基于单片机的简易交流采样

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1、基于单片机的简易交流采样摘要：随着电力系统的快速发展，电网容量不断增大，结构日趋复杂，电力系统中实时监控、调度的自动化显得尤为重要，而电力参数的数据采集又是实现自动化的重要环节，如何快速准确地采集系统中各元件的电参数（电压、电流、功率、频率等）是实现电力系统自动化的一个重要因素。基于此，此次设计采用单片机AT89C52实现电力监控系统的交流采样,即系统采集的是交流电压和电流，不需变送器进行交直流转换。模数转换器ADC0809对三相交流电压和电流分时进行模数转换，把得到的数字量送单片机进行数据处理，然后通过LED

2、数码管显示电压和电流的实时值。关键词：AT89C52单片机；电力参数测量；交流采样；模数转换器目录摘要……………………………………………………………()1概述…………………………………………………………..(2)1.1题目的意义.........................................................................（2）1.2组员所做的工作情况………………………………………（2）1.3系统的主要功能……………………………………………….（2）2硬件电路设

3、计及描述………………………………………（3）2.1方案的选择背景及设计思想……………………………….（3）2.2原理框图及各功能单元之间的逻辑关系…………………..（4）2.3系统工作原理………………………………………………..（4）2.4原理电路图及各元器件之间的实际连接关系………………..（5）2.5元器件清单列表…………………………………………….（5）3软件设计流程及描述………………………………………（6）3.1系统模块层次结构图……………………………………….（6）3.2程序流程图…………………………

4、…………………………（8）3.3源程序代码…………………………………………..（9）4系统组装调试…………………………………………………（13）5总结……………………………………………………………….（13）参考文献……………………………………………………………（14）概述1.1题目的意义在微机技术发展初期，电力监控系统普遍采用经过变送器的直流采样方法，即经过变送器整流后的直流量。这种方法软件设计简单，对采样值只需作一次比例变换即可得到被测量的数值，因而采样周期短。由于以上特点，该方法在微机应用初期得到了广泛的

5、应用。但经过变送器的直流采样方法存在一些问题，如测量精度直接受变送器的精度和稳定性的影响，设备复杂，监控系统造价高等。随着科技的发展，仪器仪表的发展更新越来越进步。作为工业自动化技术工具的自动化仪表与控制装置，在高新技术的推动下，正跨入真正的数字化、智能化、网络化的时代。微机技术的发展，使微机系统主频提高，指令功能变强，模数转化芯片技术的提高，成本的降低，使得交流采样的运用成为可能。由于交流采样去掉变送器，按一定的规律对被测量的瞬时值进行采样，用一定的算法求得被测量，即用软件的功能代替硬件的功能，从而降低了系统

6、造价。所以，研究运用交流采样技术实现电量的数据采集具有很大的意义。1.2组员所做的工作情况姓名学号负责事宜王静雅10807040426资料搜集、电路板的焊接系统调试周航10807040437资料收集、源程序的修改系统组装李博10807040409资料收集、绘制原理图1.3系统的主要功能a)利用电压电流互感器和AD转换芯片采集交流电压电流信号b)轮流显示三相电压电流c)系统工作符合一般交流采样要求2硬件电路设计及描述2.1方案的选择背景及设计思想根据采样信号的不同，可以分为直流采样和交流采样两大类。所谓直流采样是

7、把交流电压、电流信号转化为0～5V的直流电压，这种方法的主要优点是算法简单，便于滤波，但是由于其投资较大，维护复杂，无法对信号进行实时采集，因而在电力系统中的应用受到了限制。交流采样是把交流量转化为±5V（或0～5V）的交流电压进行采集，交流采样实时性好、相位失真小、便于维护，随着计算机和集成电路技术的发展，交流采样原有的困难如算法复杂、提高精度难、对A/D的速度要求高等已逐步得到克服。交流采样法具有响应速度快、投资省、工作可靠和维护简单等优点。交流采样方法主要有同步采样、准同步采样和异步采样。同步采样的具体作

8、法是将信号的一个整周期(或多个周期)进行均匀离散,在每一离散点处取其瞬时值。如被测信号频率有偏移,常利用锁相环电路或过零检测环节以保证采样同步。同步采样对采样速率N及采样周期的选择既要满足采样定理的要求，又要满足实时处理的要求。同步采样中由于N次均匀采样间隔h之和很难与一个周期T或m个周期mT严格相等，它们之间的差异d＝hN－mT，称作同步误差。在实际测量中，很小的同步误差也会产生较大