变电站数据采集装置的硬件电路设计涉及到电力系统监控的关键技术，它要求对现场的电压、电流等参数进行准确、实时的测量和处理，以确保电网的安全、稳定运行。本篇论文提出了基于80C196KC单片机的数据采集系统设计方案，该系统由多个功能模块组成，能够满足变电站对实时性和精确性的高要求。
变电站是电网中线路的连接点，起到变换电压、变换功率和分配电能的作用。随着国民经济的迅速发展，电力工业装机容量和用电量大幅度增加，电网不断扩大，因此对用电质量和可靠性要求也越来越高。变电站的监视控制系统是保证变电站安全、可靠、经济运行的重要组成部分，数据采集系统作为监视控制系统的核心部分，承担着采集现场电量参数并进行分析处理的重要任务。
本系统的设计采用80C196KC单片机作为核心处理器，集成了CPU和各种接口电路于一体。80C196KC的高性能体现在其内部集成了时钟发生器、I/O端口、A/D转换器、PWM脉宽调制器、串行口、定时/计数器、监视定时器、高速输入/输出器等，能够提供处理速度的提高和集成的抗干扰能力。此外，系统硬件电路包括电流、电压输入电路（滤波、放大）、键盘、结果显示电路、存储器扩展电路、与上位机的接口电路等。
在信号处理方面，被测的三相交流电压、零序电压和三相交流电流、零序电流信号经过互感器隔离变换和输入电路的处理，调整为适合A/D转换器电压输入范围内的相应电压信号。再通过采样/保持器进行采样和保持，输入到A/D转换器转换为相应的数字量。微处理器则利用这些数据计算出电压、电流有效值和有功功率，以及其他电参量。
系统采用逐次逼近型A/D转换器实现同步采样。软件同步采样方法中，通过固定采样点数方案确定采样间隔，并用定时中断方式发出同步脉冲以实现同步采样。这对于交流信号的测量至关重要，因为如果不能保证信号的同步采样，将导致计算功率大小、相位等参数时出现较大误差。为了实现信号的同时采样，系统采用8路采样保持器，并由单片机的高速输出口同时控制其选通。
在系统扩展和通信方面，单片机外围扩展电路包含键盘输入电路、液晶显示电路和串行通讯接口电路。这些扩展电路能够实现参数的输入、数据显示、测量结果的切换显示以及远距离通信等功能。
变电站数据采集装置的硬件电路设计是一个复杂的系统工程，它需要考虑电路设计的实时性、精确性、抗干扰能力以及数据处理能力。本文所描述的设计方案，通过使用80C196KC单片机和相应的外围电路模块，构建了一套能够满足变电站数据采集需求的硬件系统。此系统不仅能够提供准确的测量数据，还能进行科学的分析和判断，从而为变电站的安全、稳定运行提供技术支持。
