智能化测控系统设计.docVIP

直流功率计 摘 要：在电子测量领域，电压、电流和功率是表征电信号能量的三个基本参数。电流和功率往往转换为电压进行间接测量，电压经过A/D转换和译码可由数码管直接显示出其大小。本次直流功率计的设计就是将被测点电流转化为电压测量，电压通过电阻分压测量，将所得两采样电压值放大后输入单片机A/D转换端，根据功率等于电压和电流的乘积，通过单片机计算出功率大小并显示在数码管上。本功率计可以测量小功率直流电路中任一点的功率，操作方便，测量误差小，可以直接读数。 关键词：电压，电流，功率，单片机 Abstract：The voltage,the current and the power are the symbol of the electry signal in the electronic measuring field,they are the baisc parameters.Current and power always been switchovered into voltage to measure,and voltage can be showed on the digital tube through A/D conversion and coding.The way to design direct current power calculator is changing current into voltage to product the voltage which belong to the resistance,they are sent to the A/D port in the SCM after blew up.Then the result be showed on the digital tube.The power calculator can be used to measure any point in a circuit conveniently and accurately. Keywords：voltage，current，power，SCM 目 录 1 前言 1 2 总体方案设计 2 2.1 方案比较 2 2.1.1 方案一 2 2.1.2 方案二 3 2.1.3 方案三 3 2.2 方案论证 4 2.3 方案选择 4 3 单元模块设计 5 3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 5 3.2 各单元模块 5 3.2.1 电压电流采样模块设计 5 3.2.2 按键和复位模块设计 6 3.2.3 数码显示电路模块设计 7 3.2.4 电源电路设计 8 3.2.5 基准电压电路设计 9 3.3 电路参数的计算及元件选择 9 3.4 特殊器件的介绍 10 3.4.1 TL431芯片简介 10 3.4.2 STC12C52A06S2单片机简介 10 4 软件设计 12 4.1 说明软件设计原理及所用工具 12 4.2 软件设计结构及其功能 12 4.3 软件设计流程框图 13 5 系统调试 15 5.1 调试环境 15 5.2 硬件调试 15 6 系统功能、指标参数 16 6.1 系统能实现的功能 16 6.2 系统指标参数测试 16 6.3 系统功能及指标参数分析 16 7 结论 18 8 总结与体会 19 9 谢辞 20 10 【参考文献】 21 附录1 系统的原理电路图 22 附录2 系统PCB图 24 附录3 设计实物图 25 附录4 程序代码 26 1.前言 当今时代，电子器件广泛应用于各行各业，功率作为表征电信号能量的基本参数，对其的测量非常重要，现在市面上也有很多测量功率的仪器。作为电气专业的我们，更是要掌握功率的测量方法，因此，我们选择了直流功率计的设计。 随着单片机在各个领域的广泛应用，许多用单片机作控制测量系统也应运产生，本课程制作就是利用宏晶公司的STC系列单片机STC12C5A32S2编程控制LED七段数码管完成功率大小的计算和动态显示，设计中我们通过电阻分压采样负载两端电压，通过在被测点串联一个很小的电阻测其两端电压，间接进行电流采样，将所采集的电压经过适当放大后送入单片机，然后由程序控制单片机计算出被测电路的直流输入功率并显示在数码管上，且能用键盘切换显示负载电压和被测点电流。另外在单片机工作过程中，工作电压有变化，所以额外加入一个基准电压，以确保所采样的电压准确。这个功率计能测量被测负载电压不超过25V，被测电流不超过2A的直流电路的输入功率（精确到小数点后6位），能在两个四位七段LED数码管上直观的动态显示出功率大小，并能通过键盘切换显示被测负载的电压和电流大小。 通过此次直流功率计