基于单片机的智能多功能电参数测试仪的设计

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1、中北大学信息商务学院毕业设计说明书基于单片机的智能多功能电参数测试仪的设计基于单片机的智能多功能电参数测试仪的设计摘要：随着各种精密仪器的快速发展，我们对电能的要求也越来越高。要实现电能的精确处理，首先必须快速准确地采集系统各部件的电气参数（电压、电流、功率等）。功率因数等）。多功能电参数测量仪可以构成具有多个电能参数的综合仪器，只有一个仪器可以完成电压、电流、相位、功率、功率因数等功能，它能真实、准确地反映电力系统的电能质量。本设计以51单片机为基础。屯参数测试设计，采样电路得到的信号经过放人、整流等处理以后，再经过A/D

2、转换输入到51单片机，通过单片机数据处理以后经由外部LCD显示出来，从而实现对各个电参数的测量与显示。关键词：电参数测量仪；数字信号处理器；数据采集；51单片机BasedOnThePrincipleOfMulti-chipDesignMeasuringInstrumentAbstract:Withtherapiddevelopmentofvariousprecisioninstruments,ourdemandforelectricalenergyisalsoincreasing.Toachieveaccurateproce

3、ssingofelectricalenergy,itisfirstnecessarytoquicklyandaccuratelycollecttheelectricalparameters(voltage,current,power,powerfactor,etc.)ofeachcomponentinthesystem.Thisdesignisbasedon51single-chipelectricalparametertestdesign,thesignalobtainedbythesamplingcircuitafter

4、amplification,rectificationandotherprocessing,andthenthroughtheA/Dconversioninputtothe51single-chip,anddisplaythroughtheexternalLCDafterthesingle-chipdataprocessing,soastoachievethemeasurementofvariouselectricalparametersanddisplay.Keywords：Electricalparametermeasu

5、ringinstrument；DigitalSignalProcessors;DataAcquisition;51Microcontroller目录摘要IAbstractII1绪论11.1课题的研究背景12电参数测量的理论依据22.1交流电流、电压有效值的测量22.2两相间相位差的测量32.3单相有功功率、无功功率、视在功率的测量32.4三相有功功率的测量42.5功率因数的测量43方案及硬件电路设计53.1信号采集电路72.1.1电压信号采集电路73.1.2电流信号采集电路93.2整形电路设计102.3A/D转换电路103.

6、3.1A/D转换电路的介绍103.3.2A/D转换电路的步骤103.3.3A/D转换电路分类113.3.4A/D转换接口工作方式162.3.5ADC的主要性能参数及芯片选用172.474LS138译码器192.5A/D转换电路213.6显示电路设计223.6.1数码管的介绍223.6.2数码管结构243.6.3驱动方式243.6.4适用范围253.6.5恒流驱动与非恒流驱动对数码管的影响253.7CD4511263.7.1引脚功能263.7.2工作范围273.7.3真值表273.7.4使用方法273.7.5锁存功能293.8

7、通信接口电路303.8.1RS485特点303.8.2接口303.8.3RS485功能303.8.4RS-485通信电路314系统软件设计334.1程序模块的划分334.2结构化程序的设计方法334.3软件模块334.3.1主程序流程图334.3.2数据采集子程序344.3.3数据处理程序352.3.4A/D转换程序364.3.5数码管显示372.3.6RS485375总结与展望39参考文献40致谢42附录A431.1课题的研究背景随着生产的发展及社会的进步，电力在生产、生活中的重要也越来越明显。我们可能对电力质量感到满意，

8、但毫无疑问，工厂、办公室、医院和其他公用事业公司现在依靠高质量的电力来确保他们的电子电气设备的正常工作。特别是在电力系统和工矿企业屮，电压表、钳位电表、相位计、频率计、频谱分析仪等仪器得到了广泛的应用⑴。传统的电气仪表，无论是数字的还是模拟的，一般都放在肓流电流、肓流电压、交流电流、交流电