基于Arduino的电压有效值测量电路设计与实现v1
arduino实验报告
arduino实验报告Arduino实验报告引言Arduino是一款开源的电子原型平台，通过简单的硬件和软件结合，可以实现各种创意和创新的项目。
本文将对Arduino进行实验探究，展示其在电子制作中的应用和潜力。
一、Arduino简介Arduino是由意大利的团队开发的一款开源电子平台，它基于易于使用的硬件和软件，使得电子制作变得简单易行。
Arduino板上有输入输出引脚，可以连接各种传感器和执行器，通过编写简单的代码，实现各种功能。
二、实验一：LED闪烁LED闪烁是Arduino的入门实验之一。
通过连接一个LED灯到Arduino板上的数字引脚，编写代码使其闪烁，可以初步了解Arduino的基本操作和编程语言。
三、实验二：温度监测温度监测是Arduino在传感器应用方面的一个典型实验。
通过连接温度传感器到Arduino的模拟引脚，编写代码读取传感器的数值，并将其转化为温度显示在串口监视器上。
四、实验三：无线通信Arduino通过无线模块可以实现与其他设备的通信。
通过连接无线模块到Arduino的串口引脚，编写代码实现与另一个Arduino板或者计算机的通信，可以实现远程控制和数据传输等功能。
五、实验四：机器人控制Arduino可以用于控制机器人的运动。
通过连接电机驱动器和传感器到Arduino，编写代码实现机器人的运动控制和避障等功能，可以制作出简单的智能机器人。
六、实验五：音乐播放器Arduino可以用于控制音乐播放。
通过连接音乐模块和扬声器到Arduino，编写代码实现音乐的播放和控制，可以制作出简单的音乐播放器。
七、实验六：环境监测Arduino可以用于环境监测。
通过连接各种传感器到Arduino，编写代码读取传感器的数值，并将其显示在LCD屏幕上，可以实现对温度、湿度、光照等环境参数的监测。
八、实验七：物联网应用Arduino可以与互联网进行连接，实现物联网应用。
通过连接以太网模块到Arduino，编写代码实现与云平台的通信，可以实现远程监控、数据上传等功能。
电压有效值测量仪设计——论文
本科毕业设计论文题目数显交流电压有效值测量仪设计系别电气与信息工程系专业测控技术与仪器班级测控XXX班学号 XXXXX 学生姓名 XXX指导老师 XXX2014年6月摘要摘要本文设计数显交流电压有效值测量仪，要将交流电压有效值的模拟量转换为数字量显示在LED显示屏上，并要求可以显示被测电压的频率；被测信号的幅度范围：1V ～2V。
设计的硬件电路使用Proteus软件仿真实现，软件程序使用Keil 软件C语言编写。
设计的数显交流电压有效值测量仪的控制系统采AT89C51单片机，信号处理器件使用A/D转换器ADC0832、通用运放芯片和7414反相器，显示器件使用共阴极LED数码管，实现该测量仪的硬件电路。
由信号发生器提供被测信号。
A/D 转换器ADC0832采集电压有效值信号实现模数转换，通用运放芯片和7414反相器将信号整形提供给单片机计算频率。
电压有效值和频率的显示由开关控制；当开关开启式LED数码管显示电压有效值，当开关闭合时LED数码管显示被测电压频率值。
仿真结果的系统功能、指标达到了课题的预期要求。
关键词：交流电压有效值，Proteus软件，单片机控制，频率测量西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTThis paper designed digital ac voltage RMS measuring instrument, to convert ac voltage RMS analog to digital display on LED display, and demand can display the frequency of the voltage to be measured; The range of the measured signal range: 1 v ~ 2 v.Design of hardware circuit using Proteus simulation software implementation, software program using C language to write Keil software.Design of the digital display ac voltage RMS measuring instrument of AT89C51 single chip microcomputer control system, A/D converter ADC0832, opamp op-amp chip and 7414 inverter for signal acquisition device, common cathode LED digital tube to display devices, realize the hardware of the digital voltmeter.By the signal generator provides the measured signal. A/D converter ADC0832 acquisition voltage RMS signal to realize analog-to-digital conversion, opamp op-amp chip and 7414 inverter will provide to the single-chip microcomputer to calculate frequency signal of plastic.V oltage RMS and frequency of display is controlled by a switch; When the switch is open LED digital tube display voltage RMS, when the switch is closed LED digital tube display measured voltage frequency values.Simulation results of system function, indexes reach the expected requirements of subject.KEY WORDS:Ac voltage RMS,Proteus software,Single-chip microcomputer control,Frequency measurement西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）目录目录摘要 (I)ABSTRACT................................................................................................................ I V 1 绪论. (1)1.1选题的目的意义 (1)1.2国内外研究综述 (1)1.3毕业设计（论文）所用的方法 (2)2 系统方案设计 (3)2.1设计思路 (3)2.2设计方案 (5)3 硬件电路设计 (7)3.1时钟电路 (7)3.2复位电路 (8)3.3显示选择电路 (8)3.4显示电路 (9)3.5电压采集电路 (10)3.6频率采集电路 (11)3.7总设计原理图 (11)4 软件设计 (13)4.1 主程序流程图 (13)5 软件仿真 (15)5.1调试与仿真 (15)5.1.1 仿真软件简介 (15)5.1.2 仿真步骤 (18)5.2仿真与误差分析 (18)5.2.1 仿真 (18)6 结论 (21)参考文献 (23)附录1 程序C语言代码 (25)附录2 外文翻译 (31)西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）VI1 绪论1 绪论1.1 选题的目的意义数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
Arduino开发实战教程
Arduino开发实战教程Arduino是一款简单易用的开发平台，它致力于为创客提供快速开发电子产品的解决方案。
Arduino无论是在学校还是社区中都广受欢迎，让更多人得以了解和学习开发电子系统。
它由开源硬件和软件组成，允许用户利用多种编程语言来控制硬件，例如C 语言和C++语言。
另外，Arduino的易用性是其最大的优点之一，因为它可以通过USB接口连接到电脑上，并且尽可能简化了开发专业电子系统的复杂操作，使得开发者无需具备过高的电子知识储备，就可以快速入门，开发功能较为复杂的电子产品。
在本文中，我们将提供一些实时案例，来帮助初学者更深入地了解Arduino，并在实践中掌握如何将Arduino用于电子系统的开发。
案例一：通过硬件连接控制灯的开关我们从最基础的例子开始，前往Arduino实验室网站查看“Blink”示例。
首先，准备硬件，基本元件可以购买Arduino工具箱或都市中心库,然后将电路连接好。
图表中仅仅使用了一个LED 和一个电阻以控制LED错误流, 示出LED每隔两秒钟亮一次，然后再次熄灭。
现在，进入程序设计的阶段。
代码如下：```void setup() {// 初始化pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // use the built-in LED pin as an output}void loop() {digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)delay(1000); // wait for a seconddigitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOWdelay(1000); // wait for a second}```代码中的“setup”函数用于初始化，它只运行一次。
基于labview与stm32的实时电压检测系统设计
幕次进行离散化得到的，所以也称之为二进制小波变换。 小波分解的意义就在于能够在不同尺度上对信号进行
分解，而且对不同尺度的选择可以根据不同的目标来确定。 通过不断的分解过程，将近似信号连续分解,就可以将信号 分解成许多低分辨率成分。理论上分解可以无限制的进行下 去，但事实上,分解可以进行到细节(高频)只包含单个样本 为止。因此，在实际应用中，一般依据信号的特征或者合适的
VDD 1 VDD_2
VDD 3
VDD4
VSS 1 VSS_2 VSS_3
VSS_4
VDDA STM32F103R8T6
VSSA
62 72 8 52 65 75 8 9#
61 62-2-933#0-3-4-5-6
8al『 -
USART TX 1 2 USART RX
34 56
RS232
R1 40USART j
虽然快傅里叶变换可以反映出信号的整体特征,但细节 谐波分量的表现形式往往不够直观，并且噪声会使得信号频 谱复杂化。在信号处理领域一直都是使用一族带通滤波器将
信号分解为不同频率分量，即将信号f(x)送到带通滤波器族 Hi(x)中，对信号进行分解、剔除、重构处里来完成信号的降 噪，降噪流程图如图6所示。
晅112
F I FC1THONIC TFST
2021.12
VCCC12 10R
设计研发
U1
PA0-WKUP PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7
PBO PB1 PB2/BOOT1 PB3/JTDO PB4/JNTRST PB5 PB6 PB7
PA8 PA9 PA10 PA11 PA12 PA13/JTMS/SWDIO PA14/JTCK/SWCLK PA15/JTDI
基于arduino的rlc测量仪的研究与设计
2.1 主控板
主控板采用的是Arduino UNO板，Arduino是一块基于 开放源代码的USB接口simple I/O接口板[3]；Arduino UNO 板是一款 入门级的单片机开发板，其主控芯片采用的是 高性能、低功耗、高耐力的ATmega328P，它的核心处理器 是AVR。Arduino UNO与其他型号开发板一致所用的开发 环境是Arduino IDE，集成的Arduino IDE能够帮助初学者 快速掌握和利用单片机功能。Arduino UNO的工作电压为 5 V；有14 个数 字 输入 / 输出引脚（其中有3、5、6、9 -11这 几 个引脚 可以用作 P W M 输出），最大输出电流为4 0 m A；6 路 分 辨 率为10 位的 模 拟 量 输入（A0 -A 5），可以直 接 将现实 中的 模 拟 量 直 接 转 换 成 对应的10 位 数 字量；一 个模 拟输 入信号的参 考电压 引脚（A R E F）；16 M H z晶振时钟；具 有 32KB的Flash内存（其中有0.5KB用作于引导程序）。
工业019.18.121
科技创新导报 2019 NO.18
Science and Technology Innovation Herald
基于Arduino的RLC测量仪的研究与设计①
赖瑞镪 (泉州华光职业学院 福建泉州 362121)
电子测量仪器是从事电子设计工作的电子工程师们在 设 计、检 测电 路 时一种必不 可少的 测量工具，随 着智能 化 的不断发展，测量工具也必将朝着智能化的功能多样化发 展。目前最常用的电子测量仪器是数字万用表，进入20世纪 90年代以来，数字万用表在我国不断发展，在实际生产中不 断被使用，现在已经成为学习、实验、电子设计、维修工作 的一个重要工具。数字万用表主要是要测量的元器件数值 通过转换电路转换成直流电压的信号[1]，转换之后的信号 由A/D（模拟和数字信号相互转换）转换器将采集到的模拟 信号转换成数字信号，再通过计数器进行计数，最终将结 果呈现在显示屏上；该类型仪器的测量精度主要决定于A/ D转换器的转换精度。目前国内外仪器设备制造公司在设 计数字万用表时都一直往低功耗、高精度、体积小等方向考 虑；在精度提高、功耗降低、体积变小的同时价格也不断在 上升。在使用数字万用表的时候很大部分使用的是其测量 电压和电流的功能，并且具有一定的局限性，比如：大部分 无法测量电感，无法测量容量较大的电容。因此设计一个 操作简单、测量方便、价格低的电抗性元器件测量仪是很 有必 要的。本文 所 设 计的R L C 测量仪 是能 够 测量电阻、电 感、电容的测量仪器，主要是通过测量其电抗性元器件组 成的电路所产生波形的频率，Arduino主控板上的单片机通 过外部中断采集其频率，经过换算将对应元器件的值显示 OLED屏幕上。使用少数的元器件以及IC，该测量仪具有价 格低、操作简单、测量方便等特点。
基于Arduino的嵌入式系统入门与实践-Arduino板的接口及应用(82页)
4.2 模拟接口及应用
1. 模拟接口概述
模拟I/O为模拟电压信号输入/输出 ， 它的值是由一个 范围的数字构成。
4. 1 数字接口及应用
（4） 将数据通过串行的方式从引脚输出 ， 一次串行输出一位 ，可以高位先出或低 位先出 。在时钟引脚上高到低的跳变指示数据位有效。 shiftOut (dataPin, clockPin, bitOrder, value) dataPin ： 数据输出引脚编号 。数据的每一位逐次输出 ， 引脚模式需要设置成输 出。
tone (pin, frequency, duration) pin : 输出方波的引脚编号。 frequency : 音调的频率（Hz） - unsigned int型。 duration : 音调的持续时间（ ms ） (可选参数) unsigned long型。
tone ()函数的使用将影响3和11脚的PWM输出（Mega板 除外） ，方波的频率不能低于 31Hz。 （6） 停止 tone ()函数触发的方波输出。
4.3 串行通讯接口及应用
2. 串行通讯接口的封装类库
(1) If (Serial)
功能： 测试指定串口是否准备好。
语 法 格 式 ： if ( Serial) ： 适 合 所 有 Arduino板 ； if ( Serial1 ) ： 适 合
Arduino Leonardo板 ； if ( Serial1 ) 、 if ( Serial2 ) 、 if ( Serial3 ) ： 适 合Arduino Mega板。
【雕爷学编程】Arduino动手做（61）---电压检测传感器
【雕爷学编程】Arduino动⼿做（61）---电压检测传感器37款传感器与执⾏器的提法，在⽹络上⼴泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不⽌这37种的。
鉴于本⼈⼿头积累了⼀些传感器和执⾏器模块，依照实践出真知（⼀定要动⼿做）的理念，以学习和交流为⽬的，这⾥准备逐⼀动⼿尝试系列实验，不管成功（程序⾛通）与否，都会记录下来---⼩⼩的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引⽟。
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）实验六⼗⼀：电压检测模块 Voltage Sensor 电压传感器电压检测传感器模块资料由于⽬前电⼦产品各式各样，供电电源的电压也各不相同，要想检测就需要⼀款合适的电压检测模块和控制器。
控制器模拟接⼝检测输⼊电压上限为5V，也就是说⼤于5V的电压将⽆法检测。
2011 年新推出的这款电压检测模块能够解决此问题，实现检测⼤于5V的电压，此模块基于电阻分压原理所设计，能使红⾊端⼦接⼝输⼊的电压缩⼩5倍，模拟输⼊电压上限为5V，那么电压检测模块的输⼊电压则不能⼤于5V×5=25V（如果⽤到3.3V系统，输⼊电压不能⼤于3.3Vx5=16.5V）。
因为Arduino所⽤AVR 芯⽚为10位AD，所以此模块的模拟分辨率为0.00489V（5V/1023），故电压检测模块检测输⼊下限电压为 0.00489V×5=0.02445V。
通过3P传感器连接线插接到传感器扩展板，不仅可以轻松实现对电压电量⼤⼩的检测，监控互动媒体作品或机器⼈电池供电的电量，也可以通过IICLCD1602液晶模块显⽰电压制作电压监测器。
为配合实验，找了⼀块DC-DC升压模块升压模块1、体积⼩可调升压模块，可轻松安装于各种⼩型设备⾥⾯。
2、可采⽤MicroUSB输⼊，⽤USB充电器或者移动电源通过⼿机数据线即3、可轻松得到9V，12V，15V，18V，24V的常⽤电压，使⽤⾮常⽅便。
基于Arduino的电压有效值测量电路设计与实现
北京邮电大学电子电路综合设计实验报告学院：信息与通信工程学院班级：姓名：学号：实验题目：基于Arduino的电压有效值测量电路设计与实现。
摘要：为了了解Arduino最小系统的搭建和编程方法以及半波整流模拟电路的工作原理，通过搭建Arduino最小系统，测试Blink程序，可以驱动Arduino数字13口LED闪烁。
采用uA741搭建半波整流电路，加上滤波电路，通过编写程序可以实现在一定误差范围内用数码管读取正弦波电压有效值，并测试了正弦波在不同频率及峰峰值的情况下读取有效值的准确性，可以看出这种情况下的测量范围是有限的。
通过这个实验，对Arduino最小系统有了深刻全面的认识，拓宽了眼界，同时通过对半波整流不同电路类型的搭建摸索，对模拟电路滤波有了更深的认识。
也发现Arduino最小系统可以有更多有价值的应用。
关键词：Arduino、半波整流、滤波实验目的：1、熟悉Arduino最小系统的构建和使用方法；2、掌握峰值半波整流电路的工作原理；3、根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数；4、画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）；5、熟悉计算机仿真方法；6、熟悉Arduino系统编程方法。
实验设计：实验的总体设计分为三部分：Arduino最小系统的实现、半波整流及滤波电路和数码管的显示。
三部分连接在一起完成对正弦信号电压有效值的测定。
1、系统组成框图2、Arduino最小系统的搭建使用单片机、16M晶振与两个22pf的电容完成最小系统的搭建，但Arduino不光是硬件，需要用Arduino IDE把Bootloader下载进入这个最小的硬件系统中。
在单片机的13口接LED灯，通过下载器将blink程序烧入最小系统，可以控制LDE灯的闪烁频率。
同样，根据滤波电路的调测将编写的测量程序写入最小系统就可以较准确地读电压的有效值。
3、半波整流及滤波电路根据二极管正向导通反向截止的特性，使用LM741完成半波整流电路。
基于单片机的电压有效值检测系统设计
基于单片机的电压有效值检测系统设计庞斯棉【摘要】The detection of 5-50V input voltage effective value by using single chip microcomputer and AD converter TLC549.The system consistsof a voltage conversion circuit,AD conversion circuit,single chip processing circuit,display circuit,keyboard circuit and power circuit etc..This paper introduces the design of each circuit.The system is simple,can realize the function requirements,slightly modified circuit parameters,can achieve higher input voltage conversion.%利用单片机和AD转换器TLC549实现5-50V输入电压的有效值的检测。
系统由电压转换电路、AD转换电路、单片机处理电路、显示电路、按键电路和电源电路等组成。
文章介绍了对各个电路的设计。
系统简单、能实现要求功能，稍微修改一下电路参数值，可实现更高输入电压的转换。
【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】2页(P36-37)【关键词】电压;有效值;单片机【作者】庞斯棉【作者单位】柳州铁道职业技术学院，广西柳州，545616【正文语种】中文数字电压表是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域大量使用的一种基本测量工具，应用非常广泛。
电压是一种模拟量，要想采集电压，需要将其转换成数字量，再送入单片机进行处理。
AD转换器可以完成模拟量到数字量的转换，目前大多数的AD 转换器输入电压都在0-5V 之间。
电瓶电压实时监测系统——基于Arduino的电压监测工具
2.2 主界面设计 图 2 为软件原型图。主界面功能区分 为“ 数 据 表 区”、“ 可 视 化 数 据 区”、 “操作区”。数据表区使用 Tkinter 库的 treeview 组件以文本形式实时显示电压测 量数值和测量时刻。 Matplotlib 的折线图组件内嵌到主界面 中，以实时显示总电压和各个电瓶电压的 变化图形。 界面下方的 button 组件用于点击“开 始 / 暂停”对端口数据的读取和显示数据 的更新。 端口下拉列表用于选择数据端口，时 长下拉列表用于选择放电时长。最右侧文 本框用于显示倒计时。 2.3 软件模块 端 口 数 据 读 取 模 块 中， 程 序 首 先 读 取 端 口 下 拉 列 表 所 选 内 容， 作 为 访 问 目 标 数 据 端 口 的 标 识， 建 立 连 接 后 开 始 获 取 Arduino 每分钟所发送的数据，并以此 作为事件触发器，同时利用 datetime 模块 读取本地时间，所获得的数据作为返回值 输出。 数据存储模块以端口数据模块的返回 值为传入值，写入数据库或 CSV 文件。存 储于数据库中的数据在之后的软件迭代中 可作为历史数据被查询和生成图表。 数据表格模块使用 Tkinter 的 treeview 组件开发，以端口数据模块的返回值作为 传入值，更新显示在每一行。利用线程循 环在获取到每一组数据时插入数据表的 首行。 数据图模块使用 Matplotlib 模块开发 并嵌入主界面中，以端口数据模块的返回 值作为传入值，利用线程循环在获取到每 组数据时更新折线图，实现动态显示。 软件 GUI 作为主线程运行，创建线程 池，将以上模块作为子线程，由事件触发 器启动，线程池主要用于线程安全。 开始 / 暂停按钮用于启动和关闭事件 触发器。 3 总结 通过可视化图形可以更直观地看到电 瓶电压的变化，在其性能下降初期就可以 通过精确可靠的数据对其性能进行判断， 维护人员可提前采取有效措施保证电池组 的保障能力。
Arduino+Buck转换器,自制一个冷启动电池电压波形发生器
Arduino+Buck转换器，自制一个冷启动电池电压波形发生器摘要为了对车用电压预调节器进行测量，使用动态变化的输入电压源是常用的方法，这样可以确保它们即使在在冷启动造成的电池电压变化期间也能正常工作。
使用 Arduino 和大电流连续模式 Buck 转换器自制一个冷启动电池电压波形发生器并非难事，本文将对其需求和自制的方法进行详细描述。
1.概述在开发以车辆电池作为电源的车用电子产品过程中，电路设计师需要根据 ISO 16750-2 标准的要求使用具有各种电压曲线的电源对电子产品进行测试，其中最特别的当属车辆冷启动电池电压波形，它对各种应用来说可能都是致命的威胁，因为在此事件发生的时候，电池电压可能跌落得非常快，而且会跌落到很低的电压，会给它们的电源系统带来非常大的压力。
在通常情况下，可编程电源会被用来当作此类测试的信号发生器，但将以 MCU 为核心的 Arduino Nano 控制板和大电流 Buck 转换器如立锜科技的 RT8131BGQW 结合在一起来构成一个强大的电池电压曲线模拟器也是有可能的，本文就将说明这样一个电池电压曲线模拟器是如何设计、制作出来的，其程序设计和使用方法也将一一给出来供读者参考。
2.初步构想要对车用电子产品使用的电压预调节器进行测量，需要使用 ISO 16750-2 给出来的输入电压波动曲线，我们现在要考虑的是如何将此标准中描述的车用电池冷启动期间的电压波形模拟出来。
图 1图 1 给出的是一个实际测量获得的车用电池电压冷启动波形，它是在环境温度大约为 -5℃的冬天测得的。
从此图可以看出，由于寒冷，电池电压在开始的时候就已经低于 12V 了，车子启动的时候它更是掉到了 6.24V。
随着电池状态和其他负载状况的不同，电池电压可能掉得多一点或少一点。
当引擎被启动以后，发电机开始对电池充电，电池电压升高到了大约 14.5V。
ISO 16750 标准对冷启动期间电池电压的下坠是这样描述的：图 2典型的电池电压下降时间是 5ms，电压可以下降到不同的水平，然后就上升到一个中间水平，紧接着就是由于引擎启动而造成的一个电压振荡过程，最后再回到它最初的电压水平上。
单片机普通io 电压检测电路
对于单片机的普通IO口电压检测电路，可以采用简单的电压分压原理来实现。
以下是
一个基本的电压检测电路示意图：
```
V_in
|
R1
|
+--- V_out
|
R2
|
GND
```
在这个电路中，V_in 是待检测的电压信号，V_out 是输出给单片机的电压信号。
R1 和
R2 是两个电阻，它们组成了一个电压分压器。
根据电压分压原理，输出电压 V_out 可以通过以下公式计算：
V_out = V_in * (R2 / (R1 + R2))
通过调整 R1 和 R2 的阻值，可以得到不同的电压比例和范围，以适应单片机的输入电
压范围。
需要注意的是，为了保护单片机，应该限制输入电压范围，并在电压超过一定范围时
采取适当的电压保护措施，如使用二极管、稳压器或可编程逻辑门等。
此外，在实际应用中，还可以根据需求添加滤波电路、保护电路和电压级移位电路等，以提高电路的稳定性和可靠性。
具体的电路设计和元件选型应根据具体需求和规格进行。
建议在设计过程中参考相关电路设计手册和单片机的数据手册。
ARDUINO入门及其简单实验（7例）
ARDUINO⼊门及其简单实验（7例）ARDUINO⼊门及其简单实验（7例） (1)1. Arduino硬件开发平台简介 (1)1.1 Arduino的主要特⾊ (2)1.2 Arduino的硬件接⼝功能描述 (3)1.3 Arduino的技术性能参数 (3)1.4 电路原理图 (4)2. Arduino软件开发平台简介 (5)2.1 菜单栏 (5)2.2 ⼯具栏 (6)2.3 Arduino 语⾔简介 (6)3. Arduino开发实例中所⽤部分器件 (8)1. LED简介 (8)2. 光敏电阻简介 (9)3. 直流电机简介 (9)4. 电位器简介 (10)4. Arduino平台应⽤开发实例 (10)4.1【实作项⽬⼀】利⽤LED作光敏电阻采样实验 (10)4.2【实作项⽬⼆】利⽤PWM信号控制LED亮度 (12)4.3【实作项⽬三】单键控制⼀只LED的亮灭 (15)4.4【实作项⽬四】利⽤PWM控制直流电机转速 (17)4.5【实作项⽬五】利⽤电位器⼿控LED亮度 (19)4.6【实作项⽬六】控制LED明暗交替 (21)4.7【实作项⽬七】利⽤光敏电阻控制LED的亮灭 (23)ARDUINO⼊门及其简单实验（7例）1. Arduino硬件开发平台简介Arduino硬件是⼀块带有USB的I/O接⼝板（其中包括13条数字I/O引脚，6通道模拟输出，6通道模拟输⼊），并且具有类似于Java、C语⾔的集成开发环境。
Arduino既可以扩展⼀些外接的电⼦元器件，例如开关、传感器、LED、直流马达、步进马达或其他输⼊、输出装置；Arduino也可以独⽴运⾏，成为⼀个可以跟交互软件沟通的接⼝装置，例如：Flash、Processing、Max/MSP、VVVV或其他互动软件。
Arduino开发环境IDE全部开放源代码，可以供⼤家免费下载、利⽤，还可以开发出更多激发⼈们制作欲望的互动作品。
如图1和图2所⽰，分别为Arduino硬件平台的实物图和电路布局图。
Arduino教程
Arduino教程一: 数字输出Arduino, 教程11 Comments »Arduino的数字I/O被分成两个部分，其中每个部分都包含有6个可用的I/O管脚，即管脚2到管脚7和管脚8到管脚13。
除了管脚13上接了一个1K的电阻之外，其他各个管脚都直接连接到ATmega上。
我们可以利用一个6位的数字跑马灯，来对Arduino数字I/O 的输出功能进行验证，以下是相应的原理图：电路中在每个I/O管脚上加的那个1K电阻被称为限流电阻，由于发光二极管在电路中没有等效电阻值，使用限流电阻可以使元件上通过的电流不至于过大，能够起到保护的作用。
该工程对应的代码为：int BASE = 2;int NUM = 6;int index = 0;void setup(){for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++){pinMode(i, OUTPUT);}}void loop(){for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++) {digitalWrite(i, LOW);}digitalWrite(BASE + index, HIGH);index = (index + 1) % NUM;delay(100);}下载并运行该工程，连接在Arduino数字I/O管脚2到管脚7上的发光二极管会依次点亮0.1秒，然后再熄灭：这个实验可以用来验证数字I/O输出的正确性。
Arduino上一共有十二个数字I/O管脚，我们可以用同样的办法验证其他六个管脚的正确性，而这只需要对上述工程的第一行做相应的修改就可以了：int BASE = 8;SEP01Arduino教程二: 数字输入Arduino, 教程3 Comments »在数字电路中开关（switch）是一种基本的输入形式，它的作用是保持电路的连接或者断开。
Arduino从数字I/O管脚上只能读出高电平（5V）或者低电平（0V），因此我们首先面临到的一个问题就是如何将开关的开/断状态转变成Arduino能够读取的高/低电平。
基于LabVIEW和单片机的电压监测设计(毕设)
基于LabVIEW与单片机的电压监测系统设计专业班级： 11电子（1）班学生姓名：任辉指导老师：朱慧博职称：副教授摘要在电子产业日益发达的当今社会，及时准确的监测出当前的电压值并且予以反馈在确保人身安全与系统正常运行反面显得尤为重要。
在这种背景下，基于LabVIEW和单片机的电压监测的设计受到了极大关注。
在此次设计的系统中，主要分为两个部分即上位机与下位机。
上位机主要是通过前面板来显示测量结果，LabVIEW作为开发平台，利用VISA 调用串口程序读取数据，对采集到的电压数据进行实时处理、显示、存储与报警。
当采集电压超过设定值时，前面板会出现蜂鸣器警戒响声，反之则会正常显示。
当然这一切的实现都是建立在后面板设计和下位机硬件设计的基础上完成的。
下位机部分主要是相关元器件的连接，选用STC89C51作为核心器件，同时利用ADC0809来完成对电压的采集工作，将采集到的结果送至单片机，然后通过串口通信送至计算机的LabVIEW系统中进行显示。
为了增加传输距离和实现电路复位功能，在硬件电路设计部分增加了MAX232。
由于虚拟仪器的使用，使得设计成本大大降低，再加之虚拟仪器与单片机所具有的诸多优点，相信在不久的将来，电压监测与虚拟仪器这两个方面必将得到更多的应用与更好的完善。
关键词LabVIEW 单片机电压监测串口通信Based on the LabVIEW and Voltage Monitoring System Design of Single ChipMicrocomputerAbstract In the electronics industry is increasingly developed in today's society, timely and accurate monitoring of the current voltage value and give feedback to ensure personal safety and normal operation of the reverse side is particularly important. In this context, based on the LabVIEW and MCU voltage monitoring design received a lot of attention. In the design of the system, the main is divided into two parts the upper machine and lower machine. Upper machine mainly through the front panel to display the measurement results, the LabVIEW as the development platform, USES VISA call a serial port to read data, real-time voltage of collected data processing, display, storage, and report to the police. When collecting voltage more than the set value, the front panel will appear the buzzer alarm sound, the opposite will display properly. , of course, the implementation of all this is built in the panel on the basis of the design and the hardware design of singlechip processor system. Under a machine part was mainly related to components of the connection, STC89C51 chosen as the core device, at the same time using ADC0809 to complete the acquisition work of voltage, the collected results sent to the single-chip microcomputer, and then sent to the computer through a serial port communication of the LabVIEW for display in the system. In order to increase the transmission distance and reset function, implement circuit in the hardware circuit design part increased MAX232. Due to the use of virtual instrument, greatly reduce the design cost, coupled with virtual instrument with single chip microcomputer has many advantages, believe in the near future, the voltage monitoring and virtual instrument is the application of these two aspects will get more and better.Key words LabVIEW SCM Voltage Monitoring Serial Communication目录第一章引言 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2国内外电压监测系统的研究状况 (1)1.2.1国内电压监测系统的研究状况 (1)1.2.2国外电压监测系统的研究状况 (2)1.3 LabVIEW的应用现状 (2)1.4课题研究的意义 (2)第二章虚拟仪器概述 (3)2.1虚拟仪器简介 (3)2.1.1虚拟仪器的概念 (3)2.1.2虚拟仪器的结构 (4)2.1.3虚拟仪器的特点 (4)2.1.4虚拟仪器的优势 (4)2.1.5前面板设计 (5)2.2构建程序框图 (6)2.2.1程序框图中的对象 (6)2.2.2基本数据类型 (6)2.2.3程序的层次结构 (6)2.3程序框图设计原则 (6)第三章单片机简介 (8)3.1单片机的基本概念 (8)3.2单片机的发展历史 (8)3.3单片机的主要特点 (9)3.4单片机的应用 (9)3.5单片机的发展趋势 (10)3.6常用单片机芯片 (11)第四章系统的下位机设计 (12)4.1单片机控件电路的设计 (12)4.1.1单片机控件功能简介 (12)4.1.2单片机最小系统 (12)4.2 ADC0809电压采集 (13)4.3单片机电压采集 (14)4.4数据的转换方式 (15)4.5串口通信转换 (15)4.6蜂鸣器报警设计 (16)4.7 LED灯显示设计 (17)4.8 LCD显示设计 (17)4.9硬件总设计 (18)第五章系统的上位机设计 (20)5.1 LabVIEW的软件开发环境 (20)5.2 LabVIEW上位机后面板设计 (20)5.2.1串口程序编译 (20)5.2.2 VISA的读取 (21)5.2.3 VISA的写入 (21)5.2.4 VISA的关闭函数 (22)5.3主程序设计 (22)5.3.1上限值的设定设计 (22)5.3.2电压采集部分设计 (23)5.3.3数据采集部分设计 (23)5.3.4 数据采集后面板设计 (24)5.4主程序后面板部分 (25)5.5 LabVIEW前面板显示 (26)第六章下位机仿真与调试 (28)6.1 仿真任务要求 (28)6.2 仿真设计思想 (28)6.3 硬件调试 (28)6.4 软件调试 (29)6.5 运行结果 (30)6.6 误差分析 (32)第七章结论 (33)致谢 (34)参考文献： (35)第一章引言1.1课题研究的背景在工业化日益发达的今天，电力电子产业产品逐渐占据着整个人类市场，而为了确保用户的安全和产品的质量，及时准确的监测出当前电压这一重要物理量便显得尤为重要。
基于Arduino和LCD5110显示的带系统时间的电压表
基于Arduino和LCD5110显示的带系统时间的电压表1功能基于Arduino进行电位器的电压调节，通过程序解析电压值并通过诺基亚LCD5110屏幕进行实时显示，同时调用系统时间显示出该系统当前的运行时间。
2 工作原理通过电位器改变Arduino模拟端口电压，通过analogRead函数读取端口电压数值并进行显示。
该实例主要实现了三个功能：1、读取并计算端口电压；2、LCD5110屏幕显示；3、调用系统时间函数显示系统运行时间。
3 需要的组件Arduino uno x1；电位器 x1；LCD5110屏幕x1；导线若干4连线图1 LCD5110引脚说明图2 电路连接示意图5完整代码#include <LCD5110_Basic.h> //注意使用Arduino IDE1.0环境开发LCD5110 myGLCD(3,4,5,6,7);extern uint8_t SmallFont[];//声明字体函数unsigned long millis();//声明获取系统时间函数float num;//定义电压值存储变量为浮点型数据int potpin=0; //定义模拟接口0int val=0; //将定义变量val,并赋初值0int v;//映射转换电压void setup(){myGLCD.InitLCD(); //Intializing LCD}void loop(){val=analogRead(potpin); //读取模拟接口0 的值，并将其赋给valv=map(val,0,1023,0,500);num=(float)v/100.00;myGLCD.setContrast(60); //设置对比度myGLCD.setFont(SmallFont);myGLCD.print("The Voltage :",LEFT,0); //暂不支持汉字字符myGLCD.printNumF(num, 2,CENTER,16); //显示保留小数点后两位的数，位点是8的整数倍有效myGLCD.print("V",RIGHT,16);myGLCD.print("System Time",RIGHT,32);myGLCD.printNumI(millis()/1000, RIGHT,40); //计时系统运行时间，单位sdelay(1000);myGLCD.clrScr();}6 实物成品运行效果。
基于Arduino的电压有效值测量电路设计与实现v
综合实验1一、实验题目基于Arduino的电压有效值测量电路设计与实现二、项目背景Arduino是源自意大利的一个基于开放原始码的软硬件平台，该平台包括一片具备简单I/O功效的电路板以及一套使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。
Arduino 可用来开发独立运作、并具互动性的电子产品，也可以开发与PC相连的周边装置，同时能在运行时与PC上的软件进行交互。
Arduino的电路板硬件可以自行焊接组装，也可以购买已组装好的成品；而开发环境软件则可通过网络免费下载与使用。
目前Arduino的硬件部分支持Atmel的A Tmega 8、ATmega 168、ATmega 328等微处理器。
此外，Arduino方案获得2006年Prix Art Electronica电子通讯类方面的荣誉奖。
Arduino的硬件电路参考设计部分是以知识共享（Creative Commons；CC）形式提供授权，相应的原理图和电路图都可以从Arduino网站上获得。
Arduino特点：●开放原始码的电路图设计，程式开发界面免费下载，也可依需求自己修改；●具有多通道的数字I/O、模拟输入、PWM输出；●具有10bit的ADC；●Arduino 可使用ISCP线上烧入器，自行将新的IC芯片烧入“bootloader”；●可依据官方电路图，简化Arduino模组，完成独立运作的微处理控制；●可快速、简单、方便地与传感器、各式各样的电子元件、电子电路进行连接；●支援多样的互动程序，如Flash、Max/Msp、VVVV、Processing等；●使用低价格的微处理控制器；●可通过USB接口供电。
三、实验目的1、熟悉Arduino最小系统的构建和使用方法；2、掌握峰值半波整流电路的工作原理；3、根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数；4、画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）；5、熟悉计算机仿真方法；6、熟悉Arduino系统编程方法。
Arduino教程及简明例程
Arduino教程一：数字输出Arduino, 教程11 Comments »Arduino的数字I/O被分成两个部分，其中每个部分都包含有6个可用的I/O管脚，即管脚2到管脚7和管脚8到管脚13。
除了管脚13上接了一个1K的电阻之外，其他各个管脚都直接连接到ATmega上。
我们可以利用一个6位的数字跑马灯,来对Arduino数字I/O的输出功能进行验证，以下是相应的原理图:电路中在每个I/O管脚上加的那个1K电阻被称为限流电阻，由于发光二极管在电路中没有等效电阻值，使用限流电阻可以使元件上通过的电流不至于过大，能够起到保护的作用.该工程对应的代码为：int BASE = 2;int NUM = 6；int index = 0;void setup()｛for (int i = BASE； i 〈 BASE + NUM；i ++）｛pinMode(i, OUTPUT)；｝｝void loop（){for (int i = BASE； i 〈 BASE + NUM； i ++）｛digitalWrite（i, LOW)；｝digitalWrite(BASE + index， HIGH）;index = （index + 1) % NUM;delay(100)；}下载并运行该工程，连接在Arduino数字I/O管脚2到管脚7上的发光二极管会依次点亮0。
1秒，然后再熄灭:这个实验可以用来验证数字I/O输出的正确性。
Arduino上一共有十二个数字I/O管脚,我们可以用同样的办法验证其他六个管脚的正确性，而这只需要对上述工程的第一行做相应的修改就可以了：int BASE = 8;SEP 01Arduino教程二：数字输入Arduino, 教程 3 Comments »在数字电路中开关（switch）是一种基本的输入形式，它的作用是保持电路的连接或者断开。
Arduino从数字I/O管脚上只能读出高电平(5V)或者低电平（0V），因此我们首先面临到的一个问题就是如何将开关的开/断状态转变成Arduino能够读取的高/低电平.解决的办法是通过上/下拉电阻，按照电路的不同通常又可以分为正逻辑（Positive Logic）和负逻辑（Inverted Logic）两种。
arduino实验原理
arduino实验原理Arduino实验原理Arduino是一种开源的电子原型平台，由一个硬件和一个软件组成。
它使用简单的硬件和易于使用的软件，可以帮助人们快速实现各种电子项目。
本文将介绍Arduino实验的原理，并探讨其在电子实验中的应用。
一、Arduino硬件Arduino硬件由一个微控制器和一些输入/输出引脚组成。
微控制器是Arduino的大脑，它负责读取输入信号、执行程序和控制输出。
Arduino板上的引脚用于连接传感器、执行器和其他外部设备。
二、Arduino软件Arduino软件（也称为IDE）是编程Arduino的工具。
它基于简单易学的C语言，并提供了丰富的库函数，使编程变得更加容易。
用户可以通过Arduino软件将程序上传到Arduino板上，从而实现对硬件的控制。
三、Arduino实验原理1. 电路连接在进行Arduino实验之前，首先需要将电路进行连接。
根据实验的需求，选择合适的传感器、执行器和其他元件，并将它们与Arduino板上的引脚连接。
通过正确连接电路，可以实现传感器数据的读取和执行器的控制。
2. 程序编写编写程序是Arduino实验的核心部分。
通过Arduino软件，用户可以编写程序来控制Arduino板上的硬件。
在编写程序时，需要使用C语言和Arduino提供的库函数。
用户可以根据实际需求，编写相应的代码来实现各种功能。
3. 上传程序编写完程序后，需要将程序上传到Arduino板上。
通过Arduino 软件，用户可以将程序通过USB接口上传到Arduino板上的微控制器。
上传完成后，Arduino板将开始执行程序，实现对硬件的控制。
4. 监测与调试在实验过程中，用户可以通过串口监视器来监测程序的运行情况。
串口监视器可以显示程序输出的信息，帮助用户调试程序。
通过观察串口监视器的输出，用户可以判断程序是否正常运行，并对程序进行调试。
四、Arduino实验的应用Arduino实验可以应用于各种领域，包括科学研究、工程设计和创客教育等。
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综合实验1
一、实验题目
基于Arduino的电压有效值测量电路设计与实现
二、项目背景
Arduino是源自意大利的一个基于开放原始码的软硬件平台，该平台包括一片具备简单I/O功效的电路板以及一套使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。
Arduino 可用来开发独立运作、并具互动性的电子产品，也可以开发与PC相连的周边装置，同时能在运行时与PC上的软件进行交互。
Arduino的电路板硬件可以自行焊接组装，也可以购买已组装好的成品；而开发环境软件则可通过网络免费下载与使用。
目前Arduino的硬件部分支持Atmel的A Tmega 8、ATmega 168、ATmega 328等微处理器。
此外，Arduino方案获得2006年Prix Art Electronica电子通讯类方面的荣誉奖。
Arduino的硬件电路参考设计部分是以知识共享（Creative Commons；CC）形式提供授权，相应的原理图和电路图都可以从Arduino网站上获得。
Arduino特点：
●开放原始码的电路图设计，程式开发界面免费下载，也可依需求自己修改；
●具有多通道的数字I/O、模拟输入、PWM输出；
●具有10bit的ADC；
●Arduino 可使用ISCP线上烧入器，自行将新的IC芯片烧入“bootloader”；
●可依据官方电路图，简化Arduino模组，完成独立运作的微处理控制；
●可快速、简单、方便地与传感器、各式各样的电子元件、电子电路进行连接；
●支援多样的互动程序，如Flash、Max/Msp、VVVV、Processing等；
●使用低价格的微处理控制器；
●可通过USB接口供电。
三、实验目的
1、熟悉Arduino最小系统的构建和使用方法；
2、掌握峰值半波整流电路的工作原理；
3、根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数；
4、画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）；
5、熟悉计算机仿真方法；
6、熟悉Arduino系统编程方法。
四、实验要求
设计实现Arduino最小系统，并基于该系统实现对正弦波电压有效值的测量和显示。
1、基本要求
（1）实现Arduino最小系统，并能下载完成Blink测试程序，驱动Arduino数字13口LED闪烁；
（2）电源部分稳定输出5V工作电压，用于系统供电；
（3）设计峰值半波整流电路，技术指标要求如下：
●输入信号电压范围：0～1V；
●频率范围：500Hz～2KHz；
●电源电压：5V；
（4）采用Arduino最小系统读取峰值半波整流电路的输出结果，并计算正弦波电压有效值；
（5）测量出的有效值通过Arduino串口监视器进行读取。
2、提高要求
（1）用数码管显示正弦信号有效值的测量结果；
（2）用Arduino最小系统直接读取正弦信号计算有效值，比较不同测试方法的测量误差；
（3）自拟其他功能。
3、提交材料
（1）实验报告（含仿真结果、原理图）
（2）峰值半波整流等相关电路的仿真文件；
（3）Arduino程序；
（4）电路原理图文件。
五、实验考核
在题目的完成过程中，进行分阶段考核：
1、检查电源电路部分，输入7~10V，测量输出结果；
2、检查Arduino最小系统的完成情况，可以驱动数字13口LED的Blink闪烁；
3、检查峰值半波整流电路输出，用示波器测量是否满足电压和频率范围要求；
4、检查整流滤波电路，用示波器测量是否满足电压和频率范围要求；
5、完成系统设计，检查Arduino最小系统读取的正弦波电压有效值，并与示波器或者毫伏表的测量结果进行比较；
6、检查电路各个模块搭接的电路是否合理及规范；
7、检查电路设计过程中仪器及材料的使用情况。
六、设计思路提示
1、系统组成框图
Arduino电压有效值测量电路包括峰值半波整流电路、最小系统、显示、稳压电路四部分（图1），其中最小系统包括微处理器、振荡电路、下载电路和测试电路。
图1 Arduino应用系统
2、Arduino最小系统的设计与实现
各个Arduino产品其实都是对Arduino最小系统的各种功能扩展与集成，万变不离其宗，如果自己会做Arduino最小系统，就可以很方便地定制出特殊功能的专用Arduino。
我们就用市面上最常见的ATMEGA8芯片来介绍怎样自己搭建一个最小系统，DIP封装的ATMEGA8芯片的引脚图如图2所示。
图2 ATMEGA8引脚图
一个最小系统只需要一个16M晶振与两个22PF电容，按照图3连接9、10引脚即可。
图3 Arduino最小系统
最小系统的硬件部分很简单，但是Arduino并不单单是硬件，一定要有配套的软件，需要使用Arduino IDE（集成开发环境）把Bootloader下载进入这个最小的硬件系统中。
USBtinyISP是一款为AVR单片机设计的基于USB接口的ISP下载线，使用它可以为大部分AVR单片机下载程序。
在Arduino IDE中，USBtinyISP是被Arduino支持的下载线，可以用来下载Bootloader。
安装USBtinyISP所需要的驱动程序后，在系统的硬件管理器中，能够找到“USBtinyISP AVR Programmer”，表明该下载线已经可以使用，并可同时为Arduino供电。
用6芯的连接线将USBtinyISP和Arduino上的ICSP按照图4连接，实物连接图参考图5。
图4 ICSP连接
图5 Arduino最小系统实物连接图
通过Arduino IDE，点击“烧写Bootloader”，就可以看到下载器的BUSY灯开始亮，大约不到1分钟，Bootloader就下载好了。
然后打开Arduino IDE官方例程Blink代码进行Arduino最小系统的测试，如果D13引脚接上一个LED，就会有闪烁的效果。
Arduino最小系统，只是一个系统运行的最低要求，其他可以根据自己的实际需要进行扩展，做出自己个性化的Arduino。
3、峰值半波整流电路
（1）半波整流电路
图6为精密半波整流电路，它属于反相型运放电路。
当正弦波输入电压U i为正极性时，运放输出U o1为负极性，二极管D2导通、D1截止，输出电压U o为0；当输入电压U i为负
极性时，运放输出U o1为正极性，此时D1导通、D2截止，电路处于反相比例运算状态，输出电压U O = -U i Rf/Ri。
图6 半波整流电路
（2）电容滤波电路
交流电经过整流后得到的是脉动直流，采用滤波电路可以大大降低这种交流纹波成分，让整流后的波形变得比较平滑，如图7所示。
通过整流滤波电路得到电压的峰峰值等于2倍电压有效值。
图7 电容滤波电路
4、电源电路
系统实现后可以通过USB供电，也可以外接电源或者采用9V电池供电。
为了保证系统的可靠和稳定，在外接电源和电池时，需要设计电源稳压电路，提供5V直流电压用于Arduino最小系统和显示部分工作，单片集成稳压器是常用的稳压器件之一。
七、实验仪器及元件
综合实验过程考核统计表
课程名称实验题目班级姓名学号。