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本设计采用分立元件和STC15F2K60S2单片机设计出了电流信号检测仪。STC15F2K60S2单片机与采样电路和整流电路相配合，利用STC15F2K60S2单片机的A/D转换器和中断系统测量出交流电流的大小和频率，并通过OLED实时显示参数。该方案能较好地测量出交流电流的大小和频率，且电路简单，成本较低。 1 引言
随着电力系统的在现代社会占据的地位越来越重要，供电系统复杂性增加，用电设备急剧增长，电参数测量重要性也更加突出。根据不同的需要，有时会要求对其中的某项参数进行测量。同时，单片微机的出现，使传统仪表技术发生了革命性的变革。现在测量交流电流的主要方案是利用电表集成电路CS546
0进行测量（李祖钢，单相电参数测量仪：科技世界，2016），但是该方案处理程序复杂。本文中采样电路和整流电路相配合，利用STC15F2K60S2单片机的A/D功能和中断系统，可以较好地测量出交流电流的大小和频率。
2 系统总体结构设计
系统主要由电源模块、MCU模块、采样电路和信号调理模块、显示模块部分组成。利用电流互感器，将大电流信号转换为小电流信号，通过采样电路将电流信号变为电压信号，信号通过精密整流电路和频率测量电路送入单片机测量，最后利用OLED显示屏显示电
流参数。系统方案框图如图1所示。
图1 系统方案框图
3 硬件设计
3.1 采样电路
系统利用电流互感器把大电流信号变换为小电流信号，然后经过I/V电路（于海生，等.微型计算机控制技术：清华大学出版社，2017）把电流信号变换为电压信号。I/V电路属于电压并联负反馈电路，能够减小电路的输入电阻和输出电阻，满足电流互感器的副边电阻足够小的条件。0~1A的电流信号经过1A/10mA电流互感器和250Ω的精密采样电阻后变为有效值是0~2.5V的电压信号。系统选用的运放是OP07，该运放一种低噪声高精度运放，可提供宽电压供电而且失调电压小。采样电路如图2所示。
基于STC15F2K60S2单片机的电流信号检测仪
青岛大学 杨 帅 王 壮 王馨雨
图2 采样电路
3.2 电流信号调理电路
电流信号调理电路分为电流大小调理电路和电流频率调理电
路。电流大小调理电路为全波精密整流电路（童诗白，华成英，模拟电子技术基础：高等教育出版社，2016），其作用是把正弦波的负半周期波形取反，从而单片机可以进行A/D采样。电流频率调理电路由电压跟随器、过零比较器和半波精密整流电路组成。电压跟随器的作用是隔离开电流大小调理电路和电流频率调理电路，过零
比较器负责把正弦波变换为方波并且不改变频率，半波精密整流电路将方波信号的负半周期滤除而保留其正半周期。
图3 电流信号调理电路
图4 电源电路图
3.3 电源模块
锂电池经过LM7805和LM7905芯片后输出±5V的电压给运放和单
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片机供电。电源模块电路如图4所示。
4 系统软件设计
软件的主要功能是利用STC15F2K60S2单片机的A/D采样获取P1.0口电压的最大值从而计
电能量采集终端
算出所测电流的有效值，利用外部中断和定时器来获取所测电流信号的频率，并用OLED显
图5 系统程序框图
示。系统程序框图见图5所示。
5 结语
本文提出的基于STC15F2K60S2单片机的电流信号检测仪可以较准确地获取电流的大小和频率，并且具有电路结构简单、成本低等优点。
参考：李祖钢，单相电参数测量仪：科技世界，2016）李祖钢，单相电参数测量仪：科技世界，2016.12.118；于海生，等.微型计算机控制技术：清华大学出版社，2017）于海生，等.微型计算机控制技术：清华大学出版社，2017；童诗白，华成英，模拟电子技术基础：高等教育出版社，
2016；童诗白，华成英，模拟电子技术基础：高等教育出版社，2016。
作者简介：杨帅（1997—），男，汉族，山东菏泽人，大学本科，现就读于青岛大学自动化专业。
近年来为加快国家坚强智能电网的建
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