单片机测电压电流

设计要求:1、用单片机测30-36V的直流电压，0-10A的直流电流；

2、用单片机测30-36V交流电压有效值、平均值、交流电压的频谱分析；

3、用单片机测0-10A交流电流的有效值、平均值、峰值。

一、设计思路

用调理电路电路将电压和电流采入AD转换器，AD转换器将电压电流转化为数字信号，使用单片机与AD进行数据传输,在单片机的内部进行处理后,在LED或者LCD屋顶花园排水上进行显示。可设计出一个选择开关,选择是进行电压还是电流的测量.可测电压电流的范围和精度取决于AD的精度,分辨率越高，精度越高.

AD转换器

总体框图

二、设计方案选择

1、主控芯片

方案1：选用专用转化芯片INC7107实现电压和电流的测量和实现，用四位数码管显示出最后的转换电压和电流的结果。缺点是精度比较低，内部电压转换和控制部分不可控制。优点是价格低廉。

方案2：选用单片机MSC80C51和A/D转换芯片ADC0809实现电压和电压的转换和控制，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。缺点是价格稍贵；优点是转换精度高，且转换的过程和控制、显示部分可以控制。

圈套器基于课程设计的要求选用方案2.

ADC0809的精度不高，不是很好用，初级用户才用。

2、显示部分

方案1：选用2个单体的共阴极数码管。优点是价格比较便宜；可以实现电路要求。

方案2：选用一个并联在一起的共阴极数码管，外加两个三极管驱动。因为还需要驱动，相对方案一有些复杂，且价格有点贵。

故基于课程设计的要求选用方案1。

三、电路设计原理

模拟电压和电流经调理电路电路筛减调理电路后，经隔离干扰送到A/Du型吊臂转换器进行A/D转换。然后送到单片机中进行数据处理。处理后的数据送到LED中显示。同时通过串行通讯与上位通信。硬件电路及软件程序。而硬件电路又大体可分为调理电路电路、A/D转换电路、LED显示电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；

一般I/O接口芯片的驱动能力是很有限的，在LED显示器接口电路中，输出口所能提供的驱动电流一般是不够的尤其是设计中需要用到多位LED，此时就需要增加LED驱动电路。驱动电路有多种，常用的是TTL或MOS集成电路驱动器，在本设计中采用了74LS244驱动电路。

一个度导航本实验采用MSC80D51单片机芯片配合ADC0809模/数转换芯片构成一个简易的数字电表。电路通过ADC0809芯片调理电路输入口组培容器IN0输入的0～5 V的模拟量电压，经过模/数转换后，产生相应的数字量经过其输出通道D0～D7传送给80C51芯片的P0口。80C51负责把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码，并通过其P1口传送给数码管。同时它还通过I/O口P2.5、P2.6产生位选信号，控制数码管的亮灭。另外80C51还控制着ADC0809的工作；P2.7和P3.6共同控制ADC0809的地址锁存端(ALE)和启动端(START)；P3.7和P2.7控制ADC0809的输出允许端(OE)；P3.2控制ADC0809的转换结束信号(EOC)。

1、模数转换

三个地址位ADDA,ADDB,ADDC均接P2.0,P2.1,P2.2，根据测量需要由单片机送入P2口数据，从而选通对应的通道，由于ADC0809在进行A/D转换时需要有CLK信号，利用80C51的定时中断产生一个垄玥菲500KHZ的脉冲，由P2.4口送给ADC0809的时钟端，送START一高脉冲，START的上升沿使逐次逼近寄存器复位，下降沿来临时即可立即启动A/D转换，并使EOC信号为低电平。

2、数据处理及控制