目 录
前言 ………………………………………………………………………………………1
目录 ………………………………………………………………………………………2
摘要 …………………………………………………………………………………………4
第一章总体方案设计与论证 …………………………………………………………6
第二章 系统实现与理论分析 ………………………………………………………7
2.1采集部分 ……………………………………………………………………………7
2.2数据处理部分 ………………………………………………………………………7
1.交流电压、电流有效值的计算分析 ………………………………………………7
2.功率和功率因数的计算 ……………………………………………………………8
3.测量电压基波有效值的算法 ………………………………………………………8
第三章 硬件模块电路设计 …………………………………………………………9
第一节 数据采集 ………………………………………………………………………9
3.1.1．数据采集 ………………………………………………………………………9
3.1.2数据采集模块 ……………………………………………………………………9
1.信号的放大电路 ……………………………………………………………………9
2.数据保持部分 ………………………………………………………………………10
第二节 数据处理 ………………………………………………………………………11
3.2.1频率倍频处理 …………………………………………………………………11
3.2.2.数据处理转换部分 ……………………………………………………………12
1. 80C51 ………………………………………………………………………………12
2．模数转换器ADC0809………………………………………………………………15
第三节 键盘电路设计 …………………………………………………………………17
3.3.1 键盘电路 ………………………………………………………………………17
3.3.2器件说明 …………………………………………………………………………18
8279芯片 …………………………………………………………………………18
第四节 显示电路设计…………………………………………………………………20
3.4.1显示模块…………………………………………………………………………20
3.4.2 LED电路显示原理………………………………………………………………20
3.4.3主电路图…………………………………………………………………………22
第四章 软件设计………………………………………………………………………23
第一节主程序流程图与说明 ……………………………………………………………23
4.1.1 程序流程图 ………………………………………………………………………23
4.1.2主程序说明…………………………………………………………………………24
第二节数据采样程序流程图与程序 ……………………………………………………24
4.2.1A/D转换 …………………………………………………………………………24
1.A/D转换流程图 …………………………………………………………………24
2. 数据采样程序说明 ……………………………………………………………25
4.2.2数据采样 ………………………………………………………………………25
1. 数据采样程序流程图 …………………………………………………………25
2.数据采样程序说明 ……………………………………………………………26
第三节 键盘电路 ……………………………………………………………………26
4.3.1键盘电路程序流程图 …………………………………………………………26
4.3.2键盘输入程序说明 ……………………………………………………………27
第四节 显示电路 ……………………………………………………………………27
4.4.1显示电路程序流程图 …………………………………………………………27
4.4.2显示电路程序说明 ……………………………………………………………28
总结 ……………………………………………………………………………………29
参考文献 ………………………………………………………………………………30
致谢………………………………………………………………………………………31
附录 ……………………………………………………………………………………31
1.总电路图 ……………………………………………………………………………32
2.计算机编程程序 ……………………………………………………………………33
数字式工频有效值多用表设计
摘要：数字式工频有效值多用表是用来测量工频交流电的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数的仪器。它采用单片机的控制运算功能，根据离散积分公式即离散傅立叶变换，基于对电力系统参数进行交流采样的思想，实现同时对一路工频交流电的频率、电压有效值、电流有效值的测量，用软件计算分析出有功功率、无功功率、功率因素、电压基波有效值、电压谐波有效值等参数。该设计分四个模块：数据采集、数据处理、键盘电路和显示模块。数据采集采用可编程运算放大器PGA103，对大、小信号分别进行相应放大处理，对信号进行等间隔采样已确保采样的精确度，然后通过模数转换器ADC0809将被测信号由模拟信号转换成数字信号；数据处理以单片机8051为核心，对采集信号进行精确控制和严格计算；键盘电路可以通过按键来实现人机通信，当有编码键闭合时就可以实实现相应的功能；显示部分由74LS164移位寄存器和数码管构成，主要对单片机处理的数据在键盘电路指令下进行动态显示。
关键词：工频有效值；80C51单片机；数据采集；数据处理；数据显示
