对50HZ正弦交流信号有效值的测量-单片机

目录摘要...................................................................................................................................................IAbstract.............................................................................................................................................II1.软件介绍.......................................................................................................................................12.设计任务.......................................................................................................................................32.1设计要求............................................................................................................................32.2理论分析............................................................................................................................33硬件电路设计................................................................................................................................43.1有效值测量模块................................................................................................................43.2A/D转换模块....................................................................................................................63.3单片机控制模块................................................................................................................72.4显示模块............................................................................................................................83.5总体电路设计....................................................................................................................94程序设计......................................................................................................................................104.1程序框图..........................................................................................................................104.2源程序..............................................................................................................................115软件仿真......................................................................................................................................166心得体会......................................................................................................................................18参考文献.........................................................................................................................................19武汉理工大学《单片机原理与应用》课程设计说明书I摘要在实际使用中，有效值是应用最广泛的参数，电压表的读数除特殊情况外，几乎都是按正弦波有效值进行定度的。有效值获得广泛应用的原因，一方面是由于它直接反映出交流信号能量的大小，这对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度、能量转换等是十分重要的；另一方面，它具有十分简单的叠加性质，计算起来极为方便。本次课程设计以STC89C51单片机为控制核心，利用有效值测量芯片AD736对正弦交流信号的有效值进行测量，测量结果由放大器放大，经TLC549芯片A/D转换后，由单片机控制LCD液晶显示器显示有效值。关键字：有效值、AD736、TLC549武汉理工大学《单片机原理与应用》课程设计说明书IIAbstractInactualuse,theRMSisthemostwidelyusedparameters,voltagemeterinadditiontothespecialsituation,almostallisaccordingtothesetofsinusoidalRMS.Thecauseofthevalidvaluesbeingwidelyapplied,ontheonehand,becauseitisdirectlyreflectthesizeoftheacsignalenergy,forthestudypower,noise,distortion,frequencyspectrumpurity,energyconversionandsoonisveryimportant;Ontheotherhand,ithasaverysimplesuperpositionnature,extremelyconvenienttocalculate.ThiscoursedesignwiththeSTC89C51microcontrollerasthecore,usingRMSmeasurementchipAD736ofsinusoidalacsignaleffectivevaluemeasure,themeasuredresultsbytheamplifieramplification,aftereightbitsA/Dconversionchip,theLCDdisplayRMSwascontrolledbysinglechipmicrocomputer.Keywords:currenteffectivevalue,AD736,TLC549武汉理工大学《单片机原理与应用》课程设计说明书11.软件介绍Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器.Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是：（1）原理布图.（2）PCB自动或人工布线.（3）SPICE电路仿真.革命性的特点:（1）互动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。（2）仿真处理器及其外围电路可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和程。PROTEUS是单片机课堂教学的先进助手.PROTEUS不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。武汉理工大学《单片机原理与应用》课程设计说明书2课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台随着科技的发展，“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中PROTEUS也能茯得愈来愈广泛的应用。使用Proteus软件进行单片机系统仿真设计,是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用，有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力；在单片机课程设计和全国大学生电子设计竞赛中，我们用Proteus开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。实践证明，用Proteus进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作，能极大提高单片机系统设计效率。因此，Proteus有较高的推广利用价值。武汉理工大学《单片机原理与应用》