对50HZ正弦交流信号有效值的测量_单片机
三相电源检测
三相电源检测系统设计三相电源检测系统设计摘 要本设计采用AT89C51单片机实现三相电压与电流的检测。
该设计可检测三相交流电压（AC220V×3）及三相交流电流（A、B、C 线电流0～5A）。
本系统的变压器、放大器、A/D 转换和计算产生的综合误差满足5%的精度要求。
输出采用128×64 LCD 方式显示，单片机电源部分直接由AC220V 交流电经整流、滤波、稳压供电。
系统采用数字时钟芯片和8kB 的RAM 进行存储器的扩展。
关键词关键词：：三相交流电 AD 转换 变压器 LCD 显示 8KB RAM1.引言当前电力电子装置和非线性设备的广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生严重畸变，电能质量受到严重的影响和威胁；同时，各种高性能家用电器、办公设备、精密试验仪器、精密生产过程的自动控制设备等对供电质量敏感的用电设备不断普及对电力系统供电质量的要求越来越高，电能质量问题成为各方面关注的焦点，电能质量检测是当前的一个研究热点，有必要对三相电信号进行采样，便于进一步分析控制。
目前，精度要求不高的交流数字电压表大多采用平均值原理，只能测量不失真时的正弦信号有效值，因此受到波形失真的限制而影响测量精度和应用范围。
真有效值数字仪表可以测量在任何复杂波形而不必考虑波形种类和失真度的特点以及测量精确度高、频带范围宽、响应速度快的特点而得到广泛应用。
提高系统的测量精度、稳定性特性是设计中的关键。
真有效值的数字电压数字电压表和以往的仪表有所不同的是可以检测波形复杂的三相交流电压电流。
这些都是以单片机为基础的智能化仪表，同时充分表明单片机是一个应用于对象体系的智能化工具。
本设计用单片机进行三相电压与电流的硬件检测系统。
该系统检测三相交流电压（AC220V×3）及三相交流电流（A、B、C线电流0～5A）。
本系统的变压器、放大器、A/D转换和计算产生的综合精度满足5%要求。
输出显示采用128×64点阵的LCD，单片机电源由AC220V交流供电通过变压与整流稳压电路实现。
交流信号真有效值数字测量方法
第34卷 第2期2006年 2月 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版)J.Huazhong Univ.of Sci.&Tech.(Nature Science Edition )Vol.34No.2 Feb. 2006收稿日期:2005203204.作者简介:徐 垦(19582),男,副教授;武汉,华中科技大学电气与电子工程学院(430074).E 2m ail :kenxu @交流信号真有效值数字测量方法徐 垦(华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉430074)摘要:提出了一种新的交流信号真有效值数字测量方法.交流信号被逐个周波地采样,而不必满足采样频率必须等于交流信号频率的整数倍或有理分数倍这一条件.通过程序先找出信号基频、采样点与过零点间的时段长,然后算出各周波的真有效值.分析表明在周波内测量点数为128时测量误差约为1×10-6,且随测量点数的增大而进一步减小.该方法提供了一种新的真有效值测量手段,具有测量过程简化、响应时间减少、可输出每个周波的真有效值等优点.关 键 词:数字测量;真有效值;整周期采样中图分类号:TM930 文献标识码:A 文章编号:167124512(2006)022*******Digital measurement for true effective value of AC signalX u KenAbstract :This paper p resented a new digital scheme for measuring t he t rue effective value of t he ac signal.The ac signal can be sampled cycle by cycle continuously wit hout t he requirement t hat t he sampling frequency must be t he integer or rational number times of t he ac signal f requency.The algo 2rit hm found t he f undamental f requency of t he signal and t he time intervals between t he sampled data and t he crossing point s ,and evaluated t he t rue effective value for each cycle.The analysis showed t he measurement error was of t he order of 1×10-6when t he sampled point s was 128in a cycle ,and de 2creased as t he sampled point s increased.The scheme provided a new technique for t rue effective value measurement s wit h simplified measurement process ,shorter response time and cycle 2by 2cycle meas 2urement outp ut.K ey w ords :digital measurement ;t rue effective value ;synchronous samplingXu K en Assoc.Prof.;College of Elec.&Elect ro.Eng.,Huazhong U niv.of Sci.&Tech.,Wu 2han 430074,China. 利用数字测量技术对交流信号有效值进行准确测量具有重要意义[1～3].测量交流信号的数字测量方法主要有峰值测量法、平均值测量法和纯计算法.峰值测量法和平均值测量法只能用于无谐波的纯正弦信号场合,其测得的值不是真有效值[2,3].纯计算法只要满足奈奎斯特采样频率条件[4～7]就可测得真有效值.但在使用传统的纯计算法时,数字测量系统必须满足所谓的整周期采样条件,即交流信号的周期必须等于采样周期的整数倍或有理分数倍,否则该方法求得的值就不符合真有效值的定义[5～9].这使整个工作过程变得复杂,同时加大了时间滞后和测量误差.本文提出了一种新的交流信号真有效值数字测量方法.该方法避开了传统纯计算法要求整周期采样这一限制条件,克服了整周期采样带来的缺点.1 工作原理交流信号有效值定义为[3,5～7]X eff =sqr∫Tx 2(t )d tT ,(1)式中:x (t )为被测交流信号;X eff 为对应的有效值;t 是时间;T 是交流信号的周期;sqr ()代表取平方根.式(1)给出的有效值包含了基波和谐波的共同贡献.通常称这种有效值为真有效值,有时也称为方均根值.对于数字测量系统,式(1)变成 X eff =sqr ((x 2m (1)+x 2m (2)+…+x 2m (N ))/N ),(2)式中:x m (k )为交流信号在k T s 时刻的采样值(也称采样数据),T s 为采样周期,下标m 代表该采样值采自交流信号的第m 个周波,k 代表在第m 个周波内的第k 次采样(k =1,2,…,N );N 是在交流信号一个周期内的采样次数或采样点数.只要T s 满足奈奎斯特采样频率条件,式(2)给出的值也是真有效值.用式(2)计算有效值时,采样周期必须满足整周期采样条件:L T s =T (L 为整数或有理分数),(3)即交流电量的周期必须等于采样周期的整数倍或有理分数倍[5～9].为消除整周期采样条件的限制,特提出如下有效值计算式,以取代式(2): X eff =sqr ((x 2m (1)ζm +x 2m (2)+…+x 2m (N m ))/(N m -1+ζm +ηm ));(4)ζm =x m (1)/(x m (1)+|x m-1(N m-1)|);(5)ηm =|x m (N m )|/(x m+1(1)+|x m (N m )|),(6)式中:N m 是在交流信号第m 个周波内的采样次数或采样点数;ζm 和ηm 为两个参数.在本文的叙述中变量或参数的下标m 代表对应变量或参数与交流信号第m 个周波有关,例如x m (k )代表交流信号第m 个周波内第k 个采样值,x m +1(k )代表交流信号第m +1个周波(即下一个周波)内第k 个采样值,依次类推.图1给出了一般情况下被测交流信号与采样图1 交流信号当前周波与采样点之间的时间关系点之间的时间关系,其中P m ,P m +1为曲线由负变正的过零点,x m (k )到x m (k +1)(k =1,2,…,N m -1)的时间间隔均为T s ,x m (1)与P m 间隔为ζm T s ,x m (N m )与P m +1间隔为ηm T.这时采样周期并不一定满足整周期采样条件,于是第m 周波的第一个采样点x m (1)与该周波起始处的由负变正过零点P m (图1)的时间间隔一般不为零,而为ζm T s ,第m 周波的最后一个采样点x m (N m )与该周波结束处的由负变正过零点,即第m +1周波起始处的由负变正过零点P m +1(图1)的时间间隔一般不为T s ,而为ηm T s ,这里0≤ζm <1,0<ηm ≤1,且ζm +ηm ≠1.这样式(2)分子中求和式的第一项x 2m (1)不应与T s 相乘,而应乘以ζm T s .同时分母也不是采样周期的整数倍N m T s ,而为(N m -1)T s +(ζm +ηm )T s ,该值恰好等于交流信号的周期.经过上述两个变动并消去T s 后,式(2)即成为式(4).显然,当ζm =0,ηm =1时,x m (1)=0,x m +1(1)=0,式(4)退化为式(2),采样系统重新满足整周期采样条件.ζm ,ηm 的值由式(5)和(6)计算.图2给出了图2 交流信号在由负变正过零点P m 附近的曲线形态(ζm /ηm -1≈x m (1)/|x m -1(N m -1)|)交流信号在由负变正过零点P m 附近的曲线形态.由图可见,在P m 点附近曲线近似为直线.事实上,当x =0时,有tan (x )=x ;(7)sin (x )=x.(8)当x 偏离零但很接近零时,式(7)和(8)仍近似成立.正弦曲线可看作直线.在P m 点用直线代替正弦曲线后,有ζm /ηm -1=x m (1)/|x m -1(N m -1)|,又因为ζm +ηm -1=1,联立求解,得ζm =x m (1)/(x m (1)+|x m-1(N m-1)|);(9) ηm-1=|x m-1(N m-1)|/(x m (1)+|x m-1(N m-1)|).同理,在P m +1点,有ζm+1=x m+1(1)/(x m+1(1)+|x m (N m )|);ηm =|x m (N m )|/(x m+1(1)+|x m (N m )|).(10)式(9)和(10)分别就是式(5)和(6)的另一种形式.注意,这里每个周波的采样点数可能不同,即N m -1不一定等于N m .・25・ 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第34卷2 测量步骤将当前周波命名为第m周波,于是刚过去的上一个周波为第m-1周波,下一个周波为第m+ 1周波.设测量系统中的数据存储器含有下列存储单元:A单元,存放上一个周波的最后一个采样数据;B单元,存放当前周波的上一次采样数据; C单元,存放当前周波的当前采样数据;D单元,存放当前周波的采样次数;E单元,存放式(4)分子中求和累加值;ζ单元,存放式(5)计算结果;η单元,存放式(6)计算结果.系统以固定的采样周期T s采样,具体的T s的值只需按照Nyquist采样频率要求和具体仪器的测量要求来确定,而不管其是否满足式(3)给出的整周期采样条件.设第m-1周波刚过去,测量系统已采样获得x m(1),并已依据式(9)求出ζm及ηm-1.当前时刻各存储单元所存内容如下:A单元,x m-1 (N m-1);B单元,x m(1);C单元,x m(1);D单元, 1;E单元,x m2(1)ζm;ζ单元,ζm;η单元,ηm-1.当前周波有效值的测量过程如下.a.测量系统继续按T s启动A/D转换器,对当前周波采样,得采样数据x m(2).b.C=x m(2),测量系统判断x m(2)是否为正信号或零信号,若否,则将x m(2)取平方后与E单元内原有的数相加再重新存入E单元(即E= (E)+x m2(2)),将D单元内的数加1(即D= (D)+1),B=x m(2),之后到步骤c;若是,则进一步判断B单元中的x m(1)是否为负信号,若否,则E=(E)+x m2(2),D=(D)+1,B=x m(2),之后到步骤c,若是,则说明已到当前周波的末尾,此时进入步骤e.c.继续重复步骤a和步骤b的采样判断过程,即,测量系统继续按T s启动A/D转换器,对交流信号采样,依次得后续采样数据x m(3), x m(4)…,每采到一个数据,都要执行步骤d的判断操作.现假设经采样刚得到数据x m(k),下面将进入步骤d.此时各存储单元内存放的数据如下: A单元,x m-1(N m-1);B单元,x m(k-1);C单元, x m(k-1);D单元,k-1;E单元,x2m(1)ζm+ x2m(2)+…+x2m(k-1);ζ单元和η单元内容未变.d.C=x m(k),测量系统判断x m(k)是否为正信号或零信号,若否,则E=(E)+x m2(k),D= (D)+1,B=x m(k),之后到步骤c;若是,则进一步判断B单元中的x m(k-1)是否为负信号,若否,则E=(E)+x m2(k),D=(D)+1,B= x m(k),之后回到步骤c,若是,则说明已到当前周波的末尾,此时进入步骤e.e.根据步骤d的判断结果,此时的采样值已是第m+1周波的第一个采样值,即此时得到的数据实际上已是x m+1(1),而B单元中存放的上一次的采样值实际上是第m周波的最后一个采样值x m(N m),于是根据式(9),由x m+1(1)和x m(N m)算出ηm,并将ηm存入η单元(即η=ηm),然后根据E单元的值x m2(1)ζm+x m2(2)+…+ x m2(N m),η单元的值ηm,ζ单元的值ζm,D单元的值N m以及式(4)求出第m周波的真有效值.f.A=x m(N m),B=x m+1(1),D=1,依据A 单元的值x m(N m)、B单元的值x m+1(1)求出ζm+1,ζ=ζm+1,E=x m+12(1)ζm+1.g.这时已进入第m+1周波.各存储单元内存放的数据如下:A单元,x m(N m),B单元, x m+1(1),C单元,x m+1(1),D单元,1,E单元, x m+12(1)ζm+1,ζ单元,ζm+1,η单元,ηm.h.重复步骤a至步骤g依次对第m+1周波、第m+2周波…等逐个进行采样计算,就能连续获得每个周波的真有效值.从前面的叙述可见,利用式(4)～(6)求取有效值,其过程相当简单.只要获得当前周波的N m 个采样值x m(1),x m(2),…,x m(N m)以及x m-1(N m-1)和x m+1(1),就可知道当前周波的有效值.在测量系统启动时,因在启动后的第一个周波前测量系统尚未工作,无法得到式(8)所要求的x m-1(N m-1)值以及计算结果ζm值,所以第1周波地有效值无法得到.因此有效值的测量必须从第2周波开始,然后逐个周波的连续测量下去.3 误差分析根据tan x或sin x的性质,当x偏离零但很接近零时,式(7)和(8)只是近似成立,分析表明,这时产生的偏差与x的大小有关.当x分别小于0.20rad,0.10rad和0.05rad时,x与sin x或tan x的相对误差分别小于0.70%,0.20%, 0.05%.因x的大小与一个周波内的采样点数N 有关,所以x与sin x或tan x的相对误差与N也有关.计算表明,当N为8,16,32,64和128时,x 与sin x或tan x的相对误差分别小于27.00%, 5.00%,1.00%,0.30%和0.08%.可以证明,N 越大,x与sin x或tan x的相对误差越小.注意这里给出的x与sin x或tan x的相对误差并非是用・35・第2期 徐 垦:交流信号真有效值数字测量方法 式(4)计算有效值时产生的相对误差.事实上,因x与sin x或tan x之间的偏差仅对式(5)和(6)的计算结果即ζm和ηm有影响,因此x与sin x或tan x之间的偏差对最终测量结果的影响极其有限.例如在N等于128时,x与sin x或tan x的相对误差最大不超过0.08%,而受此影响用式(4)计算有效值时产生的相对误差最大不超过0.0003%,远小于x与sin x或tan x的相对误差.应指出的是,对于电力系统,N通常等于或大于128,这时不到0.0003%的有效值计算误差已远低于当今绝大多数仪表的测量误差,因此由x 与sin x或tan x之间的偏差所引起的有效值计算误差实际上可忽略不计.另一方面,在N=128的情况下,对于50Hz的工频交流信号,对应采样频率为6400Hz,两个采样点之间的时间间隔为156μs,若数字测量仪表内含微处理器,这个时间间隔足以保证当今绝大多数微处理器完成所需的计算任务.本文所述方法主要用于电力系统中工频交流电压、交流电流真有效值及有功功率的测量.该方法的优点如下:a.可测量交流信号的真有效值,而不管其是否有谐波存在;b.由于采用式(4)来计算有效值,因此不受整周期采样条件的限制,消除了整周期采样带来的缺点.使测量过程得到简化;c.因为此处不是先测信号周期再采样,而是直接采样计算,所以在每个周波过去后即可得出其有效值,延迟时间不会超过一个周波.d.可连续不断地输出每个周波的真有效值.参考文献[1]Turgel R S.Digital wattmeter using sampling method[J].IEEE Trans Instrum&Meas,1974,23(2): 3372341.[2]Turner L W.Electronics engineer′s reference book[M].4th edition.London:Newaes Butterworths Co.Ltd.,1976.[3]Hambley A R.Electrical engineering,principle andapplication[M].2nd edition.Upper Saddle River: Prentice Hall,Inc.,2002.[4]胡广书.数字信号处理[M].北京:清华大学出版社,1997.[5]Albu M,Heydt G T.On the use of rms values inpower quality assessment[J].IEEE Trans on Power Delivery,2003,18(4):158621587[6]K olanko J K.Accurate measurement of power,ener2gy,and true RMS voltage using synchronous count2 ing[J].IEEE Trans on Instrum and Meas,1993, 42(3):7522754.[7]Petrovic P,Marjanovic S,Stevanovic M.Digitalmethod for power frequency measurement using syn2 chronous sampling[M].IEE Proceedings2Electric Power Applications,1999,146(4):3832390.[8]Brigham E O.The fast fourier transform and its ap2plication[M].Englewood Cliff s:Prentice Hall, 1988.[9]Kampik M,Laiz H,Klonz parison of threeaccurate methods to measure AC voltage at low f re2 quencies[J].IEEE Trans Instrum&Meas,2000,49(2):4292433・45・ 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第34卷。
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。
51单片机测量频率的方法
51单片机测量频率的方法2012-12-10 11:1151单片机的测量频率方法有很多，这里谈的是，将被测量信号经过整形后转换成方波信号，利用单片机查询两个上升沿，在此期间根据晶体振荡器产生的周期为 Tc的脉冲送计数器进行计数，设计数值为N，则得被测量信号的周期值Tx=Tc×N，然后取其倒数即为被测量信号的频率。
当然如果利用单片机的捕捉功能，实现起来可能程序更加简练。
下面频率测量计数波形示意图程序代码如下/*-------------------------------------测量周期法的基本原理:在被测信号Ｔ内，对某一基准时间进行计数,基准时间与计数值的乘积便是被测周期. ---------------------------------------*/#include"at89x51.h"#define uint unsigned intuint count, period;bit rflag = 0; //设置周期标志void control(void){TMOD = 0x09; //T/C0为方式１，INT0 为１是启动定时器IT0 = 1; //脉冲方式（后沿负跳有效）进入中断TH0 = 0;TL0 = 0;P1_0 = 0; P1_0 = 1; //触发器清零TR0 = 1; //启动T/C0EX0 = 1; //只开外部中断１EA = 1; //开总中断}void INT_0(void) interrupt 0 using 1 //INTO中断服务{EA = 0;TR0 = 0;count = TL0 + TH0 * 256;//取计数值rflag = 1; //设标志EA = 1;}main(){control();while(rflag == 0); 、//等待一个周期period = count * 2; //fosc = 6MHz,2us计数增１，周期值单位us }。
数电课设-10Hz-50Hz正弦信号周期测量电路设计
课程设计（说明书）10Hz-50Hz正弦信号周期测量电路设计班级计算机学号学生姓名指导教师课程设计任务书课程名称数字逻辑课程设计课程设计题目10Hz-50Hz正弦信号周期测量电路设计课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标设计10Hz-50Hz正弦信号周期测量电路，该电路由脉冲整形电路、时钟产生电路、计数器、分频器和显示电路组成，其原理框图如图1所示。
图1周期测量电路的原理框图二、设计要求1．计数器的最大值为500。
2．时钟电路的周期为1mS。
3．用LED数码管显示。
4．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。
5．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
三、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用multisim软件仿真。
2．进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2013年五、按照要求撰写课程设计报告成绩评定表：指导教师签字：2015 年7 月19 日一、概述本课程设计要求设计一个10Hz-50Hz正弦信号周期测量电路,要求计数器的最大值为500,基础时钟的周期为1mS,用LED数码管显示结果。
其原理为用三五定时器产生时钟信号，同时用脉冲整形电路使待测信号的整个周期输出为高电平，并把时钟信号与整形后的待测信号叠加，记录在整形后的待测信号的高电平内时钟信号的个数，用此个数与时钟信号的周期相乘，既得出待测信号的周期大小。
二、方案论证脉冲整形电路分频器计数器显示电路时钟产生电路图1周期测量电路的原理框图整个电路的模块图如上图所示，分为五个部分。
为脉冲整形电路，分频器，显示电路，计数器和时钟产生电路。
脉冲整形电路是把待测信号的一个周期转变成高电平输出。
分频器的作用是增大信号周期，减小信号频率，使得频率较高的待测信号频率减小，提高测量的准确度。
时钟产生电路的原理是由555定时器构成，产生周期为1mS的时钟信号。
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50hz正弦波有效值的测量
1.1 信号搜集模块
对于我们做的设计而言，信号搜集模块采用的是三组串并联的电阻进行分 压，从而让输出的电压小于 5V，这样做的原因是我们选区的 A/D 转换所使用的 芯片为 TLC549，该芯片的电压不能高于 6V，因此对于输入的电压要进行相应的 处理。
图 1 信号采集图
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武汉理工大学《单片机原理与应用》课程设计说明书
对于有效值的测量，一般上来说有以下几种常用的方法： 1）采用二极管整流电路，再通过峰值检波电路测得峰值，然后根据波形因 数求得相应的有效值； 2）利用单片机控制 A/D 对一个周期内的信号进行连续多点采样，然后在软 件中根据有效值计算公式求均方根就可得到有效值； 3）采用专用有效值检测芯片如 AD736 直接将交流信号转换直流有效值信 号。 这三种方法，方案 1 硬件电路较复杂，且能测得的波形有限，对不同的波形 还需根据其波形因数采取不同的换算关系。方案 2 软件计算，编程难度不大，而 方案 3 软硬件都较简单，但是资金投入比较大，因此，综合以上考虑，我们选区 的方案与方案 2 相似，加以了一点改进。 设计上分为四个模块：信号搜集模块、A/D 转换模块、控制模块、LCD 显示 模块，以下是各个模块的详细介绍。
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）。
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。
单片机测量兆赫兹的方法
单片机测量兆赫兹的方法我折腾了好久单片机测量兆赫兹的方法，总算找到点门道。
一开始的时候我真的是瞎摸索，啥都不太懂就硬着头皮上。
我先想到的是用定时器来测，定时器大家知道吧，就好比是一个小闹钟。
我想着设置好这个闹钟，让它在固定的时间内记数，根据这个记数就能算出频率。
我就这么试啊，把定时器的初始值啥的都设置好，感觉自己想得特别美。
但结果呢，各种错误。
后来我才发现，这个晶振频率对计时的影响我没考虑周全。
就像做菜一样，盐放少了味道不对，我这个晶振频率没考虑好，整个测量结果就完全不对。
我又换了种方法，想利用外部中断来弄，感觉就像是给单片机设置了个小监听器。
外部有信号变化的时候就触发中断，然后记录下时间。
可这里面的问题也不少，比如中断响应时间不是自己想当然的那么精确。
这就好比你以为快递员会准时把包裹送到，结果他路上耽搁了，就没法按照预计的时间到达。
我又是各种调试，把能想到的影响中断的因素都考虑进去。
像有没有其他设备干扰啦，中断优先级设置得合理不合理啦。
后来我发现还有一种专门的计数器模块可以用来测量频率。
这个计数器就像是一个特别精准的记数员，只要设置好了，它就能很好地记数。
但是要特别注意它的计数范围啊。
就像是装东西的袋子，容量有限，要是超出了它能计的数，那就不行了。
为了准确测量兆赫兹，我对这个计数器模块的时钟源也做了精细挑选。
比如你要长途旅行，你得选个合适的交通工具，这个时钟源得适配要测量的频率范围才行。
我还不确定我这些方法是不是最优的，但这些都是我在实践中摸索出来的。
比如我做定时器的时候，以为只设置好记数模式就万事大吉，结果忽略了初始值和晶振配合的奥秘。
要是你也在弄单片机测量兆赫兹，千万要多注意这些细节。
还有就是每做一步都要仔细核对，像我用外部中断的时候，中间因为有一个注册中断的函数代码顺序写错了，就导致完全得不到正常的结果。
这就好比盖房子，砖头砌错了位置，整个房子都会歪。
总之就得多尝试，多考虑可能影响结果的各个因素。
数电课设-10Hz-50Hz正弦信号周期测量电路设计
课程设计（说明书）10Hz-50Hz正弦信号周期测量电路设计班级计算机学号学生姓名指导教师课程设计任务书课程名称数字逻辑课程设计课程设计题目10Hz-50Hz正弦信号周期测量电路设计课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标设计10Hz-50Hz正弦信号周期测量电路，该电路由脉冲整形电路、时钟产生电路、计数器、分频器和显示电路组成，其原理框图如图1所示。
图1周期测量电路的原理框图二、设计要求1．计数器的最大值为500。
2．时钟电路的周期为1mS。
3．用LED数码管显示。
4．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。
5．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
三、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用multisim软件仿真。
2．进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2013年五、按照要求撰写课程设计报告成绩评定表：指导教师签字：2015 年7 月19 日一、概述本课程设计要求设计一个10Hz-50Hz正弦信号周期测量电路,要求计数器的最大值为500,基础时钟的周期为1mS,用LED数码管显示结果。
其原理为用三五定时器产生时钟信号，同时用脉冲整形电路使待测信号的整个周期输出为高电平，并把时钟信号与整形后的待测信号叠加，记录在整形后的待测信号的高电平内时钟信号的个数，用此个数与时钟信号的周期相乘，既得出待测信号的周期大小。
二、方案论证脉冲整形电路分频器计数器显示电路时钟产生电路图1周期测量电路的原理框图整个电路的模块图如上图所示，分为五个部分。
为脉冲整形电路，分频器，显示电路，计数器和时钟产生电路。
脉冲整形电路是把待测信号的一个周期转变成高电平输出。
分频器的作用是增大信号周期，减小信号频率，使得频率较高的待测信号频率减小，提高测量的准确度。
时钟产生电路的原理是由555定时器构成，产生周期为1mS的时钟信号。
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。
50HZ正弦交流信号有效值的测量
2.1 电阻分压以及阻抗匹配模块
由于题目所要求的电压范围为 0~15V，大于一般芯片的测量范围，因此采用 两个 10K 的电阻进行分压，使输入信号衰减一半，如图 2 所示，衰减后的信号
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小二货电子工作室：https:///?spm=a230r.7195193.1997079397.2.5t9HIn
图 5 单片机控制及显示电路
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小二货电子工作室：https:///?spm=a230r.7195193.1997079397.2.5t9HIn
3 程序框图
如图 7 所示，是此系统的程序流程框图。
开始
初始化 LCD1602
初始化定时器
等待中断
否
定时到达设定 时间
Hale Waihona Puke 小二货电子工作室：https:///?spm=a230r.7195193.1997079397.2.5t9HIn
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
void set_time() {
//定时 1ms EA = 1; TMOD |= 0X01; TH0 = (65536-1000)/256; TL0 = (65536-1000)%256; EA = 1; ET0 = 1; TR0 = 1; TF0 = 0;
对50HZ正弦交流信号有效值的测量 单片机
目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................................. I I 1设计任务. (1)1.1设计要求 (1)1.2理论分析 (1)2硬件电路设计 (2)2.1有效值测量模块 (2)2.2 A/D转换模块 (3)2.3单片机控制模块 (4)2.4显示模块 (5)2.5总体电路设计 (6)3程序设计 (7)3.1程序框图 (7)3.2源程序 (8)4软件仿真 (13)5心得体会 (15)参考文献 (16)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设计任务1.1设计要求设计并实现对50HZ正弦交流信号有效值的测量，要求输入信号0-15V, 测量显示的分辨率为0.01, 误差<0.02。
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。
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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）。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器.Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。
这些功能是：（1）原理布图.（2）PCB自动或人工布线.（3）SPICE电路仿真.革命性的特点 :（1）互动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。
（2）仿真处理器及其外围电路可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。
还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。
配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。
在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和程。
PROTEUS是单片机课堂教学的先进助手.PROTEUS不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。
前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。
这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。
课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。
由于PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台随着科技的发展，“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。
它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。
可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。
相信在单片机开发应用中PROTEUS也能茯得愈来愈广泛的应用。
使用Proteus 软件进行单片机系统仿真设计, 是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力；在单片机课程设计和全国大学生电子设计竞赛中，我们用Proteus开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。
实践证明，用Proteus进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。
因此，Proteus 有较高的推广利用价值。
2.设计任务2.1设计要求设计并实现对50HZ正弦交流信号有效值的测量，要求输入信号0-15V, 测量显示的分辨率为0.01, 误差<0.02。
2.2理论分析方案一：利用数字测量技术对交流信号有效值进行准确测量。
测量交流信号的数字测量方法主要有峰值测量法、平均值测量法和纯计算法。
其中纯计算法公式为：V RMS=1TV2tTdt方案二：利用采用有效值检测芯片AD736直接将交流信号转换直流有效值信号。
方案比较：方案一中峰值测量法和平均值测量法只能用于无谐波的纯正弦信号场合，其测得的值不是真有效值。
纯计算法只要满足奈奎斯特采样频率条件就可测得真有效值，但在使用传统的纯计算法时，数字测量系统必须满足所谓的整周期采样条件，即交流信号的周期必须等于采样周期的整数倍或有理分数倍，否则该方法求得的值就不符合真有效值的定义。
这使整个工作过程变得复杂，同时加大了时间滞后和测量误差。
方案二设计精度比较高，能够符合设计要求。
故综合考虑选择方案二。
设计流程图如图1所示图1 设计流程图3硬件电路设计3.1有效值测量模块有效值测量模块以AD736芯片为核心，根据初始信号的大小选择不同衰减倍数后输入AD736，初始信号在0—200mV内不衰减，200mV—2V内衰减10倍，2V —15V内衰减100倍。
AD736是经过激光修正的单片精密真有效值AC/DC转换器。
其主要特点是准确度高、灵敏性好（满量程为200mVRMS）、测量速率快、频率特性好（工作频率范围可达0～460kHz）、输入阻抗高、输出阻抗低、电源范围宽且功耗低。
最大的电源工作电流为200μA，用它来测量正弦波电压的综合误差不超过±3%。
AD736各引脚功能如下：+Vs：正电源端，电压范围为2.8～16.5V；-Vs：负电源端，电压范围为-3.2～-16.5V；COM：公共端；Vo：输出端；图2 AD736引脚图CF：输出端滤波电容，一般取10μF；Cc：低阻抗输入端，用于外接低阻抗的输入电压（≤200mV），通常被测电压需经耦合电容Cc与此端相连，通常Cc的取值范围为10～20μF。
当此端作为输入端时，第2脚VIN应接到COM；VIN：高阻抗输入端，适合于接高阻抗输入电压，一般以分压器作为输入级，分压器的总输入电阻可选10MΩ，以减少对被测电压的分流。
该端有两种工作方式可选择：第一种为输出AC+DC方式。
该方式将1脚（Cc）与8脚（COM）短接，其输出电压为效流真有效值与直流分量之和；第二种方式为AC方式。
该方式是将1脚经隔直电容Cc接至8脚，这种方式的输出电压为真有效值，它不包含直流分量。
CAV：平均电容。
它是AD736的关键外围元件，用于进行平均值运算。
其大小将直接响应到有效值的测量精度，尤其在低频时更为重要。
多数情况下可选33μF。
有效值测量模块电路如下图所示，AD736有多种典型应用电路，包括低输入阻抗方式、高输入阻抗方式下的双电源供电电路和9V 单电源供电电路。
本方案采用高输入阻抗下的双电源供电方式，该电路中的+Vs与COM、-Vs与COM之间均并联一只0.1μF的电容以便滤掉该电路中的高频干扰。
CC与COM之间并联一个10μF的电容起隔直作用。
若将图中1脚与8脚短接而使Cc失效，则所选择的就是AC+DC方式；去掉短路线，即为AC方式。
R为限流电阻， D1、D2为双向限幅二极管，超过压保护作用，选IN4148高速开关二极管。
图3 有效值测量模块电路图3.2 A/D转换模块A/D转换模块的核心是TLC549芯片，TLC549是一款8位串行A/D转换芯片，可与通用微处理器、控制器通过CLK、CS、DATA OUT三条口线进行串行连接。