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图2-2 波形图
在软件处理上,只需调用一次8位乘法子程序及一次8位除法子程序,即可求得工频。
2.工频电压、电流相位差及功率因数的测量
硬件按图所示,图所示的各点波形。其中,UV为正交流电压,UI为同一相正电流变换成的电压波。
图2-3 硬件电路
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图2-4 各点波形图
由于同一相内U1和UV之间的有超前滞后两种情况,且相位差均小于900,故图分析了U1滞后于UV的情况,对于U1超前UV,分析结论亦相同。由波形可见,U-I的相位差所允许的时间Tф=10ms-T
因为:
ф/Tф=3600/20MS 所以: ф=360/20Tф=18Tф
因此，只要测出T的时间，求出TΦ，再按上式计算出Φ，TΦ，COSΦ亦可随之求出。
8051内部的16位定时器在6MHZ的晶振时，每80μm加1，故可用来测定T的时间。若定时器1LSB角度对应一个角度Φ，，则，即Φ，=1.44。。所以，只要求出TΦ=7DH-T（T为定时器读出的计数值），再乘以1.44。，即为Φ的实际相位角。 软件处理时采用了两个措施：
1.用F0标志指示U-I之间超前、滞后关系，当F0=1时，I滞后于U1，显示程序中送“-”段码指示。F0=0时，I超前于U，显示程序中送“0”段码指示。
2.在8031查表功能程序存储器中，安排TΦ-Φ及TΦ-COSΦ对照表，配和查表
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2013-4-5 指令MOVP3A，@A，有TΦ直接查出对应的ф及COSΦ值。
(2) 利用单片机8051实现的高精度测频仪，其特点是：(1)测量精度高。且在同一闸门内，各被测频率的测量精度相等；(2)闸门时间在0.01s一10s间任意设置；(3)测频范围宽，Fx=0.1Hz—l00 MHz；(4)运算速度高，通过特殊酌定点数运算代替浮点数运算，运算中保留4字节有效数字；(5)显示软件通过浮动小数点的位置显示8位二进制有效数字；(6)具有连续显示功能，通过合理选择T。的工作模式及测频中复用T u中断，运算时开放T。中断使显示值呈连续状态。
805l单片机内有2个独立的16位定时器／计数器T。、Tl，可被编程为4种工作方式。将T。设置为定时器对基准频率计数，基准频率取为内部机器周期信号Tcy(Tcy＝(1/12)fosc，fosc取为12MHZ)；Tl设置为计数器，对被测频率Fx计数。T0和T1均工作于门控方式。它们都D触发器进行控制。
测频时先置位P1.7，使TD＝1，预置门打开，在其后第一个Fxl脉冲的上升沿D触发器Q端置1，TQ＝1，同步门打开，T。、T、分别开始对FCY、Fx1汁数，当T0计数值等于预置门时间时复位P1.7，关闭预置门，在其后第一个FX1脉冲的上升沿Q端复位，同步门关闭。若T0和T1在同步门内的计数值分别为N0和N1时，则被测频率FX1为：
FX1=（N1/N0）F CY （1）
图2-6 测频时序
系统软件的主要任务为；接收键入的预置门时间；对FX粗测以判断是否需要分频；设置合理时序对Fx等精度测量、调整、运算双计数器计数值、显示测量结果等。
初始化 调键盘程序 调测试程序 15
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调数据处理程序 调显示程序 图2-8 系统软件流程
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