低頻交流電流(微弱電流)有效值、峰值、平均值、頻率檢測

1、JIANGSUUNIVERSITY電子信息技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告班級:姓名學(xué)號=、課設(shè)題目及要求低頻交流電流（微弱電流）有效值、峰值、平均值、頻率檢測要求：<luA,0100Hz，正弦波，顯示有效值、峰值、平均值、頻率設(shè)計(jì)內(nèi)容：放大、AD、計(jì)算核心元件：運(yùn)放、ADC，單片機(jī)二、方案設(shè)計(jì)首先，利用外部信號源提供電流輸入信號，由于在對信號采樣時(shí)，所用到的ADC的核心是電壓比較器，所以在采樣之前應(yīng)要把電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號。所以，首先考慮的是把流壓轉(zhuǎn)換，由于初始的信號比較小，不方便檢測，故在流壓轉(zhuǎn)換之后要考慮的問題是電壓信號的放大，此次采用反向比例放大電路，電路比較直觀。此時(shí)，放大之后的信號就比較方

2、便之后的一些操作。由于題目要求內(nèi)要顯示信號的峰值，故可以在放大之后的信號后接一個(gè)峰值檢波電路，直接采用硬件電路完成此步，然后對于有效值的測量，可以有兩種不同的方案：方案一，可以利用采樣測出不同時(shí)間的瞬時(shí)值，之后對這些值求積分；方案二，可以直接利用峰值檢波電路測出的峰值直接乘以比例系數(shù)0.7，就可得到相應(yīng)的有效值。此次實(shí)驗(yàn)則是采用第二種方案。而平均值可以對采樣值套用相關(guān)公式得出。然后采用信號輸入外部中斷引腳作為單片機(jī)定時(shí)器的計(jì)數(shù)門限時(shí)間，定時(shí)器以工作頻率計(jì)數(shù)來測量頻率。三、硬件設(shè)計(jì)流程圖外部信號|=>|流壓轉(zhuǎn)換=>|信號放大|»峰值檢波vLCD液晶顯1|單片機(jī)運(yùn)算|1|AD

3、C米樣1穩(wěn)壓示I1四、硬件電路各部分設(shè)計(jì)1、流壓轉(zhuǎn)換R31k<TT>U1：B此選擇運(yùn)用了運(yùn)放的虛地概念，從外部看，其等效的輸入阻抗為零。不在測IIIhdor/i量線路上產(chǎn)生壓降，又能夠獲取較大的電壓值。|<|I二峰值檢波電路一般是由一個(gè)運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器和二極管和電容構(gòu)成當(dāng)輸入信號為正半周時(shí)D1截止、二極管D2、D3導(dǎo)通對電容充電，一直充電到峰值即最大值，當(dāng)輸入電壓負(fù)半周時(shí)二極管D2、D3截止、D1導(dǎo)通，電容C緩慢放電，這樣基本保證電壓一直處于峰值，可以檢測出信號的峰值。4波形變換電路（電壓比較器）（未完成）波形變換電路的作用是通過電壓比較器將放大后的正弦波轉(zhuǎn)換成方波，然后

4、方波信號作為51單片機(jī)的外部中斷0的觸發(fā)信號，通過單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器對方波在一定時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，從而計(jì)算出正弦波的頻率。5.整體電路LMfriU5丟XTH.R1IT竄獸霜鑒器一H敢丄壬3聘雖罪自ma衛(wèi)離五、軟件相關(guān)設(shè)計(jì)1.軟件設(shè)計(jì)流程圖開始°初始化顯示啟動(dòng)中斷INTOAD結(jié)果采樣設(shè)置顯示位置顯示行E米樣數(shù)據(jù)存入Jr設(shè)置延時(shí)函數(shù)編寫峰值、有效值平均值處理函數(shù)調(diào)用PCF8591AD轉(zhuǎn)換函數(shù)調(diào)用LCD1602顯示函數(shù)數(shù)據(jù)顯示結(jié)束2. 相關(guān)代碼：峰值平均值有效值處理voidConvert_To_Current(ucharval)-ucharTmp;uintFengzhi;ucharAverag

5、e;/uintyouxiao;if(boxing=ZHENGXIAN)Current2=val/25+'O'Tmp=val%25*10;Current1=Tmp/25+'0'Tmp=Tmp%25*10;Current0=Tmp/25+0;/Fengzhi=100*Voltage2+10*Voltagel+Voltage0;/Fengzhi=Fengzhi*2;/FD_C(Fengzhi);Average=0;PD_C(Average);/youxiao=0.7*Fengzhi;/YD_C(youxiao);Current22=val/35+'0'

6、Tmp=val%35*10;Current21=Tmp/35+'O'Tmp=Tmp%35*10;Current20=Tmp/35+'0'六、仿真結(jié)果"5"1放大電路仿真DigitalOscilloscope每格2mv,-11mvLewi一司一fw-一A£mIIChannelCAjuIoOn&-ShotCurso5SourceBCDEH?每格2v,放大AjuIO|Or>&-ShDtJCurscir&J1000倍-11v輸入0.15uA50HzIHWPetitionLevelChannelBCliannelDSource輸出：'LM016L'<TEXT>F=0-12uflP=0-00ufiV=0-01ufl輸出:輸入0.91uA七、