【正文】 摘要 I 摘要 隨著時(shí)代的快速發(fā)展和技術(shù)的不斷革新 ，特別進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電子信息技術(shù)在我國(guó)有質(zhì)的飛越。人類的生產(chǎn)和生活也已經(jīng)跨入嶄新的數(shù)字化時(shí)代。在眾多的工業(yè)儀器儀表中，功率表始終在其中占據(jù)著舉足輕重的地位 ,它被廣泛的應(yīng)用于電工以及電子技術(shù)等諸多領(lǐng)域。 本文主要應(yīng)用51 系列單片機(jī)作為核心，首先進(jìn)行電壓和電流信號(hào)的采樣，其次經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換電路得到對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，將該數(shù)字信號(hào)送至已經(jīng)編寫好程序的單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算和處理，將輸入的電壓、電流和處理后的功率值顯示在 LCD 液晶屏上 。其中單片機(jī)部分的設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)中最重要 的部分，其工作流程是完成整體電路的測(cè)量、信號(hào)轉(zhuǎn)換、計(jì)算、輸出顯示，同時(shí)還可單獨(dú)顯示被測(cè)量的電壓和電流值，以及本次設(shè)計(jì)中需要測(cè)量電子元器件的功率值。 關(guān)鍵詞： 51 單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換電路 電壓 /流采樣 LCD1602 功率計(jì) ABSTRACT — II— ABSTRACT With the rapid development of the times and innovation of the technology,especially since entering the 21st century,Inter technology and electronic information technology in our country has to fly ’s production and life has entered the new digital the numerous industrial instrumentation,power meter always occupies a pivotal position in is widely used in electrical and electronic technology,and many other paper is mainly based on the single chip microputer as the core, with the appropriate external circuitry, by sampling the voltage and current, through the digital analog conversion, the analog signal into digital signal into the microcontroller, through the program, and then through the 1602 LCD display current, voltage to be measured and the power of the original. SCM is the core part of the whole design is the design of the whole circuit, measurement, conversion, display and output can be realized only on current and voltage measurements show, has been measured on electronic devices measure the power value of the electronic ponents in the design. Keyword: 51 MCU A/D converter sampling voltage current power meter LCD1602 Dynamometer 目錄 III 目錄 摘要 ........................................................... I ABSTRACT ...................................................... II 目錄 ......................................................... III 前言 .......................................................... IV 1 緒論 ......................................................... 1 設(shè)計(jì)方案 ................................................ 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ............................................... 2 2 功率計(jì)的工作原理與結(jié)構(gòu) ....................................... 3 功率表的定義 ............................................ 3 功率計(jì)的工作原理 ........................................ 3 功率計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖 ........................................ 4 3 功率計(jì)的硬件設(shè)計(jì) .............................................. 5 電流電壓的采樣 .......................................... 5 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ............................................ 6 單片機(jī)處理模塊 .......................................... 7 液晶顯示模塊電路 ....................................... 10 按鍵電路 .............................................. 11 電源模塊電路 ........................................... 12 報(bào)警電路系統(tǒng) ........................................... 12 4 功率計(jì)的硬件 測(cè)試及問題 ...................................... 14 采樣電路測(cè)量 ........................................... 14 按鍵電路的調(diào)試 ......................................... 14 功率計(jì)的誤差分析 ....................................... 14 解決 辦法 .............................................. 15 提高測(cè)量范圍 ........................................... 15 5 軟件的調(diào)試 .................................................. 16 整體軟件流程圖 ......................................... 16 軟件程序的調(diào)試 ......................................... 17 數(shù)據(jù)的校正 ............................................. 17 結(jié)論 .......................................................... 18 參考文獻(xiàn) ...................................................... 19 致謝 .......................................................... 20 附錄 1 整體電路圖 ............................................. 21 附錄 2 程序 ................................................... 22 前言 IV 前言 由于現(xiàn)代電子技術(shù)逐步的走向成熟，于此相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和各式各樣的電子元器件在工業(yè)和學(xué)習(xí)當(dāng)中也得到了廣泛而深入的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)于各種電子元器件的性能和參數(shù)要求也變得越來越高，這就推動(dòng)了電子測(cè)量技術(shù)的飛速前進(jìn)。雖然數(shù)字化測(cè)量技術(shù)成為了該領(lǐng)域的發(fā)展前沿，但是由于現(xiàn)代化的測(cè)量還處在技術(shù)革新階 段，所以這種基于單片的數(shù)字化測(cè)量?jī)x器的認(rèn)可度和普及率還處在一個(gè)有待于深度開發(fā)的水平。現(xiàn)如今，數(shù)字化已經(jīng)充斥了我們生活的世界，數(shù)字化也依然成為了這個(gè)時(shí)代發(fā)展的重要標(biāo)志，同時(shí)也集中體現(xiàn)了現(xiàn)代社會(huì)與現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的并存。如何可以將數(shù)字化時(shí)代的發(fā)展與國(guó)家的發(fā)展聯(lián)系起來，那么它就可以用來衡量我國(guó)的現(xiàn)代化技術(shù)在世界數(shù)字化技術(shù)領(lǐng)域的水平高低。可以預(yù)見，在不久的將來，數(shù)字化的應(yīng)用會(huì)廣泛的影響整個(gè)國(guó)家的各行各業(yè)，因此，我們要將數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展作為國(guó)家發(fā)展的一個(gè)重要指標(biāo)。 我國(guó)雖然是發(fā)展中國(guó)家，但是縱觀全球，我國(guó)無論是從經(jīng)濟(jì)水平、 科技水平還是國(guó)防水平都處在世界各國(guó)的前列。所以，我國(guó)的電子測(cè)量技術(shù)也應(yīng)該處于世界的領(lǐng)先地位，并且可以全方位的展現(xiàn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)、科技和國(guó)防的綜合水平。進(jìn)入到飛速發(fā)展的 21 世紀(jì)，人類思想的轉(zhuǎn)變始終跟隨著科學(xué)技術(shù)的更新?lián)Q代，世界上各個(gè)領(lǐng)域都在無時(shí)無刻的發(fā)生變革，這也印證了一句話“沒有絕對(duì)的領(lǐng)先，只有不斷地去革新”，這有這樣，才能在科技的發(fā)展浪潮中不被沖垮。特別是電子消費(fèi)已經(jīng)在各種消費(fèi)領(lǐng)域中占有重要的地位，所以可以預(yù)測(cè)，數(shù)字化的測(cè)量?jī)x器生產(chǎn)與研發(fā)在未來的幾年內(nèi)一定會(huì)迎來相當(dāng)大的發(fā)展先機(jī)和發(fā)展空間。 伴隨著經(jīng)濟(jì)的全球化 與我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，還有我國(guó)對(duì)應(yīng)用型人才的教育和培養(yǎng)，這些因素都促使我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域?qū)?shù)字化測(cè)量?jī)x器需求正在成幾何式的速度增長(zhǎng)，同時(shí)也使得電子測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)越來越繁榮。人們對(duì)這種測(cè)量?jī)x器的需求越來越大，這就預(yù)示著在未來幾年內(nèi)，數(shù)字化的電子測(cè)量市場(chǎng)會(huì)進(jìn)入一個(gè)黃金階段。 相比于電流和電壓的測(cè)量，功率的測(cè)量略顯困難和復(fù)雜，同時(shí)由于各種環(huán)境因素的影響，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的精確度降低。想要實(shí)現(xiàn)功率的測(cè)量，電路結(jié)構(gòu)必須要做到可以將兩輸入的電量進(jìn)行相乘 [2]?？紤]到以上情況，本文中所設(shè)計(jì)的功率計(jì)能夠很好的 實(shí)現(xiàn)，并擁有很高的實(shí)用價(jià)值。通過對(duì)電子元器件的電壓、電流的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)電器以及各元器件的功率的測(cè)量。從而體現(xiàn)該功率計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)實(shí)生活中的使用價(jià)值。并且通過基于單片機(jī)的功率計(jì)的設(shè)計(jì)，加深對(duì)單片機(jī)在數(shù)字化和電子化技術(shù)領(lǐng)域中處于核心地位的印象，同時(shí)也可以更加深刻的了解數(shù)字功率計(jì)的存在價(jià)值。 黑龍江八一 農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 1— 1 緒論 近年來，隨著計(jì)算機(jī)的普及，與計(jì)算機(jī)技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)也進(jìn)入到飛速發(fā)展的模式，這其中就包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)和集成電路等技術(shù)。這些技術(shù)的不斷成熟的同時(shí)，也對(duì)電力系統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)產(chǎn)生了必不可少的影響。在這些技術(shù)不 斷的應(yīng)用到人類的生產(chǎn)和生活中的同時(shí)，提高電能的測(cè)量精度，并改進(jìn)機(jī)械式功率表，以便將誤差降到最小，這些基本的要求成為今后電子測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向。所以傳統(tǒng)的機(jī)械式電能測(cè)量?jī)x器終究會(huì)被現(xiàn)代的數(shù)字化的電能測(cè)量?jī)x器所取代。在設(shè)計(jì)制作這些數(shù)字化、智能化的儀器儀表時(shí)，不僅要考慮系統(tǒng)硬件和軟件協(xié)同工作時(shí)的默契程度，還要考慮系統(tǒng)的操作性和實(shí)用性，在測(cè)量過程中的抗干擾性，以及數(shù)字儀器測(cè)量值的準(zhǔn)確性，這些系統(tǒng)的特性都成為在設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵所在。在日常的工業(yè)生產(chǎn)和電子技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，功率可以用來判斷系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，因此就需要測(cè)量元 器件的功率及其他相關(guān)參數(shù)。在數(shù)字化的測(cè)量?jī)x器出現(xiàn)以前，這些參數(shù)都是用機(jī)械式的測(cè)量方法來實(shí)現(xiàn)，這種測(cè)量方式由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)，因此必然會(huì)對(duì)測(cè)量值造成一定的誤差，同時(shí)機(jī)械的測(cè)量方式操作起來比較復(fù)雜，也容易受到外界環(huán)境的干擾，有時(shí)候還需要進(jìn)行數(shù)字換算。這樣下來，不僅浪費(fèi)了時(shí)間和人力，而且對(duì)測(cè)量工作也造成了諸多的不便。與此同時(shí)，單片機(jī)的快速發(fā)展，使其應(yīng)用到了各種數(shù)字化式測(cè)量?jī)x器的研發(fā)，各種數(shù)字化儀器儀表的相繼問世，已經(jīng)能夠很好的滿足的現(xiàn)代工業(yè)儀器對(duì)其技術(shù)參數(shù)的嚴(yán)格要求。 基于 單片機(jī) 功率計(jì)是眾多電子儀表中最常用的，相對(duì)來說也 是非常重要的智能化儀表之一 [1]。