT100作为传感器将温度信号转换为电信号，经过AD转换后由模拟信号变成数字信号传输给单片机，。单片机根据这些信号向CT1668传输指令控制数码管的显示，同时向继电器传输数字信号控制继电器的开关。整个系统主要包括以下几个模块：温度采集模块，继电器模块，电源模块，黑匣子模块，键盘输入模块，单片机模块。
整个系统使用温度采集模块开采集变压器的三相温度，输出给单片机模块，单片机会对这些输入的温度进行分析、比照四个阈值温度。这四个阈值温度分别是：风机停止温度、风机启动温度、超温报警温度、异常跳闸温度。它们可以通过键盘输入模块进行修改，但是它们必须是依次增大的。当单片机分析完这些温度后，会将不同的数据传输给继电器模块和温度显示模块，来控制温度的显示和外接电路的工作。做到控制和显示的功能。
3.2系统功能
整个变压器温度控制系统应该主要包括以下功能：
一、当电源断电时，黑匣子模块会向单片机输入高电平开启中断保存当前的温度（只有温度高于80℃才保存）。
二、键盘输入功能，4个预设温度可以通过加减来改变。
三、具有三相线包温度的巡回显示和最高相温度显示的切换功能。
四、风机控制功能：可根据设定的开风机温度和关风机温度自动控制风机的开启和关闭，保证干式变压器在正常温度下安全的工作。当三相线包温度中的最高相温度达到设定的开风机温度时，风机开启，同时面板上“风机”指示灯亮。
五、参数查阅设定功能：可通过按键直接查阅、设定开风机温度、关风机温度、超温报警温度、超温跳闸温度。所有设定参数掉电时不丢失。
六、手动风机功能：可手动按键开\\停风机。此功能也可作为测试风机功能使用。
3.3方案比较
在设计整个变压器控制器系统时，设计了两套方案分别是：用PIC16F690单片机为
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核心和MC51单片机为核心的系统设计，以下就2套方案的设计分别作简单介绍并给出对比。
3.3.1 MC51单片机方案的设计
以MC51单片机位核心的系统设计，利用单片机课设中学习过的电桥来采集温度，然后将电桥输出的电压信号经过芯片TL084进行放大后传输给ADC0809（有28个管脚）转换成数字信号传输给51单片机。因为需要对变压器的三相进行测温，所以需要三个同样的温度采集及放大模块。接下来单片机会对传输进来的3相数据进行处理，比较设定的4个门限电压，对于单片机连接的风机。报警电路作出控制，并将三路温度进行显示。最后还有一个键盘来控制来对于设定的门限电压进行设定，这里是通过CT1668的键扫功能来实现的。整个系统的工作原理如图3-1所示：
图3-1 MC51单片机方案系统框图
3.3.2 PIC16F690单片机方案的设计
以PIC16F690单片机为核心变压器温度控制系统的设计，利用3路PT100作为传感器将温度信号转换为电信号传输给单片机，进过单片机内部的AD转换变成数字信号。单片机根据这些信号向CT1668传输指令控制数码管的显示，同时向继电器传输数字信号控制继电器的开关。最后还有一个键盘来对门限电压进行设定，这里也是通过CT1668的键扫功能来实现的。整个系统的工作原理框图，如图3-2所示：
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图3-2 PIC16F690单片机方案系统框图
3.3.3 两个方案的对比
两个方案的设计原理基本一致，但是以MC51为核心的系统设计的温度采集会比较麻烦。每一个温度采集模块都需要一个电桥，一片放大器，一个ADC0809芯片。三相的温度采集，也就是说在温度采集部分前一个方案要比后一个方案多6个芯片。造成这个结果的原因就是因为PIC16F690单片机要比MC51单片机功能更多，PIC16F690本身可以接受模拟信号，在它的内部同时可以有AD转换部分将模拟信号转换成数字信号。这样就省去了放大电路和AD转换，因此第二个方案的外接电路更少，更加方便布局焊接。同时PIC单片机的指令更少，我们对于同样功能的完成，变得更加的简单。
所以，本设计采用了PIC16F690单片机为核心来完成变压器温度控制器系统的设计。下面，将主要介绍有关于PIC16F690单片机位核心来设计变压器温度控制器系统的各个模块。
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第四章 硬件模块
4.1电源模块
电源模块在整个系统中起到特殊的作用，一方面它为系统提供正常工作所需要的电
能；另一方面，它是各种电磁干扰传输的重要通道。因此将电源作为一个独立的模块作简单介绍。
电路的输入时电网输入的交流电网提供的220V、50Hz的正弦电压，输出的是稳定的直流电压。由4个部分组成，分别是：电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路。其原理框图如图4-1所示：
图4-1电源模块原理框图
电源变压器将220V变成12V的交流电，整流电路利用二极管的单向导电性将电源变压器副边交流电压变成脉动的直流电压，但是这种电压含有很大的交流成分，滤波电路将整流电路输出的单向脉动的交流成分滤掉，输出比较平滑的直流电压。稳压电路利用自动调整的原理，使得输出在电网电压波动和负载电流变化时保持稳定。
本变压器温度控制系统需要+12V、—12V、+5V的电压，电源模块采用L7805稳压管稳定5V的电压，正负12V的电压直接由电压器输出。整流的电路是一个电桥，滤波电路采用一个大电容阻隔频率较大的电流。总体来说可以完成设计，缺陷就是12V没有稳压电路，不过影响不大电路可以正常运转，可以减少电路产生的热量，因为稳压管工作会产生很大的热能。电源模块的电路设计图如图4-2、图4-3所示：
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