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湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）题目基于单片机的高精度交流电流表设计与实现作者学院信息科学与工程学院专业学号指导教师二〇一五年五月七日I湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立开展工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或创作过的作品成果。对本文工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本科毕业论文（设计）作者签名：二〇一五年五月七日II摘要数字交流电流表随着电子技术的发展，在电子行业所需的测量高精度的交流电流的需要，它逐渐成为一种必不可少的测量仪器。在电量的测量中，电压，电流和频率是最基本的三个被测量，其中电流量的测量最为常见。本设计主要是将交流电流转换为直流电流，但是在单片机检测电流的过程中，因为电流是模拟量，并且对于电流量不能直接进行读取，所以需要将电流转化为电压量，在通过A/D转换进行读取和处理。单片机对模拟信号的读取是通过A/D转换来实现的，本设计使用了ADC0809芯片，关于此芯片的功能和特点将在本文中做详细介绍。从电流量到电压量的转换是电流检测电路来实现的。本设计核心芯片采用的是AT89S51单片机，显示部分采用的是四位数码管显示。关键词：AT89S51；ADC0809；电流测量IIIABSTRACTAsthedevelopmentofelectronictechniqueandthehigh-accuracyrequirementofalternating-current,DigitalACcurrentmeterhasbecomesanessentialmeasuringdevice.Intheprogressofpowermeasurement,voltage,currentandfrequencyarethebasicfactorswhichwillbemeasured.Themostcommonfactoriscurrent.Thedevicewasdesignedtoconvertalternating-currentintodirectcurrent.ButintheprogressofdetectingcurrentinSCM,magnitudeofcurrentcan’tbereaddirectly,ascurrentisanalogquantity.Soitneedtoconvertcurrenttovoltage,thenitcanbereadandmanagebyA/Dconversion.AnalogsignalreadingofSCMwasappliedbyA/Dconversion.ThedesignuseADC0809chipandyoucanfindthefeaturesandfunctionofthechipinthetext.Theconversationfromcurrentintovoltagewasappliedbydetectionofcurrentcircuit.ThecorechipadoptsAT89S51SCMandthepartialofdisplayadoptsfourdigitaltube.Keywords：AT89S51；ADC0809；Electriccurrentdetection湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计）IV目录诚信声明........................................................................................................................I摘要........................................................................................................................IIABSTRACT............................................................................................................III前言.........................................................................................................................1第一章系统的整体设计....................................................................................21.1系统的硬件组成..............................................................................................21.2测量电路的工作原理......................................................................................2第二章电流测量系统硬件设计...........................................................................42.1AT89S51单片机的结构..................................................................................42.2ADC0809的结构.............................................................................................52.3整流滤波电路的设计......................................................................................62.4电流转换电压..................................................................................................72.5数据采集电路设计..........................................................................................92.6显示电路的设计............................................................................................112.7时钟频率电路设计........................................................................................122.8复位电路设计................................................................................................12第三章系统的软件设计..................................................................................13第四章电流测量系统性能分析及调试........................................................14第五章系统原理仿真图....................................................................................155.1原理图............................................................................................................165.2仿真图............................................................................................................16结论.......................................................................................................................17参考文献...................................................................................................................19致谢.......................................................................................................................20附录.......................................................................................................................21湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计）1前言数字电流表是工业生产过程中经常遇到的过程控制，特别是在科研、教学、工厂等领域中，具有举足重轻的作用，因而研究电流检测控制系统是非常有价值的。对于不同场所、不同工艺、所需电流的范围不同、精度不同，产品工艺不同。因而，对电流检测的的方法多种多样。随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用单片机对电流进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。这种电流表具有体积较小，价格便宜，应用方便等特点碍了更加广泛的应用。本设计从实际应用出发，是一种具有体积小、精度相对高等特点的数字电流表，单片机AT89S51作为主控芯片，数码管作为显示输出，实现了对电流的检测。本次课题设计我所做的项目是基于单片机的交流电流采集系统。此设计所完成的全数字电流表将所测信号通过数据采集、数据处理，通过单片机控制最终使其相应值显示在四位串行数码管上，系统主要以AT89S52单片机为控制核心，整个系统由中央控制模块、A/D转换模块、LED显示模块组成。可实现对待测电压、电流的测量，在数码管上显示。本次单片机课程设计我所做的项目是基于单片机的电流采集系统，主要用到A/D转换和数码管显示。湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计）2第一章系统的整体设计1.1系统的硬件组成硬件电路大体可分为主控电路、A/D转换电路、LED显示电路、复位电路、时钟电路等，主控电路的核心采用的是AT89S51单片机，A/D转换电路选择的芯片是ADC0809，显示电路采用四位一体的数码管显示，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。1.2测量电路的工作原理将待测交流电流通过整流滤波电路转换为直接电流。再将模拟电流经转换电路后转换为电压信号，送到A/D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。一般I/O接口芯片的驱动能力是很有限的，在L