数字式工频有效值多用表设计资料

1、 数字式工频(n pn)有效值多用表设计演讲(ynjing)：王宇 电子122班2015年6月10日共十四页目录(ml)1234共十四页题目(tm)设计要求 设计并制作一个(y )能同时对一路工频交流电（频率波动范围为50 1Hz、有失真的正弦波）的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表，原理框图如下 共十四页总体方案设计(shj) 系统采用对电压、电流信号分别测量，测量功率时则将电压、电流信号取出，送到功率测量模块进行测量，原理框图(kungt)如图1-2所示。整个系统是采用模拟控制方式，硬件电路实现复杂，功率因数测量难以实现，系统还不能实现复杂的控制算法

2、。方案一共十四页方案(fng n)二 方案采用89C52单片机来实现。单片机软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种控制算法和逻辑控制。单片机系统可用数码管显示(xinsh)测量值。对于电压、电流信号采样用可用程控放大器进行预处理。在测量工频交流电压、电流信号时，利用锁相环对信号倍频所得脉冲控制89C52对电压、电流信号同步取点测量。另外测量功率时，采用双路保持器对信号采样保持，缩小采样时间。由于采用了单片机，使系统整体结构更为简单。（采用此方案）共十四页模块(m kui)电路设计方案一 采用集成运放芯片OP07对电压、电流信号进行放大处理。缺点：放大倍数不能达到准确(zhnqu)的倍数

3、不能同时满足对大小信号的处理（电压比较电路：把电压信号和基准电压进行比较，电压大于1V时则不需要放大处理） 一、数据采集部分-电压、电流信号的放大电路共十四页方案二 考虑到要满足对大小信号的处理，采用可编程放大器件PGA103对电压、电流信号进行放大，通过单片机对可编程器件PGA103的管脚和管脚进行控制，使放大倍数可以为（A0=A1=0），（A0=1，A1=0）两种不同值。这样能同时满足对大小信号的处理，硬件(yn jin)电路简单，容易实现。（采用这种方案）共十四页二、数据保持(boch)部分方案一 因为要测出功率值，所以一个周期内要对交流电压、电流信号同时取点采样。用单片机对信号进行测量

4、时，程序运行需要占用时间，因而不能对电压、电流信号进行同时测量，只能分开测量，先在一个周期测电压值，再在下一个周期测电流值。方案电路简单，全部通过软件实现。但所测值与实际值有误差。因为所测电压、电流信号不为同步信号，功率值也有误差。 方案二 由于测量功率时要对电压、电流信号进行同时测量，可采用保持器LF398（见图1-4）对信号进行双路保持，用单片机P1.4口对保持器LF398控制。进行测量时，单片机先对电压信号进行转换，而此时电流信号被送到保持器进行保持，等待电压信号处理完毕。这种方案可以满足对电压、电流信号进行同时测量，并且减小了系统(xtng)带来的误差。我们的设计采用了这种方案。 共十

5、四页单片机系统(xtng)处理部分方案一 选用单片机外部芯片8253来实现倍频特性，把信号一个周期分成相等的64份，从而实现了一个周期的等相位64点取样。假设信号频率为f先用8253对信号进行 测量，设测得的周期为T1 ，则采样周期为T2=T1/64，每隔一个采样周期，单片机给AD574发脉冲，启动AD574进行转换。这种方法可以实现倍频，但单片机的指令周期会使频繁启动8253进行测频、倍频、计数的过程中损失一些时间，经计算大约有200s，使得转换所需时间加长，系统工作繁忙，测量精度难以进一步提高。 方案二 用硬件电路采用锁相环直接实现。用锁相环把信号的频率通过计数器进行64倍倍频，从而在需采

6、集信号的一个周期中产生个脉冲，利用此等分间隔脉冲信号作为(zuwi)单片机的外部中断信号，快速启动574进行转换，实现高速数据采集。这种方案实施简单，而且可靠性高，简化了软件的流程。本设计采用了这种方案。 一、信号频率倍频处理部分 共十四页二、数据处理转换(zhunhun)部分 本设计采用AD574和片外RAM与单片机一起(yq)构成数据处理转换部分。 三、显示部分 键盘、数码显示共十四页软件(run jin)流程图共十四页总结(zngji) 有功(yu n)功率的测量是本题的一个重点，只要测出它，无功功率和功率因数的测量都会迎刃而解。 测相位电路：该部分是整个设计的核心，这个电路的精确程度决定了整个系统的精确度，采用何种方案显得尤为重要。共十四页谢谢(xi xie)聆听共十四页内容摘要数字式工频有效值多用表设计。设计并制作一个能同时对一路工频交流电（频率波动范围为50 1Hz、有失真的正弦波）的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表，原理框图如下。单片机软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种控制算法和逻辑控制。另外测量功率时，采用双路保持器对信号采样保持，缩小采样时间。缺点：放大倍数不能达到准确的倍数。不能同时满足对大小(dxi