【正文】 、兼容性強(qiáng)、性價比高，從而身后單片機(jī)愛好者的歡迎 [11]。 黑龍江八一 農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） — 6— A/D 轉(zhuǎn)換模塊 在該設(shè)計中， A/D 轉(zhuǎn)換器的主要作用就是將電流和電壓的模擬采樣信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以供后續(xù)的單片機(jī)能夠處理。電流通過P3 中的 1 號端口和 P5 中的 2 號端口，并串聯(lián)一個阻值為 2R 的小電阻來進(jìn)行電流的采樣；而電壓是通過 P3 中的 2 端口和 P5 中的 1 端口，并并聯(lián)一個200K 和 10K 的電阻來完成電壓信號的采樣。同時考慮到該系統(tǒng)在操作時的安全，本文還為該功率計設(shè)計了一套報警系統(tǒng)，即當(dāng)電壓或電流達(dá)到上限值時，蜂鳴器會響起，這樣就起到了保護(hù)電路的作用。電壓采樣時，要通過電阻的并聯(lián)來對電壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，在采集到元器件兩端的實時電壓后，將電壓信號傳送至 A/D 轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行轉(zhuǎn)換 [3]。電流值可以通過測量元器件兩端的電流來獲得，在這里，我們需要明確的知道電流不可以直接用 A/D 轉(zhuǎn)換來做信號的處理，必須將電流值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓值才可以通過黑龍江八一 農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） — 4— A/D 轉(zhuǎn)換器來處理。這種據(jù)算方法，無論是用傳統(tǒng)的機(jī)械式測量儀表或是本文中所設(shè)計的數(shù)字化儀表，都能完成功率值的測量。本文中所設(shè)計的功率計，在這里指僅僅指的是電功率，相比于力學(xué)中的功率，有很大的差別。 黑龍江八一 農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） — 3— 2 功率計的工作原理與結(jié)構(gòu) 功率表的定義 為了指定出一套可行且合理的設(shè)計方案，首先需要了解被測對象的特性，只有這樣根據(jù)被測對象的特性，制定出的方案，才能滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。 （ 2） 在電壓電流采樣之后，會將信號傳送至 A/D 轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行信號的轉(zhuǎn)換。其中電壓和電流的采樣用到阻值很小的電阻，主芯片會運(yùn)用STC89C51 系列單片機(jī)。 設(shè)計方案 通過查閱相關(guān)的書籍、資料 ， 上網(wǎng)搜集與功率計相關(guān)的知識，基本上掌握了該設(shè)計的主要內(nèi) 容，為本設(shè)計擬定了具體的實施方案：以 51 單片機(jī)為主控制器，并輔助以外圍部分電路，信號的轉(zhuǎn)換需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換器，而經(jīng)過單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)要想得到顯示，就需要利用 LCD1602 液晶屏，同時，為了保護(hù)系統(tǒng)的安全性，需要給電路增加一個報警模塊。與此同時，單片機(jī)的快速發(fā)展，使其應(yīng)用到了各種數(shù)字化式測量儀器的研發(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)儀器對其技術(shù)參數(shù)的嚴(yán)格要求。在設(shè)計制作這些數(shù)字化、智能化的儀器儀表時，不僅要考慮系統(tǒng)硬件和軟件協(xié)同工作時的默契程度，還要考慮系統(tǒng)的操作性和實用性，在測量過程中的抗干擾性，以及數(shù)字儀器測量值的準(zhǔn)確性，這些系統(tǒng)的特性都成為在設(shè)計過程中的關(guān)鍵所在。 黑龍江八一 農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） — 1— 1 緒論 近年來，隨著計算機(jī)的普及，與計算機(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，這其中就包括計算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)和集成電路等技術(shù)?？紤]到以上情況，本文中所設(shè)計的功率計能夠很好的 實現(xiàn)，并擁有很高的實用價值。 伴隨著經(jīng)濟(jì)的全球化 與我國經(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，還有我國對應(yīng)用型人才的教育和培養(yǎng)，這些因素都促使我國的各個領(lǐng)域?qū)?shù)字化測量儀器需求正在成幾何式的速度增長，同時也使得電子測量儀器市場越來越繁榮。 我國雖然是發(fā)展中國家，但是縱觀全球，我國無論是從經(jīng)濟(jì)水平、 科技水平還是國防水平都處在世界各國的前列。雖然數(shù)字化測量技術(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)字化測量儀器的認(rèn)可度和普及率還處在一個有待于深度開發(fā)的水平。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。人類的生產(chǎn)和生活也已經(jīng)跨入嶄新的數(shù)字化時代。 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 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)計方案 ................................................ 1 設(shè)計內(nèi)容 ............................................... 2 2 功率計的工作原理與結(jié)構(gòu) ....................................... 3 功率表的定義 ............................................ 3 功率計的工作原理 ........................................ 3 功率計的結(jié)構(gòu)框圖 ........................................ 4 3 功率計的硬件設(shè)計 .............................................. 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 報警電路系統(tǒng) ........................................... 12 4 功率計的硬件 測試及問題 ...................................... 14 采樣電路測量 ........................................... 14 按鍵電路的調(diào)試 ......................................... 14 功率計的誤差分析 ....................................... 14 解決 辦法 .............................................. 15 提高測量范圍 ........................................... 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，同時對于各種電子元器件的性能和參數(shù)要求也變得越來越高，這就推動了電子測量技術(shù)的飛速前進(jìn)?？梢灶A(yù)見，在不久的將來，數(shù)字化的應(yīng)用會廣泛的影響整個國家的各行各業(yè)，因此，我們要將數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展作為國家發(fā)展的一個重要指標(biāo)。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，數(shù)字化的測量儀器生產(chǎn)與研發(fā)在未來的幾年內(nèi)一定會迎來相當(dāng)大的發(fā)展先機(jī)和發(fā)展空間。想要實現(xiàn)功率的測量，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]。并且通過基于單片機(jī)的功率計的設(shè)計，加深對單片機(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，同時也可以更加深刻的了解數(shù)字功率計的存在價值。所以傳統(tǒng)的機(jī)械式電能測量儀器終究會被現(xiàn)代的數(shù)字化的電能測量儀器所取代。這樣下來，不僅浪費(fèi)了時間和人力，而且對測量工作也造成了諸多的不便。數(shù)字化功率計相比