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1、摘要本论文阐述了功率测量系统的设计思路和具体设计步骤。依据单片机接口技术的原理，以测量功率为主要设计意图。设计和制作一台直流功率表，用于太阳能电池组发电量的统计或其他应用场合。能测量电压、电流、计算实时功率、累计电量，自带时钟，能测量一天内累计电量、记录每分钟电压、电流、输出功率值并通过串行接口可将数据发送至电脑。集测量、显示等功能于一体，设计完整、结构清晰、操作简单。在本设计中，对电路中电压和电流分别进行采样，再经模数转换将模拟量变为对应的数字量，之后可以利用单片机内部程序进行乘法运算就可以得到结果，并
2、通过诺基亚5110液晶屏显示电压和功率。本文详细论述了数字直流功率表硬件电路的组成及程序的编写。利用单片机完成整个测量电路的测试控制、数据处理和显示输出。关键字：直流功率表；AD转换；实时测量；存储AbstractThispaperdescribesthepowermeasurementsystemdesignideasandspecificdesignsteps.Basedontheprinciplesofchipinterfacetechnologytomeasurethepowerofthemain
3、designintent.DesignandproductionofaDCpowermeter,batterypackforsolarpowergenerationstatisticalorotherapplications.Canmeasurevoltage,current,real-timecomputingpower,cumulativepower,comeswithclock,canmeasuretotalpowerwithinaday,recordingeveryminutevoltage,cu
4、rrent,outputpowervaluesthroughtheserialinterfacetosenddatatothecomputer.Setmeasurement,displayandotherfunctionsinone,designacomplete,clearstructure,easytooperate.Inthisdesign,thevoltageandcurrentinthecircuitsamples,andthentheanalog-digitalconversionofthea
5、nalogintoadigitalvaluecorrespondingto,andthroughtheNokia5110LCDscreendisplayvoltageandpower.ThispaperdiscussesindetailthedigitalDCpowermeterhardwarecircuitcompositionandpreparationprocedures.UsingtheMCUtocompletetheentiremeasurementcircuittestcontrol,data
6、processinganddisplayoutput.Keywords:DCpowermeter;ADconversion;real-timemeasurement;storage目录引言11基本理论21.1电功率的数学基础21.2功率的数字测量21.2.1功率测量方法及技术21.3电压的测量31.3.1直接AD转换31.3.2电压的测量方法31.4电流的测量41.4.1电流/电压转换41.4.2低端检流方式41.4.3高端检流方式41.4.4基于霍尔效应的电流检测42设计方案42.1方案设计及比较43电
7、功率测量电路63.1系统框图63.2工作原理63.3电压测量电路63.4电流测量电路73.5电源系统电路83.6单片机及显示电路93.7时钟发生电路114软件系统114.1单片机软件114.1.1软件流程124.1.2AD转换软件滤波程序124.1.3功率计算程序154.1.4数据存储程序164.1.5显示及按键响应程序174.1.6时钟读取204.1.7通信子程序225硬件制作245.1制作PCB板245.1.1Protel99se简介245.1.2绘制PCB图注意事项245.2具体过程265.3硬件制
8、作275.3.1铜板的整修275.3.2热转印275.3.3腐蚀铜板275.3.4打孔275.3.5焊接276系统调试276.1硬件调试276.1.1硬件静态调试276.1.2硬件动态调试286.2软件调试287提高精确度287.1硬件处理287.2软件处理298结论29谢辞30参考文献31附录32引言近年来，随着电子技术、计算机技术和半导体技术的飞速发展，给电力系统测量也带来了巨大的革命。而功率表是用来测量负载功率的仪器，它
