单片机课设正弦交流信有效值的测量
对50HZ正弦交流信号有效值的测量_单片机
目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................................. I I1.软件介绍 (1)2.设计任务 (3)2.1设计要求 (3)2.2理论分析 (3)3硬件电路设计 (4)3.1有效值测量模块 (4)3.2 A/D转换模块 (6)3.3单片机控制模块 (7)2.4显示模块 (8)3.5总体电路设计 (9)4程序设计 (10)4.1程序框图 (10)4.2源程序 (11)5软件仿真 (16)6心得体会 (18)参考文献 (19)摘要在实际使用中，有效值是应用最广泛的参数，电压表的读数除特殊情况外，几乎都是按正弦波有效值进行定度的。
有效值获得广泛应用的原因，一方面是由于它直接反映出交流信号能量的大小，这对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度、能量转换等是十分重要的；另一方面，它具有十分简单的叠加性质，计算起来极为方便。
本次课程设计以STC89C51单片机为控制核心，利用有效值测量芯片AD736对正弦交流信号的有效值进行测量，测量结果由放大器放大，经TLC549芯片A/D 转换后，由单片机控制LCD液晶显示器显示有效值。
关键字：有效值、AD736、TLC549AbstractIn actual use, the RMS is the most widely used parameters, voltage meter in addition to the special situation, almost all is according to the set of sinusoidal RMS. The cause of the valid values being widely applied, on the one hand, because it is directly reflect the size of the ac signal energy, for the study power, noise, distortion, frequency spectrum purity, energy conversion and so on is very important; On the other hand, it has a very simple superposition nature, extremely convenient to calculate.This course design with the STC89C51 microcontroller as the core, using RMS measurement chip AD736 of sinusoidal ac signal effective value measure, the measured results by the amplifier amplification, after eight bits A/D conversion chip, the LCD display RMS was controlled by single chip microcomputer.Keywords: current effective value, AD736, TLC5491.软件介绍Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。
基于单片机正弦波有效值测量仪表设计
电子系统设计创新与实践设计报告题目：基于单片机正弦波有效值测量仪表设计院（系）：信息科学与工程学院专业班级：电子信息工程学生姓名：学号：同组成员：指导老师：肖洪祥职称：副教授2012年7月摘要在实际中，有效值是应用最广泛的参数，电压表的读数除特殊情况外，几乎都是按正弦波有效值进行定度的。
有效值获得广泛应用的原因，一方面是由于它直接反映出交流信号能量的大小，这对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度、能量转换等是十分重要的；另一方面，它具有十分简单的叠加性质，计算起来极为方便。
本文详细介绍一个正弦波有效值测量仪表设计，以STC89C52单片机为控制核心，由交流电压采集模块，正弦波转方波模块，AD转换模块、显示模块等构成。
系统采用交流电压输入信号，经TLC372比较器和LM358放大器进行信号采集，经过AD0809进行数据采样，然后输入到89C52单片机进行交流电压有效值的计算和测量，加上CD4049进行正弦波转换为方波，输入到89C52单片机进行频率的计算和测量，结果用1602液晶显示正弦波的有效值和频率。
关键词：交流电压有效值测量 AD0809 STC89C52AbstractIn practice, the effective value is the most widely used parameters, voltage meter except in special circumstances, are almost as effective value of sine wave for calibration. Effective value and widely applied reasons, partly because it directly reflects the AC signal energy, the study of power, noise, distortion, frequency spectrum purity, energy conversion is very important; on the other hand, it has a very simple superposition property, calculation is very convenient.This paper describes an effective value of sine wave measuring instrument design, using STC89C52SCM as control core, by the AC voltage acquisition module,sine wave to square wave module, the AD conversion module, display module. The system adopts the AC input signal, the comparator TLC372and LM358 amplifier for signal acquisition, through AD0809 data sampling, and then input to the SCM 89C52AC voltage effective value calculation and measurement, and CD4049are converted to square wave sine wave, input to the SCM 89C52frequency calculation and measurement, the results with the 1602 liquid crystal display sinusoidal RMS and frequency.Key words: Ac voltage RMS measurement AD0809 STC89C52目录1. 概述1.1 题目名称1.2 功能和指标要求1.3相关情况概述2.技术方案2.1有效值测量的方法2.2设计思路2.3总体技术方案3.硬件设计3.1信号采集电路3.2正弦波转方波电路3.3 ADC0809电路3.4单片机最小系统和1602显示电路 3.5电源电路4.软件设计4.1 频率测量4.2幅度测量4.3软件测试1. 概述1.1 题目名称基于单片机的正弦波有效值测量仪表设计。
单片机课设 正弦交流信号有效值的测量
正弦交流信号有效值的测量，需要测量正弦信号的峰值，利用正弦信号有效值的计算公式就可以得到正弦信号的有效值。
要进行基于单片机的正弦信号有效值的测量，需要先将模拟量转换为数字量，将所得的数据经由单片机处理，再将最后的结果显示出来。
设计的电路主要包括信号采集与转换电路，单片机控制电路和显示电路。
其中，有效值的计算在本次设计中主要利用软件部分的设计完成。
关键词：有效值测量，模数转换电路，单片机控制AbstractSinusoidal ac signal effective value measurement, need to measure the peak value of the sine signal, using the sine signal effective value calculation formula of the effective value of sine signal can be calculated out. Must carry on the sine signal RMS measurement based on single chip microcomputer, need to convert analog to digital quantity, will the data processed by single chip microcomputer, then the final result of display. Design the circuit mainly includes signal acquisition and conversion circuit, SCM control circuit and display circuit. Among them, the RMS calculation in the design of the main use of the design of the software part is complete.Keywords: RMS measurement, modulus conversion circuit, single chip microcomputer control1 电路设计为了测得正弦信号的有效值，硬件电路的设计应包括信号的输入采集电路，模拟量与数字量转换电路，单片机控制电路与数字显示电路。
基于某单片机正弦波有效值地测量
基于单片机正弦波有效值的测量一．简介本作品以单片机STC12C5A60S2为主控芯片并以此为基础，通过二极管1N5819实现半波整流，使用单片机内部自带10位AD对整流后的输入信号进行采样，从而实现对峰值的检测；同时通过运放LM837对输入信号进行放大，之后通过施密特触发器，将原始信号整形成可被单片机识别的标准脉冲波形，之后配合内部计数器（定时器）达到测量其频率的目的；这样，整流和AD采样实现对输入信号峰值的检测；通过放大、整形实现对输入信号频率的检测。
二．基本功能与技术指标要求（1）输入交流电压：1mV～50V,分五档：①1mV~20mV，②20mV~200mV,③200mV~2V,④2V~20V,⑤20v~50V。
（2）正弦频率；1Hz~100kHz；（3）检测误差：≤2%；（4）具有检测启动按钮和停止按钮，按下启动按钮开始检测，按下停止按钮停止检测；（5）显示方式：数字显示当前检测的有效是，在停止检测状态下，显示最后一次检测到的有效值；（6）显示：LCD，显示分辨率：每档满量程的0.1%；三．理论分析本文要求输入交流信号，通过电路测量其峰值，频率，有效值以及平均值，因为输入的交流信号为模拟信号，而一般处理数据使用的主控芯片单片机处理的是数字信号，所以我们选择使用数模转换器AD（Analog to Digital Converter）将输入的模拟信号转换为数字信号，并进行采样；由于要求输入交流信号电压峰峰值Vpp为50mV~10V，所以如果我们采用AD为8位，则最小采样精度为，因此会产生78.4%的误差，并且题目要求输入交流信号的频率范围为40Hz～50kHz，所以为了保证对高频率信号的单周期内采样个数，我们需要选择尽量高速度的AD；因此我们选用使用单片机STC12C5A60S2，其内部自带AD为8路10位最高速度可达到250KHz，所以我们可以将最小采样精度缩小到，并且在输入交流信号频率最大时（50KHz）在单个周期内可采集5个点，因此可保证测量精度。
基于单片机正弦波有效值的测量
基于单片机正弦波有效值的测量一．简介本作品以单片机STC12C5A60S2为主控芯片并以此为基础，通过二极管1N5819实现半波整流，使用单片机内部自带10位AD对整流后的输入信号进行采样，从而实现对峰值的检测；同时通过运放LM837对输入信号进行放大，之后通过施密特触发器，将原始信号整形成可被单片机识别的标准脉冲波形，之后配合内部计数器（定时器）达到测量其频率的目的；这样，整流和AD采样实现对输入信号峰值的检测；通过放大、整形实现对输入信号频率的检测。
二．基本功能与技术指标要求（1）输入交流电压：1mV～50V,分五档：①1mV~20mV，②20mV~200mV,③200mV~2V,④2V~20V,⑤20v~50V。
（2）正弦频率；1Hz~100kHz；（3）检测误差：≤2%；（4）具有检测启动按钮和停止按钮，按下启动按钮开始检测，按下停止按钮停止检测；（5）显示方式：数字显示当前检测的有效是，在停止检测状态下，显示最后一次检测到的有效值；（6）显示：LCD，显示分辨率：每档满量程的0.1%；三．理论分析本文要求输入交流信号，通过电路测量其峰值，频率，有效值以及平均值，因为输入的交流信号为模拟信号，而一般处理数据使用的主控芯片单片机处理的是数字信号，所以我们选择使用数模转换器AD（Analog to Digital Converter）将输入的模拟信号转换为数字信号，并进行采样；由于要求输入交流信号电压峰峰值Vpp为50mV~10V，所以如果我们采用AD为8位，则最小采样精度为，因此会产生78.4%的误差，并且题目要求输入交流信号的频率范围为40Hz～50kHz，所以为了保证对高频率信号的单周期内采样个数，我们需要选择尽量高速度的AD；因此我们选用使用单片机STC12C5A60S2，其内部自带AD为8路10位最高速度可达到250KHz，所以我们可以将最小采样精度缩小到，并且在输入交流信号频率最大时（50KHz）在单个周期内可采集5个点，因此可保证测量精度。
RLC正弦交流电路参数测量实验报告(一)
RLC正弦交流电路参数测量实验报告(一)RLC正弦交流电路是电子学和通信工程中常用的一种电路，它由电阻、电感、电容三种元件组成。
为了准确地测量电路的参数，通常会进行RLC正弦交流电路参数测量实验。
本文将对此实验进行介绍和分析。
一、实验目的本实验的目的在于通过测量RLC正弦交流电路的电压、电流和相位差等参数，计算出电路中的电阻、电感和电容值，并验证实验结果的正确性。
二、实验原理在RLC正弦交流电路中，电阻元件呈现线性特性，电感和电容元件具有非线性特性。
因此，当电压为正弦交流电压时，电路中的电流也呈现正弦交流特性，其相位角度可以通过电流和电压之间的正弦函数来表示。
同时，电阻、电感和电容元件的阻值、电感值和电容值可以通过测量电压、电流和相位差进行计算。
三、实验步骤1. 按图连接电路，调节稳压电源输出电压和电流；2. 使用数字万用表测量电路中各元件的电阻值；3. 使用示波器测量电路中的电压和电流，并记录相位差；4. 根据实验数据，计算电路中的电阻、电感和电容值；5. 对比实验结果，验证测量的正确性。
四、实验结果在本次实验中，我们测得电路中的电阻为100Ω，电感为0.5H，电容为0.01μF。
同时，我们还记录下了电压和电流的波形，并计算出相位差为30度。
通过实验计算，我们得到的电阻值为97Ω，电感值为0.48H，电容值为0.009μF。
可以看出我们的实验结果与实际值非常接近，表明了测量参数的准确性和实验结果的可靠性。
五、实验分析在实际电路中，电感和电容元件往往会对信号的相位产生影响，从而影响电路的性能。
因此，在进行RLC正弦交流电路参数测量实验时要注意测量精度和误差控制。
同时，在实验中还要注意使用合适的仪器和正确的操作步骤，以免影响实验结果的准确性和可靠性。
六、实验总结本次实验通过测量RLC正弦交流电路的电压、电流和相位差等参数，计算出电路中的电阻、电感和电容值，并验证实验结果的正确性。
本实验的目的在于让学生更加深入地了解RLC正弦交流电路的特性和组成，提高其电路分析和设计的能力。
正弦电压信号的产生与有效值测量汇总
第四届电子设计竞赛复试实验报告正弦电压信号的产生与有效值测量*********************************************************************复试题目：设计一个频率为1000Hz的正弦波信号发生器，输出幅值为1V左右。
用单片机搭建一个系统，精确地测量该信号的有效值。
并通过串口送到PC机中，通过串口调试助手软件显示该有效值。
题目要求：1、设计一个1000Hz的正弦波振荡器，输出幅度转换为1V。
2、用单片机自带10位AD作为模数转换芯片，不允许扩展其它AD。
3、串口以9.6K波特率向PC机传输数据，在串行调试助手中，以10进制格式显示该正弦波的有效值。
****************************************************************************************************************************************摘要：通过一RC振荡电路，产生1KHz的正弦波，然后经过峰值检波电路，得到其峰值送入Atmega16单片机，由其内部自带ADC处理，并在软件中得到其有效值，经串口发给PC机，并在串口调试助手上显示电压有效值。
关键字：峰值检波有效值ADC 串口****************************************************************************************************************************************** *******************************论文正文****************************** *********************************************************************一、正弦波发生电路正弦波发生电路需要四部分：放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，实现能量的控制。
单片机课设-正弦交流信号有效值的测量
目录摘要 (I)Abstract (II)1 电路设计 (1)1.1信号采集与转换电路设计 (1)1.2 单片机控制电路设计 (2)1.3显示电路设计 (3)1.4总体电路 (4)2 软件设计 (5)3 仿真结果 (12)4 心得体会 (14)参考文献 (15)摘要正弦交流信号有效值的测量，需要测量正弦信号的峰值，利用正弦信号有效值的计算公式就可以得到正弦信号的有效值。
要进行基于单片机的正弦信号有效值的测量，需要先将模拟量转换为数字量，将所得的数据经由单片机处理，再将最后的结果显示出来。
设计的电路主要包括信号采集与转换电路，单片机控制电路和显示电路。
其中，有效值的计算在本次设计中主要利用软件部分的设计完成。
关键词：有效值测量，模数转换电路，单片机控制AbstractSinusoidal ac signal effective value measurement, need to measure the peak value of the sine signal, using the sine signal effective value calculation formula of the effective value of sine signal can be calculated out. Must carry on the sine signal RMS measurement based on single chip microcomputer, need to convert analog to digital quantity, will the data processed by single chip microcomputer, then the final result of display. Design the circuit mainly includes signal acquisition and conversion circuit, SCM control circuit and display circuit. Among them, the RMS calculation in the design of the main use of the design of the software part is complete.Keywords: RMS measurement, modulus conversion circuit, single chip microcomputer control1 电路设计为了测得正弦信号的有效值，硬件电路的设计应包括信号的输入采集电路，模拟量与数字量转换电路，单片机控制电路与数字显示电路。
对HZ正弦交流信有效值的测量单片机精编版
对H Z正弦交流信有效值的测量单片机公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]目录摘要在实际使用中，有效值是应用最广泛的参数，电压表的读数除特殊情况外，几乎都是按正弦波有效值进行定度的。
有效值获得广泛应用的原因，一方面是由于它直接反映出交流信号能量的大小，这对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度、能量转换等是十分重要的；另一方面，它具有十分简单的叠加性质，计算起来极为方便。
本次课程设计以STC89C51单片机为控制核心，利用有效值测量芯片AD736对正弦交流信号的有效值进行测量，测量结果由放大器放大，经TLC549芯片A/D转换后，由单片机控制LCD液晶显示器显示有效值。
关键字：有效值、AD736、TLC549AbstractIn actual use, the RMS is the most widely used parameters, voltage meter in addition to the special situation, almost all is according to the set of sinusoidal RMS. The cause of the valid values being widely applied, on the one hand, because it is directly reflect the size of the ac signal energy, for the study power, noise, distortion, frequency spectrum purity, energy conversion and so on is very important; On the other hand, it has a very simple superposition nature, extremely convenient to calculate.This course design with the STC89C51 microcontroller as the core, using RMS measurement chip AD736 of sinusoidal ac signal effective value measure, the measured results by the amplifier amplification, after eight bits A/D conversion chip, the LCD display RMS was controlled by single chip microcomputer.Keywords: current effective value, AD736, TLC5491.软件介绍Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。
50HZ正弦交流信号有效值的测量V3.0
目录摘要 (I)1. 设计原理 (1)2. 系统硬件设计 (1)2.1电阻分压以及阻抗匹配模块 (1)2.2 有效值检波模块 (2)2.3 ADS1115电压检测模块 (3)2.4单片机控制及显示模块 (3)2.5系统整体原理图 (4)3程序框图 (5)4资源分配表 (5)5源程序 (6)5.1主程序 (6)5.2液晶显示程序 (8)5.3 ADS1115启动程序 (11)6性能分析 (19)6.1实物测试图 (19)6.2测量数据分析 (20)7总结与体会 (21)参考文献 (22)摘要有效值能直接反应交流信号的能量大小，具有简单的叠加性，计算起来方便，对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度等有十分重要的作用。
因此，有效值在实际应用中使用十分广泛。
本文主要介绍了对50HZ正弦交流信号有效值的测量方法的设计与实现。
根据要求，测量电路由电阻分压网络、基于OPA277的阻抗匹配模块、基于AD637的有效值检测模块以及基于ADS1115的电压测量模块组成，控制部分选用STC89C52单片机，所测量的有效值通过LCD1602显示。
关键词：有效值、AD637、STC89C52单片机1. 设计原理图1 系统整体结构图由图1系统整体框图可知，此测量有效值系统主要由分压网络、阻抗匹配、有效值检波、电压测量、单片机控制以及液晶显示等模块组成。
题目要求的输入信号输入范围为0~15V ，这远远大于一般有效值检波以及AD 转换芯片的输入电压值，因此，在前级需要加一级电阻分压网络，将输入信号的幅值衰减一般，使其适合测量。
本系统选用的有效值检波模块基于AD637芯片，AD637是一个高精度RMS-DC 转换芯片，但其输入阻抗较小，在信号输入前通过一级运算放大器进行阻抗匹配，提升电路整体的稳定性，经过AD637的转换，输出对应交流信号的直流有效值，在单片机的控制下，ADS1115进行电压检测，并将检测的值返回给单片机通过LCD1602显示。
基于单片机正弦波有效值测量仪表设计
摘要在实际中，有效值是应用最广泛的参数，电压表的读数除特殊情况外，几乎都是按正弦波有效值进行定度的。
有效值获得广泛应用的原因，一方面是由于它直接反映出交流信号能量的大小，这对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度、能量转换等是十分重要的；另一方面，它具有十分简单的叠加性质，计算起来极为方便。
本文详细介绍一个正弦波有效值测量仪表设计，以STC89C52单片机为控制核心，由交流电压采集模块，正弦波转方波模块，AD转换模块、显示模块等构成。
系统采用交流电压输入信号，经TLC372比较器和LM358放大器进行信号采集，经过AD0809进行数据采样，然后输入到89C52单片机进行交流电压有效值的计算和测量，加上CD4049进行正弦波转换为方波，输入到89C52单片机进行频率的计算和测量，结果用1602液晶显示正弦波的有效值和频率。
关键词：交流电压有效值测量 AD0809 STC89C52AbstractIn practice, the effective value is the most widely used parameters, voltage meter except in special circumstances, are almost as effective value of sine wave for calibration. Effective value and widely applied reasons, partly because it directly reflects the AC signal energy, the study of power, noise, distortion, frequency spectrum purity, energy conversion is very important; on the other hand, it has a very simple superposition property, calculation is very convenient.This paper describes an effective value of sine wave measuring instrument design, using STC89C52SCM as control core, by the AC voltage acquisition module, sine wave to square wave module, the AD conversion module, display module. The system adopts the AC input signal, the comparator TLC372and LM358 amplifier for signal acquisition, through AD0809 data sampling, and then input to the SCM 89C52AC voltage effective value calculation and measurement, and CD4049are converted to square wave sine wave, input to the SCM 89C52frequency calculation and measurement, the results with the 1602 liquid crystal display sinusoidal RMS and frequency.Key words: Ac voltage RMS measurement AD0809 STC89C52目录1. 概述1.1 题目名称1.2 功能和指标要求1.3相关情况概述2.技术方案2.1有效值测量的方法2.2设计思路2.3总体技术方案3.硬件设计3.1信号采集电路3.2正弦波转方波电路3.3 ADC0809电路3.4单片机最小系统和1602显示电路3.5电源电路4.软件设计4.1 频率测量4.2幅度测量4.3软件测试1. 概述1.1 题目名称基于单片机的正弦波有效值测量仪表设计。
正弦交流电路参数的测定 实验报告 -回复
正弦交流电路参数的测定实验报告 -回复尊敬的教授：本实验旨在掌握正弦交流电路的参数测定方法，完成以下实验内容：1.测定正弦交流电路中电阻和电容元件的简单电学参数。
2.测定正弦交流电路的电压、电流、功率和功率因数。
实验装置：1.信号发生器2.数字万用表3.示波器4.标准电阻、电容5.多用表实验步骤：首先，根据实验电路图连接电路，并使用示波器和信号发生器生成正弦信号。
设置信号频率为1kHz，幅度为10Vpp。
使用数字万用表测量电阻元件的阻值R，并记录数据。
通过测量，得到电阻元件的阻值R为500Ω，误差范围为±5%。
接着，将示波器的输出端口接到电容元件外侧的引脚上，以实现不同信号电压的输入。
将信号发生器的幅度保持在10Vpp的水平，然后改变信号的频率，以测量电容元件的电容大小。
将电路图中电阻元件和电容元件串联，并使用数字万用表测量电路中的电流I。
同时，使用多用表测量电路中的电压U，记录数据。
通过测量，得到电路中的电流I为0.0205A，电压U为1.246V。
使用数字万用表测量电阻元件的实际功率PR，同时通过电路中电压与电流的乘积，计算得到电路的实际功率P，然后计算得到电路的功率因数cosφ。
通过测量，得到电路中的实际功率PR为0.02528W，电路的实际功率P为0.02520W，功率因数cosφ为0.990。
在实验测量过程中，我们发现电路中的电容元件对电压的影响相对较小，而电阻元件则对电流、功率和功率因数有着显著的影响。
电容元件则通过电容值影响电路的反应速度和相位角，从而直接或间接影响电流和功率等参数值。
结论：通过实验，我们得出了正弦交流电路中电阻和电容元件的简单电学参数测定方法，并进行了实验验证。
同时，我们还测量了正弦交流电路的电压、电流、功率和功率因数，并分析了电路中各元件对电压、电流、功率和功率因数的影响。
在这个过程中，我们发现电阻元件的质量和工作状态对电路表现有着直接的影响，在实际应用中需要特别注意。
单片机课设正弦交流信有效值的测量
单片机课设正弦交流信有效值的测量集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]正弦交流信号有效值的测量，需要测量正弦信号的峰值，利用正弦信号有效值的计算公式就可以得到正弦信号的有效值。
要进行基于单片机的正弦信号有效值的测量，需要先将模拟量转换为数字量，将所得的数据经由单片机处理，再将最后的结果显示出来。
设计的电路主要包括信号采集与转换电路，单片机控制电路和显示电路。
其中，有效值的计算在本次设计中主要利用软件部分的设计完成。
关键词：有效值测量，模数转换电路，单片机控制AbstractSinusoidal ac signal effective value measurement, need to measure the peak value of the sine signal, using the sine signal effective value calculation formula of the effective value of sine signal can be calculated out. Must carry on the sine signal RMS measurement based on single chip microcomputer, need to convert analog to digital quantity, will the data processed by single chip microcomputer, then the final result of display. Design the circuit mainly includes signal acquisition and conversion circuit, SCM control circuit and display circuit. Among them, the RMS calculation in the design of the main use of the design of the software part is complete. Keywords: RMS measurement, modulus conversion circuit, single chip microcomputer control1 电路设计为了测得正弦信号的有效值，硬件电路的设计应包括信号的输入采集电路，模拟量与数字量转换电路，单片机控制电路与数字显示电路。
基于单片机50hz正弦波有效值的测量
关键词：正弦波、有效值 、A/D 转换、AT89C52
I
武汉理工大学《单片机原理与应用》课程设计说明书
Abstract
In the description of the sine wave, typically from three aspects, namely, frequency, phase, maximum value, when measuring the general measurement is the instantaneous value of the sine wave, can generally through the relationship between the effective value and the maximum effective value. RMS widely be used in our daily life, the reason lies in the effective value directly reflects the size of the energy of the ac signal, at the same time, due to the nature can be stacked, convenient to calculate, for power, noise, energy conversion research is very helpful.
基于单片机正弦波有效值的测量解读
基于单片机正弦波有效值的测量一．简介本作品以单片机STC12C5A60S2为主控芯片并以此为基础，通过二极管1N5819实现半波整流，使用单片机内部自带10位AD对整流后的输入信号进行采样，从而实现对峰值的检测；同时通过运放LM837对输入信号进行放大，之后通过施密特触发器，将原始信号整形成可被单片机识别的标准脉冲波形，之后配合内部计数器（定时器）达到测量其频率的目的；这样，整流和AD采样实现对输入信号峰值的检测；通过放大、整形实现对输入信号频率的检测。
二．基本功能与技术指标要求（1）输入交流电压：1mV～50V,分五档：①1mV~20mV，②20mV~200mV,③200mV~2V,④2V~20V,⑤20v~50V。
（2）正弦频率；1Hz~100kHz；（3）检测误差：≤2%；（4）具有检测启动按钮和停止按钮，按下启动按钮开始检测，按下停止按钮停止检测；（5）显示方式：数字显示当前检测的有效是，在停止检测状态下，显示最后一次检测到的有效值；（6）显示：LCD，显示分辨率：每档满量程的0.1%；三．理论分析本文要求输入交流信号，通过电路测量其峰值，频率，有效值以及平均值，因为输入的交流信号为模拟信号，而一般处理数据使用的主控芯片单片机处理的是数字信号，所以我们选择使用数模转换器AD（Analog to Digital Converter）将输入的模拟信号转换为数字信号，并进行采样；由于要求输入交流信号电压峰峰值Vpp为50mV~10V，所以如果我们采用AD为8位，则最小采样精度为，因此会产生78.4%的误差，并且题目要求输入交流信号的频率范围为40Hz～50kHz，所以为了保证对高频率信号的单周期内采样个数，我们需要选择尽量高速度的AD；因此我们选用使用单片机STC12C5A60S2，其内部自带AD为8路10位最高速度可达到250KHz，所以我们可以将最小采样精度缩小到，并且在输入交流信号频率最大时（50KHz）在单个周期内可采集5个点，因此可保证测量精度。
正弦电压信号的产生与有效值测量
第四届电子设计竞赛复试实验报告正弦电压信号的产生与有效值测量*********************************************************************复试题目：设计一个频率为1000Hz的正弦波信号发生器，输出幅值为1V左右。
用单片机搭建一个系统，精确地测量该信号的有效值。
并通过串口送到PC机中，通过串口调试助手软件显示该有效值。
题目要求：1、设计一个1000Hz的正弦波振荡器，输出幅度转换为1V。
2、用单片机自带10位AD作为模数转换芯片，不允许扩展其它AD。
3、串口以9.6K波特率向PC机传输数据，在串行调试助手中，以10进制格式显示该正弦波的有效值。
****************************************************************************************************************************************摘要：通过一RC振荡电路，产生1KHz的正弦波，然后经过峰值检波电路，得到其峰值送入Atmega16单片机，由其内部自带ADC处理，并在软件中得到其有效值，经串口发给PC机，并在串口调试助手上显示电压有效值。
关键字：峰值检波有效值ADC 串口****************************************************************************************************************************************** *******************************论文正文****************************** *********************************************************************一、正弦波发生电路正弦波发生电路需要四部分：放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，实现能量的控制。
50HZ正弦交流信号有效值的测量V3.0
目录摘要 (I)1. 设计原理 (1)2. 系统硬件设计 (1)2.1电阻分压以及阻抗匹配模块 (1)2.2 有效值检波模块 (2)2.3 ADS1115电压检测模块 (3)2.4单片机控制及显示模块 (3)2.5系统整体原理图 (4)3程序框图 (5)4资源分配表 (5)5源程序 (6)5.1主程序 (6)5.2液晶显示程序 (8)5.3 ADS1115启动程序 (11)6性能分析 (19)6.1实物测试图 (19)6.2测量数据分析 (20)7总结与体会 (21)参考文献 (22)摘要有效值能直接反应交流信号的能量大小，具有简单的叠加性，计算起来方便，对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度等有十分重要的作用。
因此，有效值在实际应用中使用十分广泛。
本文主要介绍了对50HZ正弦交流信号有效值的测量方法的设计与实现。
根据要求，测量电路由电阻分压网络、基于OPA277的阻抗匹配模块、基于AD637的有效值检测模块以及基于ADS1115的电压测量模块组成，控制部分选用STC89C52单片机，所测量的有效值通过LCD1602显示。
关键词：有效值、AD637、STC89C52单片机1. 设计原理图1 系统整体结构图由图1系统整体框图可知，此测量有效值系统主要由分压网络、阻抗匹配、有效值检波、电压测量、单片机控制以及液晶显示等模块组成。
题目要求的输入信号输入范围为0~15V ，这远远大于一般有效值检波以及AD 转换芯片的输入电压值，因此，在前级需要加一级电阻分压网络，将输入信号的幅值衰减一般，使其适合测量。
本系统选用的有效值检波模块基于AD637芯片，AD637是一个高精度RMS-DC 转换芯片，但其输入阻抗较小，在信号输入前通过一级运算放大器进行阻抗匹配，提升电路整体的稳定性，经过AD637的转换，输出对应交流信号的直流有效值，在单片机的控制下，ADS1115进行电压检测，并将检测的值返回给单片机通过LCD1602显示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单片机课设正弦交流信有效值的测量集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]正弦交流信号有效值的测量，需要测量正弦信号的峰值，利用正弦信号有效值的计算公式就可以得到正弦信号的有效值。
要进行基于单片机的正弦信号有效值的测量，需要先将模拟量转换为数字量，将所得的数据经由单片机处理，再将最后的结果显示出来。
设计的电路主要包括信号采集与转换电路，单片机控制电路和显示电路。
其中，有效值的计算在本次设计中主要利用软件部分的设计完成。
关键词：有效值测量，模数转换电路，单片机控制AbstractSinusoidal ac signal effective value measurement, need to measure the peak value of the sine signal, using the sine signal effective value calculation formula of the effective value of sine signal can be calculated out. Must carry on the sine signal RMS measurement based on single chip microcomputer, need to convert analog to digital quantity, will the data processed by single chip microcomputer, then the final result of display. Design the circuit mainly includes signal acquisition and conversion circuit, SCM control circuit and display circuit. Among them, the RMS calculation in the design of the main use of the design of the software part is complete. Keywords: RMS measurement, modulus conversion circuit, single chip microcomputer control1 电路设计为了测得正弦信号的有效值，硬件电路的设计应包括信号的输入采集电路，模拟量与数字量转换电路，单片机控制电路与数字显示电路。
信号采集与转换电路设计本次设计所使用的A/D转换芯片是TLC549，它是一个串行8位A/D转换器，通过三线与通用微处理器进行串行接口。
因为是使用的串行接口电路，电路设计较简单，但是传输数据较慢。
通过阅读TLC549的资料手册，可以知道其具有4MHz片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长17微秒，本次设计要求检测的是50Hz的正弦波信号，其转换时间完全可以满足电路设计要求，因此不用担心串行电路的传输速率较慢的问题。
TLC549所允许的输入电压不超过5v，设计要求能够检测的正弦波幅值为0到15v，所以在测量超过5v的正弦波信号时，需要先将信号分压到5v以下，才能输入TLC549。
电路图如下图所示，当所测信号在5v以下时，SW3开关接上，信号不需要分压直接输入芯片；当信号在5到10v之间时，SW3开关接中，信号经由电阻R3和R4分压后，将R4两端电压作为输入信号输入芯片；当信号在10到15v之间时，SW3开关接下，信号经由R5、R6和R7分压后，将R7两端的电压作为输入信号输入芯片。
这样的设计满足了TLC549对输入信号的要求，只需在后续设计中将结果线性放大就可以得到正确测量值。
图1 信号采集与转换电路单片机控制电路设计控制电路系统采用AT89C52作为主控制器，单片机具有体积小，方便操作，应用灵活，运行稳定准确等特点，现已广泛应用于各方各面。
单片机控制电路如下图所示，接收经TLC549转换后的数字信号，用于控制TLC549的工作状态，给TLC549提供时钟信号，与用于控制LCD显示屏的工作状态，与用于选择还原分压信号的放大系数，开关S1放大2倍，开关S2放大3倍，具体使用哪个开关视情况而定，P0口接LCD显示器。
图 2 单片机控制电路显示电路设计显示电路主要由LCD显示器构成， R/W端口用于控制数据的操作是读取还是写入，因为本次设计中LCD显示器只用来显示数据，所以将R/W端接地即可。
RS与E端与AT89C52相应端口相连接，E端口是启动信号端口，RS端为高电平时，功能为数据输入，低电平时为指令代码输入。
D0到D7端口与AT89C51的P0口相连，单片机将要显示的数据传送到LCD显示器，因为在此处，P0口作为普通的I/O口使用，因此需要在外部加上拉电阻才可以使用。
图3 显示电路总体电路总体电路如下图：图4 总体电路正弦波信号经过合适的处理后，经由A/D转换芯片，将模拟量转化为数字信号，交由AT89C52处理，最后将处理结果通过P0口传输到LCD显示器，至此，完成了正弦波模拟信号的采集，数字转换，软件处理以及显示的过程。
2 软件设计本次设计要求是测量50Hz的正弦波信号，一个周期为20毫秒，而我们所需要的是正弦波的峰值，在20毫秒内，将采集的数据等时间间隔采样50个，然后比较这50个数据的大小，将最大的那一个数据作为该周期内的峰值，将峰值除以根号2作为该正弦信号的有效值。
程序系统框图如下：图5 程序系统框图程序代码如下:#include<>#include<>#include ""#include ""sbit S1=P1^5;sbit S2=P1^6;uchar Table[50],times=0;bit flag=0;void initT0();void main(){uchar j;uchar Max,Result;initLCD();initT0();while(1){if(flag){Max=Table[0];for(j=1;j<50;j++){if(Table[j]>Max)Max=Table[j];}if(S1==0)Max=2*Max;if(S2==0)Max=3*Max;Result= Max/sqrt(2);writeLCD_com(0x80+11);writeLCD_data(Result/100+48);writeLCD_data(Result%100/10+48);writeLCD_data('.');writeLCD_data(Result%10+48);writeLCD_data('V');flag=0;TR0=1;}}}void initT0(){TMOD=0x01;TH0=(65536-400)/256;TL0=65136%256;ET0=1;TR0=1;EA=1;}void T0_time() interrupt 1{TH0=(65536-400)/256;TL0=65136%256;Table[times]=ADConvert();times++;if(times==50){TR0=0;times=0;flag=1;}}TLC549转换源代码如下：#include<>#include<>#include ""#include ""sbit cs=P1^1;sbit clk=P1^2;sbit dout=P1^0;uint ADConvert(){uchar i,temp;uint shuju;cs=1;clk=0;cs=0;_nop_();_nop_();for(i=0;i<8;i++){_nop_();clk=1;temp=(temp<<1)|dout;clk=0;}cs=1;_nop_();shuju=255*10*temp+;return(shuju);}LCD显示源代码如下：#include <>#include ""#define LCD_DATA P0uchar RMSV[]="RMS Vol: ";sbit RS=P1^3;sbit EN=P1^4;void delayms(uint delaytime){uchar i;for(;delaytime>0;delaytime--)for(i=124;i>0;i--);}void writeLCD_com(uchar com){RS=0;LCD_DATA=com;delayms(5);EN=1;delayms(5);EN=0;片微型计算机.北京：电子工业出本社，2008[2]伍时和.数字电子技术基础.北京：清华大学出版社，2009[3]胡乾斌.单片微型计算机原理与应用.武汉：华中科技大学出版社，2006[4]李刚.51系列单片机系统设计与应用技巧.北京：北京航空航天大学出版社，2004[5]孙育才，MCS-51系列单片微型计算机及其应用.南京：东南大学出版社，1997。