真有效值电压表设计
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Yibin University
本科生毕业论文（设计）工作表
题目 二级学院 专业 学生姓名 学号 指导教师
真有效值电压表设计
物理与电子工程学院
电子信息工程
李海连
110305018
年级 2010 级
文老师
职称 导师
教务处制表 2014 年 6 月 20 日
宜宾学院本科毕业论文（设计）工作表填写说明
一、宜宾学院本科毕业论文（设计）各环节工作表由五个资料组成，要求工作表 填写完后放入宜宾学院本科毕业论文（设计）档案袋存档。五个资料名称如下：
技 术
拟 采
本事的限制较大，不能方便灵活的实现在线编程。89C51 系列单片机采用“CISC”
路 用 的复杂指令集，编程是很不灵活。而且电源电压为 5V，相比 MSP430 来说功耗还是
线 的 比较大的。
、 可
研 究
2.基于 MSP430 的 AD 采集
行 思 MSP430 系列单片机是 16 位单片机，电源电压为 1.8—3.6V。它的基本构架是 16 位构
安
2015 年 3 月 1 日-3 月 30 日：调试实物并且撰写二稿
排 及
2015 年 4 月 1 日-10 日：在指导老师指导下撰写定稿
进
2015 年 4 月 11 日：设计 PPT，准备毕业答辩
度
[1]洪利，章扬，李世宝等.MSP430 单片机原理与应用实例详解[M].北京:北京航空航
天大学出版社,2010.7:46-58.
选
以测量并正确地显示其电压有效值，但对其它波形，由于 RMS/MAD 之比不同 于正
题
意 弦，所以会产生较大的误差。计算 RMS 时，首先求行绝对值（整流电路）、第二步进
义
行平方计算；第三步是平均计算，即除以反馈回来的输出电压；最后再经滤波器得出
结果。这里很重要的一条是要求平均的时间常数要远大于待测信号的周期，这样才能
值转换法来对其进行测量，但这种方法存在着较大的理论误差，为了实现对交流信号
主
电压有效值的精密测量，并使之不受被测量波形的限制，可以采用真有效值转换技术，
要
即不通过平均这算而是直接将交流信号的有效值按比例转换为直流信号。真有效值是
研
究 通过电路对输入交流电压进行平方——求平均值——开平方的运算而得到。转换成直
要求完成日期：
年月日
学生接受任务（签名）：
接受任务日期：
年月日
3
宜宾学院本科毕业论文（设计）开题报告
（学生填写）
多数交流电压表不直接测量交流信号的电压有效值，而是采用均值检波器，实际上测
量 的是波形的绝对平均值偏差（ mean absolute deviation， MAD）。这种交流电压 表
按照正弦波的波形因数（ RMS/MAD=1.11）进行校准，因此，对于非失真的正弦波可
毕业论文（设计）作者： 时间：
（签字） 年月日
附：《普通高等学校学生管理规定》（中华人民共和国教育部令第 21 号）
第五十四条 学生有下列情形之一，学校可以给予开除学籍处分： （五） 剽窃、抄袭他人研究成果，情节严重的。
2
宜宾学院本科毕业论文（设计）任务书
（指导教师填写）
题目来源
教师科研 纵向课题（ 课题 横向课题（
性 路 架，但在总线内部还是 8 位总线。这就可以扩展 8 位和 16 位的功能模块，而且引进
论
了 F lash 程序存储器和 JTAG 技术。可实现在线编程。并且采用了 RISC 精简指令集，
证 等
相同晶振下速度比 51 快 12 倍。内部自带 12 位高精度 ADC，如果量程为 12V，那么
）
测量电压的步进值就是 20/4096 伏特，对于任意一组交流信号经 AD536 转换成直流
[2]唐继贤，杨扬.MSP430 超低功耗 16 位单片机开发实例.北京:北京航空航天大学出
参
版社,2014-.4:40-66.
考 文
[3]李智奇.MSP430 系列低功耗单片机原理与系统设计[M].西安:西安电子科技大学出
献
版社,2008.1:20-35.
目
[4] 不 祥 ， MSP430 中 文 手 册 . 百 度 文 库 ， 2010-04-27.
2015 年 4 月 20 日 指导毕业设计答辩，PPT 制作要求及答辩要求。
学生（签名）
指导教师（签名）
注：本表由被指导学生填写，指导教师签名确认。
7
保证测试的精度。
国 内 目前国内往外对交流信号的真有效值测量，已有成熟的方案，单片精密真有效值 AC/DC
概 述
外 研 转换器，专门针对真有效值的测量，现有美国 AD 公司的 AD536，以及 AD736 等芯片。 究
现 具有输入阻抗高，输出阻抗低等特点。
状
在科学实际和生产实践中，会遇到大量的非正弦波，传统测量仪表采用的是平均
信号，由 MSP430 进行 AD 采样后送至 LCD12864 显示。
研
2014 年 6 月 10 日-15 日：查阅资料，为写文献综述做准备。
究
工
2014 年 6 月 15 日-25 日：撰写文献综述，填写毕业设计任务工作表。
作
2014 年 7 月 15 日-11 月 15 日：制作实物并撰写初稿并交予指导老师批阅。
波才有效。所以为了解决非正弦波有效值的测量问题，本设计的任务是设计并制作一个简单的
真有效值电压表。
指定参考资料：
[1] 马忠梅，单片机的 C 语言 Windows 环境编程宝典[M], 北京：北京航空航天大学出版社，2003.6 [2] 唐 继 贤 ， 杨 扬 .MSP430 超 低 功 耗 16 位 单 片 机 开 发 实 例 . 北 京 : 北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社,2014-.4:40-66. [3] 李光飞,单片机 C 程序设计指导[M],北京：北京航空航天大学出版社，2003.01 [4] 康华光，电子技术基础（数字部分）（第五版），高等教育出版社，2006.01.01 [5] 罗利文//盛戈皞//张君//李喆，电气与电子测量技术(电气工程自动化专业规划教材普通高等教 育十二五规划教材)，电子工业出版社 2011.12.01
论文（设计）完成计划（含时间进度）：
2014 年 6 月 10 日-15 日：查阅资料，为写文献综述做准备。 2014 年 6 月 15 日-25 日：撰写文献综述，填写毕业设计任务工作表。 2014 年 7 月 15 日-11 月 15 日：制作实物并撰写初稿并交予指导老师批阅。 2015 年 3 月 1 日-3 月 30 日：调试实物并且撰写二稿 2015 年 4 月 1 日-10 日：在指导老师指导下撰写定稿 2015 年 4 月 11 日：设计 PPT，准备毕业答辩
内
容
流信号进行 AD 采样计算出真实电压值，最终送到 LCD12864 进行显示，从而达到设计
要求。
4
（ 方
对于本系统最重要的核心部分来说就是单片机的选择，所以原则上来说就是选择单
法
片机，对此有两种单片机可供选择：1.基于 AT89C51 系列单片的数据采集系统
、
89C51 系列单片机是 8 位单片机，其内部总线为 8 位，由于总线的结构限制导致了
（mean absolute deviation，MAD）。这种交流电压表按照正弦波的波形因数（ RMS/MAD=1.11） 进行校准，因此，对于非失真的正弦波可以测量并正确地显示其电压有效值，但对其它波形，
由于 RMS/MAD 之比不同于正弦，所以会产生较大的误差。所谓真有效值，是说无论什么样的 波形（当然有一定的限度），比如方波、三角波，测出来的都准确。非真有效值的，只对于正弦
2014 年 6 月 13 日 指导选题，师生交流，分析题目，选择毕业设计题目
2014 年 6 月 20 日 指导文献综述撰写，文献及查阅方法。文献综述的规范性格式。
2014 年 6 月 25 日 指导开题报告，填写毕业设计工作表，毕业设计过程安排
2014 年 6 月 30 日 指导初稿撰写，初稿的内容要求、格式。
毕 前业 期论 工文 作（ 小设 结计
）
二、教师评价
选题情况
难易程Leabharlann Baidu 工作量 文献查阅数量
学生完成 工作情况
文献综述 开题报告
学生工作 态度 工作完成 进度 学生工作 质量评价
论文（设计）初稿 认真 提前完成 优
偏难 较大 符合要求 规范 规范 规范
适中 合理 基本符合要求
基本规范
不规范
基本规范
不规范
教师自拟课题（√）
）
） 题目类型
理论研究（ ） 应用研究（√）
注：请直接在 所属项目括 号内打“√”
学生自拟课题（ ）
技术开发（ ）
论文（设计）选题目的、工作任务：
交流有效值在数学上是波形的均方根值（ Root Mean Square，RMS）。多数交流电压表不直 接测量交流信号的电压有效值，而是采用均值检波器，实际上测量的是波形的绝对平均值偏差
表 1 《宜宾学院本科毕业论文（设计）》诚信声明 表 2 《宜宾学院本科毕业论文（设计）任务书》 表 3 《宜宾学院本科毕业论文（设计）开题报告》 表 4 《宜宾学院本科毕业论文（设计）中期检查记录表》 表 5 《宜宾学院本科毕业论文（设计）指导教师指导记录表》 二、五个资料由学生、指导教师根据《宜宾学院本科生毕业论文（设计）工作规 程（试行）》的要求分别如实填写（不能代填，但可以用电脑打印），要求学生、指导 教师签名的栏目必须由本人亲自签名（不能用电脑打印）。 三、《宜宾学院本科毕业论文（设计）开题报告》由学生填写。 四、《宜宾学院本科毕业论文（设计）指导教师指导记录表》由学生填写，指导教 师确认。指导教师应对学生毕业论文（设计）工作的进展情况一般每周至少进行一次 检查、指导,并要求学生在表中记录对课题探讨、文献查阅及文献综述的撰写、开题、 一稿、二稿、答辩稿、答辩等毕业论文（设计）主要工作环节检查、指导的实际内容。 六、《宜宾学院本科毕业论文（设计）》原则上参照“宜宾学院本科毕业论文（设 计）撰写规范” 撰写。
1
宜宾学院毕业论文（设计） 诚信声明书
本人郑重声明： 本人所提交的毕业论文（设计）是本人在指导教师指导下独立进行研 究、写作的成果，毕业论文（设计）中所引用其他个人或集体的无论以何 种方式发表或撰写过的研究成果，均在毕业论文（设计）中加以说明；有 关教师、同学和其他人员对本文的写作、修订提出过并为我在毕业论文（设 计）中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。 本论文绝无抄袭、剽窃等现象。本人愿意无条件地接受社会和学校的 监督。
基本规范
不规范
偏易 较小 不符合要求 未完成 未完成 未完成
较认真
一般
不认真
按计划完成
延后完成
没有完成
良
中
差
存在的问题 及解决措
施
三、教研室意见
指导教师（签名）
年月日
教研室负责人（签名）
6
年月日
宜宾学院本科毕业论文（设计） 指导教师指导记录表
指导时间
指导内容
2014 年 6 月 10 日 毕业设计准备，查阅文献，收集资料，明确毕业设计要求。
2015 年 3 月 10 日 毕业设计中期检查，文献综述、初稿、工作表完成情况。
2015 年 3 月 30 日 指导二稿撰写，总体设计、硬件设计、软件设计。
2015 年 4 月 10 日 实物的制作与调试，仿真调试，软硬件联合调试。
2015 年 4 月 15 日 指导毕业设计定稿，排版与装订的规范性要求
录
http://wenku.baidu.com/view/5cbc7fec102de2bd9605888c.html
指 导 教 师 意 见
签名：
年月日
5
宜宾学院本科毕业论文（设计）学生中期汇报检查表
一、学生汇报
选题有 无变化
选题变 化原因
（已完成工作情况、工作中存在的问题、目前有什么困难、有什么建议、意见等）
本科生毕业论文（设计）工作表
题目 二级学院 专业 学生姓名 学号 指导教师
真有效值电压表设计
物理与电子工程学院
电子信息工程
李海连
110305018
年级 2010 级
文老师
职称 导师
教务处制表 2014 年 6 月 20 日
宜宾学院本科毕业论文（设计）工作表填写说明
一、宜宾学院本科毕业论文（设计）各环节工作表由五个资料组成，要求工作表 填写完后放入宜宾学院本科毕业论文（设计）档案袋存档。五个资料名称如下：
技 术
拟 采
本事的限制较大，不能方便灵活的实现在线编程。89C51 系列单片机采用“CISC”
路 用 的复杂指令集，编程是很不灵活。而且电源电压为 5V，相比 MSP430 来说功耗还是
线 的 比较大的。
、 可
研 究
2.基于 MSP430 的 AD 采集
行 思 MSP430 系列单片机是 16 位单片机，电源电压为 1.8—3.6V。它的基本构架是 16 位构
安
2015 年 3 月 1 日-3 月 30 日：调试实物并且撰写二稿
排 及
2015 年 4 月 1 日-10 日：在指导老师指导下撰写定稿
进
2015 年 4 月 11 日：设计 PPT，准备毕业答辩
度
[1]洪利，章扬，李世宝等.MSP430 单片机原理与应用实例详解[M].北京:北京航空航
天大学出版社,2010.7:46-58.
选
以测量并正确地显示其电压有效值，但对其它波形，由于 RMS/MAD 之比不同 于正
题
意 弦，所以会产生较大的误差。计算 RMS 时，首先求行绝对值（整流电路）、第二步进
义
行平方计算；第三步是平均计算，即除以反馈回来的输出电压；最后再经滤波器得出
结果。这里很重要的一条是要求平均的时间常数要远大于待测信号的周期，这样才能
值转换法来对其进行测量，但这种方法存在着较大的理论误差，为了实现对交流信号
主
电压有效值的精密测量，并使之不受被测量波形的限制，可以采用真有效值转换技术，
要
即不通过平均这算而是直接将交流信号的有效值按比例转换为直流信号。真有效值是
研
究 通过电路对输入交流电压进行平方——求平均值——开平方的运算而得到。转换成直
要求完成日期：
年月日
学生接受任务（签名）：
接受任务日期：
年月日
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宜宾学院本科毕业论文（设计）开题报告
（学生填写）
多数交流电压表不直接测量交流信号的电压有效值，而是采用均值检波器，实际上测
量 的是波形的绝对平均值偏差（ mean absolute deviation， MAD）。这种交流电压 表
按照正弦波的波形因数（ RMS/MAD=1.11）进行校准，因此，对于非失真的正弦波可
毕业论文（设计）作者： 时间：
（签字） 年月日
附：《普通高等学校学生管理规定》（中华人民共和国教育部令第 21 号）
第五十四条 学生有下列情形之一，学校可以给予开除学籍处分： （五） 剽窃、抄袭他人研究成果，情节严重的。
2
宜宾学院本科毕业论文（设计）任务书
（指导教师填写）
题目来源
教师科研 纵向课题（ 课题 横向课题（
性 路 架，但在总线内部还是 8 位总线。这就可以扩展 8 位和 16 位的功能模块，而且引进
论
了 F lash 程序存储器和 JTAG 技术。可实现在线编程。并且采用了 RISC 精简指令集，
证 等
相同晶振下速度比 51 快 12 倍。内部自带 12 位高精度 ADC，如果量程为 12V，那么
）
测量电压的步进值就是 20/4096 伏特，对于任意一组交流信号经 AD536 转换成直流
[2]唐继贤，杨扬.MSP430 超低功耗 16 位单片机开发实例.北京:北京航空航天大学出
参
版社,2014-.4:40-66.
考 文
[3]李智奇.MSP430 系列低功耗单片机原理与系统设计[M].西安:西安电子科技大学出
献
版社,2008.1:20-35.
目
[4] 不 祥 ， MSP430 中 文 手 册 . 百 度 文 库 ， 2010-04-27.
2015 年 4 月 20 日 指导毕业设计答辩，PPT 制作要求及答辩要求。
学生（签名）
指导教师（签名）
注：本表由被指导学生填写，指导教师签名确认。
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保证测试的精度。
国 内 目前国内往外对交流信号的真有效值测量，已有成熟的方案，单片精密真有效值 AC/DC
概 述
外 研 转换器，专门针对真有效值的测量，现有美国 AD 公司的 AD536，以及 AD736 等芯片。 究
现 具有输入阻抗高，输出阻抗低等特点。
状
在科学实际和生产实践中，会遇到大量的非正弦波，传统测量仪表采用的是平均
信号，由 MSP430 进行 AD 采样后送至 LCD12864 显示。
研
2014 年 6 月 10 日-15 日：查阅资料，为写文献综述做准备。
究
工
2014 年 6 月 15 日-25 日：撰写文献综述，填写毕业设计任务工作表。
作
2014 年 7 月 15 日-11 月 15 日：制作实物并撰写初稿并交予指导老师批阅。
波才有效。所以为了解决非正弦波有效值的测量问题，本设计的任务是设计并制作一个简单的
真有效值电压表。
指定参考资料：
[1] 马忠梅，单片机的 C 语言 Windows 环境编程宝典[M], 北京：北京航空航天大学出版社，2003.6 [2] 唐 继 贤 ， 杨 扬 .MSP430 超 低 功 耗 16 位 单 片 机 开 发 实 例 . 北 京 : 北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社,2014-.4:40-66. [3] 李光飞,单片机 C 程序设计指导[M],北京：北京航空航天大学出版社，2003.01 [4] 康华光，电子技术基础（数字部分）（第五版），高等教育出版社，2006.01.01 [5] 罗利文//盛戈皞//张君//李喆，电气与电子测量技术(电气工程自动化专业规划教材普通高等教 育十二五规划教材)，电子工业出版社 2011.12.01
论文（设计）完成计划（含时间进度）：
2014 年 6 月 10 日-15 日：查阅资料，为写文献综述做准备。 2014 年 6 月 15 日-25 日：撰写文献综述，填写毕业设计任务工作表。 2014 年 7 月 15 日-11 月 15 日：制作实物并撰写初稿并交予指导老师批阅。 2015 年 3 月 1 日-3 月 30 日：调试实物并且撰写二稿 2015 年 4 月 1 日-10 日：在指导老师指导下撰写定稿 2015 年 4 月 11 日：设计 PPT，准备毕业答辩
内
容
流信号进行 AD 采样计算出真实电压值，最终送到 LCD12864 进行显示，从而达到设计
要求。
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（ 方
对于本系统最重要的核心部分来说就是单片机的选择，所以原则上来说就是选择单
法
片机，对此有两种单片机可供选择：1.基于 AT89C51 系列单片的数据采集系统
、
89C51 系列单片机是 8 位单片机，其内部总线为 8 位，由于总线的结构限制导致了
（mean absolute deviation，MAD）。这种交流电压表按照正弦波的波形因数（ RMS/MAD=1.11） 进行校准，因此，对于非失真的正弦波可以测量并正确地显示其电压有效值，但对其它波形，
由于 RMS/MAD 之比不同于正弦，所以会产生较大的误差。所谓真有效值，是说无论什么样的 波形（当然有一定的限度），比如方波、三角波，测出来的都准确。非真有效值的，只对于正弦
2014 年 6 月 13 日 指导选题，师生交流，分析题目，选择毕业设计题目
2014 年 6 月 20 日 指导文献综述撰写，文献及查阅方法。文献综述的规范性格式。
2014 年 6 月 25 日 指导开题报告，填写毕业设计工作表，毕业设计过程安排
2014 年 6 月 30 日 指导初稿撰写，初稿的内容要求、格式。
毕 前业 期论 工文 作（ 小设 结计
）
二、教师评价
选题情况
难易程Leabharlann Baidu 工作量 文献查阅数量
学生完成 工作情况
文献综述 开题报告
学生工作 态度 工作完成 进度 学生工作 质量评价
论文（设计）初稿 认真 提前完成 优
偏难 较大 符合要求 规范 规范 规范
适中 合理 基本符合要求
基本规范
不规范
基本规范
不规范
教师自拟课题（√）
）
） 题目类型
理论研究（ ） 应用研究（√）
注：请直接在 所属项目括 号内打“√”
学生自拟课题（ ）
技术开发（ ）
论文（设计）选题目的、工作任务：
交流有效值在数学上是波形的均方根值（ Root Mean Square，RMS）。多数交流电压表不直 接测量交流信号的电压有效值，而是采用均值检波器，实际上测量的是波形的绝对平均值偏差
表 1 《宜宾学院本科毕业论文（设计）》诚信声明 表 2 《宜宾学院本科毕业论文（设计）任务书》 表 3 《宜宾学院本科毕业论文（设计）开题报告》 表 4 《宜宾学院本科毕业论文（设计）中期检查记录表》 表 5 《宜宾学院本科毕业论文（设计）指导教师指导记录表》 二、五个资料由学生、指导教师根据《宜宾学院本科生毕业论文（设计）工作规 程（试行）》的要求分别如实填写（不能代填，但可以用电脑打印），要求学生、指导 教师签名的栏目必须由本人亲自签名（不能用电脑打印）。 三、《宜宾学院本科毕业论文（设计）开题报告》由学生填写。 四、《宜宾学院本科毕业论文（设计）指导教师指导记录表》由学生填写，指导教 师确认。指导教师应对学生毕业论文（设计）工作的进展情况一般每周至少进行一次 检查、指导,并要求学生在表中记录对课题探讨、文献查阅及文献综述的撰写、开题、 一稿、二稿、答辩稿、答辩等毕业论文（设计）主要工作环节检查、指导的实际内容。 六、《宜宾学院本科毕业论文（设计）》原则上参照“宜宾学院本科毕业论文（设 计）撰写规范” 撰写。
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宜宾学院毕业论文（设计） 诚信声明书
本人郑重声明： 本人所提交的毕业论文（设计）是本人在指导教师指导下独立进行研 究、写作的成果，毕业论文（设计）中所引用其他个人或集体的无论以何 种方式发表或撰写过的研究成果，均在毕业论文（设计）中加以说明；有 关教师、同学和其他人员对本文的写作、修订提出过并为我在毕业论文（设 计）中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。 本论文绝无抄袭、剽窃等现象。本人愿意无条件地接受社会和学校的 监督。
基本规范
不规范
偏易 较小 不符合要求 未完成 未完成 未完成
较认真
一般
不认真
按计划完成
延后完成
没有完成
良
中
差
存在的问题 及解决措
施
三、教研室意见
指导教师（签名）
年月日
教研室负责人（签名）
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年月日
宜宾学院本科毕业论文（设计） 指导教师指导记录表
指导时间
指导内容
2014 年 6 月 10 日 毕业设计准备，查阅文献，收集资料，明确毕业设计要求。
2015 年 3 月 10 日 毕业设计中期检查，文献综述、初稿、工作表完成情况。
2015 年 3 月 30 日 指导二稿撰写，总体设计、硬件设计、软件设计。
2015 年 4 月 10 日 实物的制作与调试，仿真调试，软硬件联合调试。
2015 年 4 月 15 日 指导毕业设计定稿，排版与装订的规范性要求
录
http://wenku.baidu.com/view/5cbc7fec102de2bd9605888c.html
指 导 教 师 意 见
签名：
年月日
5
宜宾学院本科毕业论文（设计）学生中期汇报检查表
一、学生汇报
选题有 无变化
选题变 化原因
（已完成工作情况、工作中存在的问题、目前有什么困难、有什么建议、意见等）