數(shù)字式工頻有效值多用表設(shè)計(jì)

論文編號(hào):JD1201  論文字?jǐn)?shù):14615，附任務(wù)書(shū)，開(kāi)題報(bào)告，文獻(xiàn)綜述，總電路圖

目  錄
前言    ………………………………………………………………………………………1
目錄    ………………………………………………………………………………………2
摘要 …………………………………………………………………………………………4
第一章總體方案設(shè)計(jì)與論證 …………………………………………………………6
第二章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與理論分析 ………………………………………………………7
 2.1采集部分  ……………………………………………………………………………7
 2.2數(shù)據(jù)處理部分 ………………………………………………………………………7
 1.交流電壓、電流有效值的計(jì)算分析 ………………………………………………7
 2.功率和功率因數(shù)的計(jì)算 ……………………………………………………………8
 3.測(cè)量電壓基波有效值的算法 ………………………………………………………8
第三章 硬件模塊電路設(shè)計(jì)  …………………………………………………………9
 第一節(jié) 數(shù)據(jù)采集   ………………………………………………………………………9
 3.1.1．?dāng)?shù)據(jù)采集   ………………………………………………………………………9
 3.1.2數(shù)據(jù)采集模塊  ……………………………………………………………………9
 1.信號(hào)的放大電路  ……………………………………………………………………9
 2.數(shù)據(jù)保持部分 ………………………………………………………………………10
 第二節(jié) 數(shù)據(jù)處理  ………………………………………………………………………11
 3.2.1頻率倍頻處理     …………………………………………………………………11
 3.2.2.數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換部分     ……………………………………………………………12
 1. 80C51 ………………………………………………………………………………12
 2．模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809………………………………………………………………15
 第三節(jié) 鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì) …………………………………………………………………17
 3.3.1 鍵盤(pán)電路  ………………………………………………………………………17
 3.3.2器件說(shuō)明 …………………………………………………………………………18
 8279芯片   …………………………………………………………………………18
 第四節(jié)  顯示電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………20
 3.4.1顯示模塊…………………………………………………………………………20
 3.4.2 LED電路顯示原理………………………………………………………………20
 3.4.3主電路圖…………………………………………………………………………22
第四章 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………………………23
第一節(jié)主程序流程圖與說(shuō)明  ……………………………………………………………23
4.1.1 程序流程圖   ………………………………………………………………………23
4.1.2主程序說(shuō)明…………………………………………………………………………24
第二節(jié)數(shù)據(jù)采樣程序流程圖與程序   ……………………………………………………24
 4.2.1A/D轉(zhuǎn)換  …………………………………………………………………………24
 1.A/D轉(zhuǎn)換流程圖  …………………………………………………………………24
 2. 數(shù)據(jù)采樣程序說(shuō)明   ……………………………………………………………25
 4.2.2數(shù)據(jù)采樣    ………………………………………………………………………25
 1. 數(shù)據(jù)采樣程序流程圖   …………………………………………………………25
 2.數(shù)據(jù)采樣程序說(shuō)明     ……………………………………………………………26
 第三節(jié) 鍵盤(pán)電路    ……………………………………………………………………26
 4.3.1鍵盤(pán)電路程序流程圖   …………………………………………………………26
 4.3.2鍵盤(pán)輸入程序說(shuō)明   ……………………………………………………………27
 第四節(jié) 顯示電路    ……………………………………………………………………27
 4.4.1顯示電路程序流程圖  …………………………………………………………27
 4.4.2顯示電路程序說(shuō)明  ……………………………………………………………28
總結(jié)    ……………………………………………………………………………………29
參考文獻(xiàn)   ………………………………………………………………………………30
致謝………………………………………………………………………………………31
附錄    ……………………………………………………………………………………31
 1.總電路圖 ……………………………………………………………………………32
 2.計(jì)算機(jī)編程程序 ……………………………………………………………………33

前 言
 數(shù)字式工頻有效值的測(cè)量主要是對(duì)電力系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行精確的測(cè)量，從而保證供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，使社會(huì)的電力系統(tǒng)更好的為工業(yè)、農(nóng)業(yè)和人民生活來(lái)服務(wù)。這個(gè)課題存在的主要問(wèn)題是：
 數(shù)字式工頻有效值多用表利用單片機(jī)的控制、運(yùn)算功能，根據(jù)離散積分公式及離散傅立葉變換，基于對(duì)電力系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行交流采樣的思想，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)對(duì)一路工頻交流電的頻率、電壓有效值、電流有效值的測(cè)量。用軟件計(jì)算分析出有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電壓基波有效值、電壓總諧波有效值等參數(shù)，利用數(shù)字電位器，使系統(tǒng)具有自校準(zhǔn)、自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換功能。系統(tǒng)充分發(fā)掘了單片機(jī)的運(yùn)算能力，以軟件代替硬件電路，使硬件電路大大簡(jiǎn)化。
 本課題的設(shè)計(jì)思路：首先，對(duì)電流和電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理，并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)，其次，對(duì)測(cè)量的到的電壓和電流進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算從而得到所要測(cè)量的數(shù)據(jù)。
 系統(tǒng)對(duì)電壓、電流信號(hào)分別測(cè)量、測(cè)量功率時(shí)則將電壓、電流信號(hào)取出，送到功率測(cè)量模塊進(jìn)行測(cè)量，模塊采用80C51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制。單片機(jī)系統(tǒng)可用數(shù)碼管顯示測(cè)量值。對(duì)于電壓、電流信號(hào)采樣用可編程放大器進(jìn)行處理。在測(cè)量工頻交流電電壓、電流信號(hào)，利用鎖相環(huán)對(duì)信號(hào)倍頻，所得脈沖控制80C51對(duì)電壓、電流信號(hào)的相位測(cè)量。另外，測(cè)量功率時(shí)，采用雙路保持器對(duì)信號(hào)采樣保持，做到電壓、電流信號(hào)的同時(shí)采集，因此，采用單片機(jī)系統(tǒng)使整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。采用以80C51為核心的單片機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)顯示、打印、與微機(jī)通信等功能，大大提高了系統(tǒng)的智能化程度，并且系統(tǒng)所測(cè)結(jié)果的精確度很高。
 本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)：信號(hào)的放大，通過(guò)PGA103可編程控制器件來(lái)實(shí)現(xiàn)；信號(hào)的采集，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器ACD0809來(lái)實(shí)現(xiàn)；信號(hào)的處理，通過(guò)單片機(jī)80C51來(lái)實(shí)現(xiàn)；鍵盤(pán)電路，通過(guò)8279和80C51芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)；數(shù)碼顯示電路，通過(guò)74LS164移位寄存器和數(shù)碼管。