基于单片机的电流电压测量系统设计

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1、基于单片机的电流电压测量系统设计摘要：本次设计所提供的是基于单片机的电压电流测量系统软硬件的设计。电学参量测量技术设计范围广，能应用的领域也十分广泛。随着电子技术的发展，在数字化、智能化、科技化为主的今天,数字电压、电流表以成为电压、电流表设计的主要方向，并且有非常重要的地位。关键词：单片机，应用领域，设计Abstract:ThedesignisprovidedbySCM-basedvoltageandcurrentmeasurementsystemhardwareandsoftwaredesign.Electricalparametermeasurementtechniquesd

2、esignedawiderangeofapplicationareascanbeveryextensive.Withthedevelopmentofelectronictechnology,indigital,intelligent,technology-basedtoday,thedigitalvoltagemetertoavoltage,currentmeterdesignofthemaindirection,andthereisaveryimportantposition.Keywords:MicroControllerUnit,Applications,Devise33目录

3、1前言21.1电子测量概述21.2数字电压表的特点31.3单片机的概述32系统方案的选择与论证42.1功能要求42.2系统的总体方案规划52.3各模块方案选择与论证52.3.1控制模块52.3.2量程自动转换模块62.3.3A/D转换模块62.3.4显示模块62.3.5通信模块73系统的硬件电路设计与实现73.1系统的硬件组成部分73.2主要单元电路设计83.2.1中央控制模块83.2.2量程自动转换模块93.2.3A/D模数转换模块133.2.4显示模块153.2.5通信模块153.2.6电源部分164系统的软件设计174.1软件的总体设计原理174.1.1A/D转换程序设计18

4、4.1.2数字滤波程序设计184.1.3量程自动转换的程序设计205系统调试及性能分析225.1调试与测试225.2性能分析226结束语236.1设计总结236.2设计的心得237致谢词24附录25附录1参考文献25附录2系统总电路图26附录3源程序27331前言1.1电子测量概述从广义上讲，凡是利用电子技术来进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上来说，电子测量是在电子学中测量有关电量的量值。与其他一些测量相比，电子测量具有以下几个明显的特点：①测量频率范围极宽，这就使它的应用范围很广；②量程很广；③测量准确度高；④测量速度快；⑤易于实现遥测和长期不间断的测量，显示方式又可以做到清

5、晰，直观；⑥易于利用计算机，形成电子测量与计算技术的紧密结合。随着科学技术和生产的发展，测量任务越来越复杂，工作量加大，测量速度测量准确度要求越来越高，这些都对测量仪器和测试系统提出了更高的要求。微机的出现为解决上述问题提供了条件。利用微机的记忆，存储，数学运算，逻辑判断和命令识别等能力，发展了微机化和自动测试系统。近年来微机和大规模集成电路发展很快，价格大幅下降，同时在测试系统中还解决了通用接口母线标准化问题，使微机化仪器和自动测试系统得到了很大发展，正改变着电子测量的面貌。1.2数字电压表的特点1.读数直观、准确电压表的数字化，是将连续的模拟量(如直流电压)转换成不连续的离散的

6、数字形式并加以显示。这有别于传统的以指针与刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉疲劳。2.显示范围宽、分辫力高指针表的分辫力，是由刻度盘的细度表达的，刻度盘在一定条件下无法分得很细，太细了视觉分辫也很困难，而数字显示的电压表，目前可以做到从2（1/2）到10（1/2）。3.输入阻抗数字电压表的输入阻抗可高达(1~10000)M。输入阻抗越高，所吸收被测信号的电流就越小，所带来的附加误差极小，可以忽略。4.集成度高、功耗小、抗干扰能力强由于CMOS技术的发展，集成电路的功耗变得很小，即发热量很小，这样就可以在同一块芯片上集成更多的元件，形成大规模或超大规模集成电路。这给制造业带

7、来了飞跃，不仅仪表小巧而功能齐全，其他如手机、袖珍电脑等也得以诞生。目前双积分或多重积分的A/D转换器构成的数字电压表，由于在积分过程中可将干扰信号部分或全部抵消掉，其串模抑制比可达100分贝，共模抑制比可达120分贝。335.可扩展能力强直流数字电压表本身可以扩展成交流电压表、交直电流表、峰值表、功率表等，还可以附加智能化。例如:计算、保持、比较数字、设定时间，设定上、下量限及自动控制等多种功能。1.3单片机的概述单片机就是在一块半导体硅片上集成了微处理器（CPU）