开题报告数字功率仪研究.pdfVIP

一、选题依据

伴随着现代电子的快速发展，以及计算机技术广泛而深入的应用，

各种元器件的广泛使用，对于元器件的各种性能和要求随之产生，这促进了电子

测量的快速发展。相较于传统的测量方法，数字化测量其简单、便捷、实用、高精

度使数字化测量成为一种现代重要的测量路径。虽然数字化测量已经成为电子测

量的共识，但是由于是现代测量技术的革新，所以基于数字化电子测量的理念普及

率尚还在一个处于开发的水平。在我们生活的世界里数字化已经到来，数字化是这

个时代最大的标识，同时也必然是是社会与经济现代化的集中的体现。如果把它上升

到国家的层次，它关系着我国在世界前沿科技领域水平的的高低。数字化的应用已经

深刻影响着一个国家的方方面面，我们需要足够的重视起来。我国是世界范围的一个

大国，其经济科技水平必须与之相匹配。所以对于我国所需要的电力电工的测

量检测技术应该是具有世界水平的并且能够全方位展示我国的科技等综合

水平。特别是随着消费电子的快速发展，所以可以预测电子测量仪器业在今后几

年内，在合成仪器的强势带动下，在集成、的背景下，数字化测量仪

器必定赢来很大的发展空间。

本设计采用单片机STC89S52作为主控，由单片机最小系统、电压检测

模块、电流测量模块、显示模块、AD转换模块、复位模块组成，输入的模拟量

经过AD转换器转换，再由驱动器驱动显示器输出，便得到测量的数字电压、电

流，进而求出功率。

二、研究的内容及目标

设计并实现基于STC89S52单片机的数字功率仪，研究内容包括：

⑴电压检测模块设计。检测模块采用霍尔电压传感器TBV，霍尔电压传感器

TBV的输入输出具有良好的线性，以及抗脉冲电压干扰特性，使用方便，价格相

对便宜，该传感器的初、次级之间是绝缘的，可用于测量直流、交流和脉冲电压，

可以适应不同的工作环境。

⑵电流检测模块设计。检测模块采用霍尔电流传感器TBC-DS，该传感器具

有多个量程，可根据用户写需要量程进行接线。同时该传感器具有良好的抗脉冲

电压干扰特性，通过测量输出电压的大小可以通过线性关系得出一次侧电流。

⑶AD转换模块设计。AD转换采用AD7705，AD7705具有两个全差分输入

通道，可以把传感器所转换的电压模拟型号转换成数字信号转换到单片机中进行处

理，通过变位器可以调节其基准电压的大小。

⑷显示模块设计。显示模块采用LCD1602，单片机对进来的信号转换后，

传送到LCD1602显示，显示出电压，电流以及功率的大小。

三、研究方案及可行性分析

通过对相关资料的查阅和对比，选择合适的主控、传感器及AD等，

根据各个模块的原理设计出电路原理图以及画出PCB板，并采用硬件模块与编

程软件Keil相结合的方法编写出程序，最后进行调试以实现整个系统的功能。

通过进行对比和比较，采用更加先进、更加经济的技术，来实现本设计所需

要的功能。

(1)AD转换模块的设计。方案一：ADC0832方案二：AD7705

虽然AD7705相比于ADC0832价格更贵，电路比较复杂，而且还需要外接

晶振，但是，AD7705的测量精度高，误差小，这更符合设计要求，故采用AD7705作

为本设计的AD转换模块。

(2)单片机设计。方案一：采用STC89C52方案二：采用AT89S52

STC89C52相比于AT89S52价格更便宜，而且操作较为简单，考虑

到这个因素，故采用STC89C52作为本设计的单片机。

(3)电压电流检测模