AT89C52单片机交流有效值测量仪的设计+电路图+程序(2)

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方案二：利用单片机控制A/D对一个周期内的信号进行连续多点采样，然后在软件中根据有效值公式求均方根即可求出有效值。

方案三：采用专用有效值检测芯片直接将交流信号转换为直流有效值信号。

方案选择：方案一硬件电路比较复杂，且能测得的波形有限，对不同的波形还需要根据其波形因数采用不同的换算关系。方案二软件计算，其编程的难度不大，但有点繁琐。而方案三的硬件最为较简单，且方便快捷，符合时代发展的要求。因而选择方案三作为最佳方案。

2.2系统总体方案

本课题主要实现的是交流电量有效值的测量，文中结合了TRMS AC/DC转换芯片AD736，低功耗、高精度的A/D转换芯片ADC0809，利用单片机处理后由LCD1602显示，给出了一套简单实用精度高的最佳方案测出有效值。如图1所示：

图1 系统总体设计方案

该设计是以AT89C52单片机为核心的数字有效值测量仪。先用专用有效值转换芯片AD736，再利用ADC0809芯片来进行将交流量从模拟量转化数量，最后用LCD1602为显示器件。该系统主要包括：输入电路，有效值转换芯片AD736，A/D转换模块，单片机控制模块以及液晶显示的模块。输入电路是完成被测交流信号的采集。有效值转换使用专用有效值转换芯片AD736。A/D模块采用ADC0809对交流电量进行从模拟到数字的转换，转换完成后输入到单片机处理，最后经由LCD1602液晶显示器显示出来。

3 硬件设计

3.1 输入电路

电压输入电路如图2所示，电压互感器工作原理为：不同输入电压通过限流电阻，使一次测流过不同的电流，二次测得到一个与一次相同的电流。经运放或者电阻直接取样，得到不同的输出电压，采用运放取样精度更高。

图2中运算放大器与电阻构成I-U转换电路，由于运算放大器的输入阻抗非常高，可以认为二次电流I2全部流入反馈电阻R2。同时运算放大器的增益很高。因此，根据U=IR得到电流传感器电路的输出电压为U0=I2*R2。D1、D2为限幅二极管，在过载时可以有效的保护后级运放不被损坏。C为相位补偿电容，可以抑制高频域的突起现象。