【正文】 ............................................................................................ 4 電路電壓電流相位差電路 .............................................................................................. 5 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .................................................................................................................... 7 A／ D 轉(zhuǎn)換電路的接口設(shè)計 .......................................................................................... 7 ADC0809 芯片介紹 ....................................................................................................... 9 主控電路的設(shè)計 ................................................................................................................11 主要功能 ..........................................................................................................................11 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 .................................................................................................................11 外部引腳說明 ................................................................................................................ 12 單片機復(fù)位電路 ............................................................................................................ 13 單片機在系統(tǒng)中的應(yīng)用 ................................................................................................ 14 顯示電路 ........................................................................................................................... 15 整流電路 ........................................................................................................................... 16 2 軟件系統(tǒng)的設(shè)計 ..................................................................................... 17 主程序的設(shè)計 .................................................................................................................... 17 子程序的設(shè)計 ................................................................................................................... 17 A/D 轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計 ..................................................................................................... 18 相位差程序的設(shè)計 ....................................................................................................... 18 顯示程序的設(shè)計 ............................................................................................................ 19 3 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 ................................................................................. 21 系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計與安裝 ................................................................................................... 21 系統(tǒng)各部分的調(diào)試 ............................................................................................................ 22 系統(tǒng)的硬件調(diào)試 .......................................................................................................... 22 系統(tǒng)的軟件調(diào)試 .......................................................................................................... 22 結(jié) 論 ......................................................................................................... 23 謝 辭 ......................................................................................................... 24 參考文獻 ...................................................................................................... 25 附 錄 ......................................................................................................... 26 附 錄 A ................................................................................................................................. 26 附 錄 B..................................................................................................................................... 31 附 錄 C..................................................................................................................................... 35 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 1 頁 總 35 頁 1 引 言 在電氣測量中， 電壓、電流和頻率是最基本的三個被測量 ，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子測量成為廣大電子工作者必須掌握的手段 ， 對測量的精度和功能的要求也越來越高 ，所以數(shù)字表就成為一種必不可少的測量儀器。ADC0809。 該系統(tǒng) 主要分為四大模塊，即輸入信號衰減模塊、主控制模塊、 A/D 轉(zhuǎn)換模塊和輸出顯示模塊。 編號： 畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目： 測量電壓、電流、功率 的數(shù)字表的設(shè)計 學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名： 韋 領(lǐng) 學(xué) 號： 0600120328 指導(dǎo)教師： 郭 福 力 職 稱： 工 程 師 題目類型： ? 理論研究 ? 實驗研究 ? 工程設(shè)計 ?工程技術(shù)研究 ? 軟件開發(fā) 20xx年 05月 24 日 摘 要 在現(xiàn)代檢測技術(shù)中，常需用高精度數(shù)字電壓表進行現(xiàn)場檢測，將檢測到的數(shù)據(jù)送入微計算機系統(tǒng)，完成計算、存儲、控制和顯示等功能 .本設(shè)計 是一種基于 AT89C51 單片機的測量電量的數(shù)字表， 以 AT89C51 單片機和 ADC0809 為核心器件 .該系統(tǒng)的數(shù)字電壓表電路簡單，所用的元件較少，成本低，調(diào)節(jié)工作可實現(xiàn)自動化： 數(shù)字電表抗干擾能力強、測 量 速度 快、測量準確度高 .整個測量系統(tǒng)主要測量電壓電流兩個主要參數(shù)，只要測出這兩個參數(shù)就可以計算出有功功率和無功功率。 由于實際電路中的電量參數(shù)太大， ADC0809 直接采集會使器件被 損 壞，因此先對電量信號進行衰減， 在單片機的控制下完成對電壓 、電流 信號采集 ，并對電壓和電流的相位進行比較得到功率角 ， 最后將 測量結(jié)果 通過 LCD1602 液晶 顯示出來。模塊化 。 傳統(tǒng)的電壓電流表在測量電量時需要手動切換電壓電流開關(guān)，不僅不方便，而且功能單一、精度低。這將會 大大的提高了測量的精度和速度，更加直觀的顯示測量結(jié)果，測量結(jié)果數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面都取得了巨大的進步。 這種類型的數(shù)字電壓表無論在功能和實際應(yīng)用上．都具有傳統(tǒng) 電 表無法比擬的優(yōu)點，這使得它的開發(fā)和應(yīng)用都具有良好的前景。 電壓電流信號衰減之后還是交流信號，而本設(shè)計中 ADC0809是對直流電信號進行采集的 ， 所以在信號接入 AD轉(zhuǎn)換器之前須將交流信號轉(zhuǎn)換成 0— 5V的直流電，因為 ADC0809的基準電壓時直流 5V。 (2)相位差比較電路：將電壓和電流的相位進行比較，完成相位差的計算。 技術(shù)要求 電壓測量范圍： 0250V， 誤差 ≤177。 系統(tǒng)原理及基本框圖 本設(shè)計主要分為兩部分： 硬件電路及軟件程序。將 220V的 交流電源衰減為 6V的交流信號，所以本文設(shè)計了電源電路，將 220V交流電轉(zhuǎn)換成電路可用的低壓直流電。 電壓信號衰減電路 電壓信號衰減電路如圖 ，為了人身安全，同時也為了在調(diào)試過程中電壓過電壓互 感器 A/D 轉(zhuǎn)換 信號 處理 單片機 結(jié)果 顯示 電壓電流 相位差 電流互感器 RC 濾波電路 A/D 轉(zhuǎn)換器 0809 模擬量輸入 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 4 頁 總 35 頁 4 大而燒 損 元器件，所以不該直接接入 0— 250V的交流電源，應(yīng)先對輸入電壓進行衰減，該設(shè)計中用 電壓互感器 T0進行交流衰減 ，衰減整流輸 后 應(yīng)為 0— 5V直流電壓 。 因此在顯示 測量的電壓值應(yīng)該是 IN0對地的電壓 )*)( （inoU =51 inoU ,當然，這個關(guān)系系數(shù) 在主控制電路的單片機軟件中設(shè)置的。本電路的設(shè)計原理和電壓信號采集電路的原理是類似的，因為電流互感器二次端輸出的電流是交流信號，所以在電阻上產(chǎn)生的壓降也是交流電壓 ，所以必須將交流信號進行整流后才能 接入 ADC0809的 1桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 5 頁 總 35 頁 5 通道 IN1。根據(jù)電路 知識可以知道，交流電信號經(jīng)過純電阻電路后的相位是不改變的，如圖所示，電壓電流信號分別通過