基于单片机的电网数据采集系统的设计
智能电网数据自动采集系统设计与实现
智能电网数据自动采集系统设计与实现随着电网技术的不断进步，智能电网的建设已经成为未来的发展方向。
智能电网将在能源领域、信息领域、消费者领域、环保领域等方面实现巨大的改进和提升。
在智能电网建设过程中，数据采集是一个非常关键的环节。
在传统的电力监控中，需要耗费大量人力和物力对电力数据进行收集和分析。
而在智能电网中，需要采用先进的数据自动采集系统来处理这个问题。
设计实现一个智能电网数据自动采集系统，需要考虑到电网大规模的分布式架构、大量的实时数据的传输、安全性等问题。
本文将介绍智能电网数据自动采集系统的设计和实现。
1. 智能电网数据自动采集系统的设计在智能电网数据的自动采集系统中，主要的工作是将传统的人工数据采集方式替换为自动化方式。
数据采集的方式是通过传感器或其他设备实时采集电网中的信息，将数据通过网络传输到数据中心进行处理。
在实现上，可以将数据采集系统分为三个层次：采集层、传输层、数据处理层。
1.1 采集层采集层是智能电网数据自动采集系统的第一层，主要功能是实时收集各个电力站点的数据。
该层需要使用高精度的传感器或其他设备，将电力站点内部的数据采集下来。
由于电网应用分布式架构，每个电力站点需要将采集到的数据传输到数据中心进行处理和分析。
1.2 传输层传输层是智能电网数据自动采集系统的第二层，主要功能是将采集到的数据传输到数据中心进行分析。
传输层需要使用高速、可靠的网络进行数据传输。
智能电网中的数据量非常大，需要传输大量的实时数据。
因此，传输层需要使用高带宽、低延迟的通信网络，这样可以更有效地传输大量的数据。
对于大量的数据流，需要使用数据压缩技术来减小数据包的大小，提高传输效率。
1.3 数据处理层数据处理层是智能电网数据自动采集系统的第三层，主要功能是对采集到的数据进行处理。
这个层次一般可以使用数据仓库或其他数据处理系统来对数据进行处理。
在数据处理过程中，需要使用一些数据挖掘和分析工具来发现数据的潜在价值。
基于电网多通道数据采集系统
的基 本参 数 ，必须 在它运 行 时对 其进 行 实时 的采集 和运 算 ， 本 文 设 计 了 一 种 基 于 Ｍ Ｘ ２ 与 Ｔ Ｓ ２Ｌ ２ ０Ａ 数 据 Ａ １５ Ｍ３０Ｆ４７ 的 采 集 系统 。 数 字 信 号 处 理 器 Ｔ Ｍ ２ Ｌ ２ ０ Ａ 部 内 置 了 带 采 样 保 Ｓ ３０ Ｆ ４ ７ 内
ｇ ｉ ａ ｌ． ｉｈｅ ｔｒ ａ ｉｃ ｉ ａ ｄ ａ ｄ ｅ ｓｄ ｃ ｄ ｒｒ ｕ ｄ ｔｅｔ ａ ｔ， ｒｄ ｓ ｍｐ ｅＷ ｔ ｘ ｅ ｎ ｌ ｒ ｕｔ ｎ ｄ ｒ ｓ ｅ ｏ ｅ ｏ ｎ ｈ ｃ ｗｏｐ ｒｓｔ ＤＳＰａ ｃ ｓ ｈ ｈｅ ｃ ｅ ｓｔ ｅＡＤ ｈ ｕ ｈ ＩＯ ｏ ｔ ｔ ｏ ｇ ／ ｐ ｒ ．
信 号 总 在 最 后 一 次 转 换 结束 后 才 变 的 有 效 ， 并暂 时将 转 — 占 保 存 在 内部 的 １． 的Ｒ Ｍ ， 控 制 字 （ ０ Ａ ）和 输 瓣 果 ４４ Ａ中 Ａ￣ ３ 出数据 （４ Ｄ３ Ｄ ￣ Ｉ ）通 过 三 态 的 接 口进 行 输 入 输 出 操 作 。 下
采 样 保 持 电 路 的 １ 位 的 数 据 获 取 系 统 Ｄ Ｓ （Ｄ ｔ — ４ Ａ ａａ
当转 化 完 成 后 ，对 而 引 脚 施 加连 续 的 ４ 读 脉 冲 可 以读 个 取 转 换 结 果 ，这 里 需 要 注 意 的 是 ， 读 取 数 据 时 不 能 随 意 的 读 取 ， 而 只 能 按 照 设 置 好 的工 作 模 式 的 转 化 通 道 数 进 行 读 取 。
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…
要求 的精度 的最低 分辨率 高一位 ，所 以舍弃Ｄ Ｐ Ｓ 内置Ａ 转 Ｄ
基于MSC1210单片机的数据采集系统的设计
仓库和温室等的通风和空调系统。
数据采 集 工作 时 ，Ｐ ９ ７ ２ ／０传 感 器 与 ＭＳ １ １Ｙ Ｌ００１１ Ｃ ２０ ５ 芯 片 连 接 的 方 式 为 ： １ 连 接 ＭＳ １ １ 脚 Ｃ ２ ０的 Ａ 。 Ｖ。 ，２脚 连 接
ＭＳ １１ Ｃ ２ ０的 Ａ Ｎ ，３脚 连 接 ＭＳ １ １ 的 Ａ Ｎ Ｇ Ｄ Ｃ２０ Ｉ０一ＡＮ Ｉ ７的 任何输入引脚。
摘
要 ：很 多工 业 控 制领 域 和 家 用 自动 化 都 必 须 进 行 现 场 数 据 采 集 ，然 后 根 据 现 场 采 集 的数 据 进 行 分 析 计
算 ，判 断 现 场 状 况 ，然后 对 现 场进 行 处理 ， 实现 工 业 和 家 用设 备 的 自动 控 制 。 本 文提 出 了一 种 以 ＭＳ １ １ Ｃ ２０单 片
Ｒ 一２２串行接 口芯 片 ＭＡ ３２ Ｓ ３ Ｘ ２ ３进行 通信 。系统 的总体方
案构图如图 １ 示 。 所
输出值 是 经过 转 化 得 到 的相 应 电 压值 ，其 输 出 值也 正是 ＭＳ １１ 的 输 人 值 。 Ｐ９ ７ ２ ／０ 专 为 采 暖 通 风 与 空 调 Ｃ２０ Ｌ０ ０ １ １
冲器 、Ｐ Ａ （ 编程增益放大 ） Ｇ 可 、电压参考 ，且 集成 了高性 能 ８５ 处理器 内核 、Ｆａｈ存储器和 ３ ０１ ｌ ｓ ２位累加器 、兼容 Ｓ Ｉ Ｐ
用电信息采集系统的设计与实现
用电信息采集系统的设计与实现随着电力行业的发展和智能电网的推广，各个领域需要对电能进行实时监测和统计分析。
因此，设计一个用电信息采集系统就变得至关重要。
本文将介绍如何设计和实现一套高效的用电信息采集系统。
一、需求分析在设计系统之前，我们需要了解客户需求并进行需求分析。
具体需求如下：1. 全面采集用电数据：系统需要能够全面采集电力数据，包括电压、电流、功率等信息。
2. 实时监测：系统需要实时监测用电情况，及时反馈异常情况并进行预警。
3. 统计分析：系统需要能够对用电数据进行统计分析，包括能耗分析、负荷分析等，以便提高能源利用效率。
4. 易于使用：系统需要简单易用，操作简便，可视化界面明确。
基于以上需求，我们可以开始着手设计用电信息采集系统。
二、系统设计1. 硬件设计硬件设计是用电信息采集系统的核心部分。
根据客户需求，我们需要设计一个能够采集电力数据的硬件设备。
首先，我们需要选择合适的传感器和模块。
在传感器方面，我们可以选择一些开源的模块，如GY-302光敏传感器，远程温度传感器DS18B20等。
在数据采集方面，我们可以使用开源的单片机技术，如Arduino、Raspberry Pi等。
其次，我们需要设计一个适用于电力数据采集的电路板，根据传感器和数据处理模块的不同，电路板的设计也会有所不同。
我们需要确保电路板的稳定性和数据准确性，同时考虑硬件成本和维护难度，力求精简实用。
首先，我们需要设计一个数据采集程序，用于获取传感器所得的实时电力数据。
这个程序应该具备高效、实时、稳定的特点。
其次，我们需要设计一个数据分析插件，用于对采集到的用电数据进行统计分析。
这个插件可以包括负荷预测模块、能耗分析模块、报表生成模块等。
最后，我们需要设计一个数据监测和显示系统，用于实时显示用电数据和异常情况。
这个系统应该是可视化的，用户可以轻松了解系统运行情况。
三、系统实现完成系统设计后，我们需要开始实现系统。
具体实现步骤如下：1. 硬件制作：根据硬件设计方案制作电路板，并将传感器和数据处理模块连接上去。
基于单片机的多路数据采集系统设计(3章)
基于单片机的多路数据采集系统设计摘要数据采集是指从带有模拟、数字被测单元的传感器或者其他设备中对非电量或电量信号进行自动采集，再送到上位机中进行分析和处理。
近年来，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。
广大人们的关注使得数据采集系统的发展有了质的飞跃，它被广泛用于各种数字市场。
本文介绍了数据采集的相关概念和基本原理，设计了基于STM32F407的多路数据采集系统的硬件和软件的实现方法及实现过程，并经过调试完成其主要功能和主要技术指标。
硬件部分包括：主控电路、信号采集处理电路、TFT液晶显示电路、SD 卡存储电路、串口通讯电路。
实现过程是以STM32F407为控制核心，通过模数转换器，实时对输入信号进行采样，得到一串数据流，通过控制器的处理实现数据的采集和显示。
软件部分包括：信号采集分析算法、嵌入式操作系统移植、UC-GUI人机交互界面设计、文件管理系统移植。
主要实现了对采集数据的存储和分析，频率和幅值的计算，液晶屏的控制和界面显示。
程序是在keil uVision的集成开发环境中用C语言写成的，编程具有模块化的特点，因此可读性比较高，维护成本较低。
最后，用Altium designer（DXP）设计了数据采集系统的原理图，并制作了PCB电路板。
在实验室里制作了数据采集系统并进行了系统调试，经过调试，达到了所应该实现的功能和技术指标。
关键词：多路数据采集，STM32F407，液晶显示MULTI-CHANNEL DATA ACQUISITION SYSTEMBASED ON SINGLE CHIP DESIGNABSTRACTData acquisition is the automatic acquisition of non electric or electric quantity signals from sensors and other devices, such as analog and digital.In recent years, data acquisition and its application has gradually become the focus of attention. Therefore, the data acquisition system has been rapid development, it is widely used in various fields.The software part includes: signal acquisition and the embedded operating system transplant, UC-GUI man-machine interface design. Mainly realizes the storage and analysis of the collected data, calculate the frequency and am plitude of the LCD screen display and control interface. The program is written by C language in the integrated development environment KEIL uVision and modular programming makes the program readable and easy maintenance features Finally, using designer Altium to design and manufacture the digital oscilloscope circuit board PCB. In the laboratory, the digital oscilloscope has been made and the system has been debugged. After debugging, it has achieved the function and technical index that should be realized.KEY WORDS： Multi-channel data acquisition，STM32F407，liquid-crystal display目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1研究背景及其目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3研究的主要内容 (2)2系统总体方案设计 (4)2.1系统总体设计方案 (4)2.2系统总体框图 (4)2.3硬件系统方案设计 (4)2.3.1单片机的选择 (5)2.3.2信号衰减和放大电路 (5)2.3.3A/D模数转换器的选择 (6)2.3.4显示部分 (6)2.4软件系统方案设计 (6)2.5本章小结 (7)3硬件电路设计 (8)3.1电源部分 (8)3.2信号调理部分 (10)3.3信号采样 (12)3.4系统控制部分 (12)3.5本章小结 (14)1绪论1.1研究背景及其目的意义最近几年，众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计
基于STM32单片机的多路数据采集系统设计概述：多路数据采集系统是一种用于采集和处理多种传感器信号的系统。
基于STM32单片机的多路数据采集系统具有低功耗、高精度、稳定可靠的特点，广泛应用于工业控制、环境监测和医疗设备等领域。
本文将介绍基于STM32单片机的多路数据采集系统的设计方案及实现方法。
设计方案：1.系统硬件设计：系统硬件由STM32单片机、多路模拟输入通道、数模转换器（ADC）和相关模拟电路组成。
其中，多路模拟输入通道可以通过模拟开关电路实现多通道选通；ADC负责将模拟信号转换为数字信号；STM32单片机负责控制和处理这些数字信号。
2.系统软件设计：系统软件可以采用裸机编程或者使用基于STM32的开发平台来进行开发。
其中，主要包括数据采集控制、数据转换、数据处理和数据存储等功能。
具体实现方法如下：-数据采集控制：配置STM32单片机的ADC模块，设置采集通道和相关参数，启动数据采集。
-数据转换：ADC将模拟信号转换为相应的数字量，并通过DMA等方式将数据传输到内存中。
-数据处理：根据实际需求对采集到的数据进行预处理，包括滤波、放大、校准等操作。
-数据存储：将处理后的数据存储到外部存储器（如SD卡）或者通过通信接口（如UART、USB）发送到上位机进行进一步处理和分析。
实现方法：1.硬件实现：按照设计方案，选择适应的STM32单片机、模拟开关电路和ADC芯片，完成硬件电路的设计和布局。
在设计时要注意信号的良好地线与电源隔离。
2.软件实现：（1）搭建开发环境：选择适合的开发板和开发软件（如Keil MDK），配置开发环境。
（2）编写初始化程序：初始化STM32单片机的GPIO口、ADC和DMA等模块，配置系统时钟和相关中断。
（3）编写数据采集程序：设置采集参数，例如采样频率、触发方式等。
通过ADC的DMA功能，实现数据的连续采集。
（4）编写数据处理程序：根据实际需求，对采集到的数据进行预处理，例如滤波、放大、校准等操作。
基于嵌入式系统的智能电网远程监控系统设计与实现
基于嵌入式系统的智能电网远程监控系统设计与实现随着人们对能源的依赖日益增长，智能电网已经成为一种迫切需要的新型基础设施，实现了分布式、智能化、高效能、可靠性等特点。
而智能电网的远程监控则成为现代工业发展和全球环境保护的必不可少的一部分。
基于此，本文提出了一种基于嵌入式系统的智能电网远程监控系统设计方案，并针对其进行了详细分析与实现。
一、系统设计方案首先，本文对智能电网远程监控系统的硬件和软件架构进行了设计。
硬件方面，本系统的核心是嵌入式系统，包括单片机、传感器和通信模块等。
传感器负责采集电力信息，通信模块则负责实现数据的远程传输，单片机则负责系统的控制和处理。
软件方面，本系统采用嵌入式实时操作系统（RTOS）以及相关的嵌入式开发环境，如Keil，IAR等，在编程语言方面使用C语言和汇编语言来实现。
本系统的工作流程如下：（1）采集数据：传感器负责采集电力信息，包括电压、电流、功率等信息，并将数据传给单片机；（2）数据处理：单片机根据采集的数据进行处理，包括电能计算、峰谷平电量比较等处理，并将处理后的数据存储在嵌入式系统的内存中；（3）数据传输：通信模块负责将处理后的数据通过以太网或GPRS等网络传输至远程服务器；（4）远程处理：远程服务器负责对传输到服务器上的数据进行处理，并对网格系统进行监控和控制，包括故障诊断、负荷预测、能耗分配等。
二、系统实现过程本系统的实现过程根据设计方案，分为硬件实现和软件实现两部分：硬件实现：本系统采用LPC2148作为主控芯片，并结合12位ADC芯片MAX1231使用。
此外，为了保证系统的稳定性和可靠性，我们确保系统的供电电源电压在3.3V±0.3V之间，采用100uF/10V固体电解电容来实现滤波。
软件实现：系统的软件实现工作主要分为两个方面，即单片机程序设计和服务器端程序设计。
单片机程序设计我们主要采用C语言来实现，包括了（1）采样程序；（2）数据存储程序；（3）数据处理程序；（4）以太网模块驱动程序等。
电力采集系统的架构设计
电力采集系统的架构设计随着电力工业的飞速发展，电力采集系统的应用越来越广泛。
电力采集系统是电力工业中不可或缺的组成部分。
在电力数据的采集、存储、处理以及传输中，电力采集系统发挥着重要的作用。
为了保障电力系统的稳定运行，提高电网运行效率和安全性，电力采集系统必须得到优化和改进。
一、概述电力采集系统是指用于电网数据采集的硬件和软件系统。
它可以采集电力系统中的各项运行指标，如电压、电流、功率等，以便及时掌握电网运行情况，实时监控电力设备的运行状态并进行故障诊断和预警，确保电力系统的稳定运行。
电力采集系统主要分为硬件系统和软件系统两个部分。
二、硬件系统电力采集系统的硬件系统主要由采集终端、传感器、通信设备、开关柜等组成。
其中，采集终端是整个系统的核心，它能够将传感器监测到的电力信号转化为数字信号，并通过通信设备传输到上位机。
传感器根据不同的要求采集电力系统中各种参数，如电压、电流、功率因数等等。
通信设备主要是负责将采集终端采集到的数据传输到上位机，并接受上位机下发的指令。
开关柜则用于电力系统的控制和管理，如开关控制、电流互感器、电压互感器安装等等。
三、软件系统电力采集系统的软件系统主要由上位机软件、数据处理软件和数据库三个部分组成。
上位机软件是系统最直接的人机交互界面，主要负责监控、控制和指令下发等功能。
数据处理软件则主要负责对采集的电力信号进行处理和分析，以便长期监测、调试和维护电力设备。
数据库是整个系统的数据存储中心，它保存了所有的历史数据和实时数据，并提供了数据查询和分析的功能。
四、架构设计电力采集系统的架构设计是整个系统的核心。
它决定了整个系统的功能和性能。
在进行架构设计时，应该根据实际需求考虑系统的可扩展性、可靠性和可维护性等方面的问题，以确保系统的稳定运行和长期发展。
采用分层架构设计在电力采集系统的架构设计中，采用分层架构设计是比较常见的设计方法。
分层架构设计可以将硬件系统和软件系统分离，使整个系统更具灵活性和可扩展性。
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摘要家庭和实验室中各种对电压要求比较高的电器和设备，在电压产生过高或者过低的波动时会产生误差或者损坏，此时必须对电压进行实时的在线监测。
本系统采用凌阳SPCE061A单片机作为核心控制器件来控制的电压采集系统。
利用霍尔电压传感器来对220伏，50赫兹的电压信号进行数据采集。
经电压调理电路的调理和滤波器的滤波得到适合单片机的直流电压信号，进行采样信号的分析和处理，并与设定的基准值相比较，对其结果用LED实时输出。
本设计涉及语言学、计算机科学、信号处理、模/数电转换等诸多领域，在煤矿、生产制造都可广泛运用，该技术有非常广阔的应用前景。
关键词：单片机，波动，监测，数据采集，滤波AbstractThis design is based on acquisition system with microprocessor controlled voltage. Home and laboratory on the voltage requirements of various electrical appliances and equipment relatively high, too high or too low in voltage fluctuations generated when errors or damaged, it is essential for real-time monitoring of voltage. The system uses Sunplus SPCE061A MCU as the core control device, using Hall voltage sensor on 220 volts, 50 Hz voltage signal data acquisition. The conditioning circuit filter conditioning and filtering by taking into account wave devices for single chip DC voltage signal, sampled signal analysis and processing, and with the reference value set by comparing its results with real-time LED output. The design involves linguistics, computer science, signal processing, analog / digital power conversion and many other fields, in coal mines, production can be widely used, the technology has very broad application prospects.Key word: SCM , volatility , monitoring , data collection , filtering目录1 绪论 (4)1.1电压数据采集的现状 (4)1.2电压数据采集的基本原理 (4)1.3本系统设计的目的 (5)1.4本系统完成的功能 (6)2 模块特性介绍 (8)2.1SPCE061A模块的介绍 (9)2.2SPCE061A单片机的介绍 (11)3 系统的硬件设计 (18)3.1电压传感器的选择和设计 (18)3.2调理电路的设计 (20)3.3二阶滤波器的原理及设计 (22)3.4采样的方式和原理 (24)3.5整个电路的绘制 (25)4 系统软件的设计 (28)4.1编程语言的选择 (28)4.2编程环境的介绍 (29)4.3系统的程序 (31)5 采集系统调试与运行结果分析 (35)5.1数据采集系统硬件的调试 (35)5.2系统测试时出现的问题及解决方法 (36)5.3小结 (36)参考文献 (37)致谢 (38)1 绪论随着科学技术的飞速发展，对数据处理的实时性要求也愈来愈迫切。
显然，不论在哪个应用领域中，数据处理越及时则经济效益就越大。
例如在实时监控系统中，必然要求对测量数据实时处理。
又如在新型飞机试飞中如能实现对某些关键数据的实时处理和监测，就能在这些数据发生异常变化时及时发现并采取措施，以避免机毁人亡的重大事故发生。
可见，实时处理数据意义是很大的。
由于电子计算机技术和大规模集成电路技术的蓬勃发展，为提高数据处理的实时性提供了广阔的前景[1]。
1.1 电压数据采集的现状随着信息技术的飞速发展，各种数据的实时采集和处理在现代工业控制和科学研究中己成为必不可少的部分。
数据采集经过几十年的发展，已经成为一门很成熟的技术。
但国内对电压在线监测装置的研究和开发起步较晚，大约20世纪90年代才逐渐开始，但其发展速度很快。
数据采集系统是一种应用极为广泛的模拟量测量设备，其基本任务是把信号送入计算机或相应的信号处理系统，根据不同的需要进行相应的计算和处理。
它将模拟量采集、转换成数字量后，再经过计算机处理得出所需的数据。
同时，还可以用计算机将得到的数据进行储存、显示和打印，以实现对某些物理量的监视。
在电量的测量中，电压、电流和频率是最基本的三个被采集量，其中电压量的采集最为经常。
电压的采集方法可以将一些处理模拟量的问题转化为处理数字量的问题。
现代数字逻辑电路集成度越来越高，不仅有利于电网电压采集的小型化，更可贵的是能够提高可靠性。
电网数据的采集从最早的指针式仪表，如模拟万用表、电压表、电流表等，这些仪器仪表的基本结构是电磁式、电动式、感应式、静电式、电热式等，由于这类仪表本身的机械结构和电磁结构的不稳定性和复杂性，一般精度较低，稳定性较差，应用场合有一定的局限性，但由于它的原理简单、坚固耐用、容易生产、成本低，因而目前还在被广泛使用。
随着单片机的出现和广泛应用，国外生产和制造仪器的各大公司纷纷把它用于测量仪器中，产生了仪器发展中的一次革命，研制出了各种智能仪器，由模拟电子线路实现仪器的信号测量，并由微处理器来增加仪器的功能，简化仪器结构。
这类仪表的基本原理是将被测量的模拟信号通过电子线路转变为数字信号，进行计算并显示出来。
这类仪器同指针式仪器相比较精度有了很大的提高，能直观读取测量结果，而且可靠性高，易于使用[2]。
1.2 电压数据采集的基本原理数据采集一般主要完成两部分的工作:一是信号的采样，主要由采样/保持电路完成；二是采样值的量化，主要由A/D变换器完成。
现在A/D的集成化很高，很多都内置了采样/保持放大器和电压参考源等单元电路，为应用的简化提供了方便。
模拟信号经过前置放大器放大后进入采集系统，先经过信号调理电路进行信号的放大、滤波、使信号的带宽限制在需要的范围内，并使信号的幅度与A/D的量程相匹配。
经过以上处理后，信号被送入采样保持器进行采样，然后被模数转换器进行量化，量化后的数据被送入存储器进行存储或者以供处理。
由电压传感器输出的信号是一个连续的模拟信号，要通过数据采集系统变换为单片机能够处理的信号。
数据采集部分是整个测量部分的核心。
它的整体设计和实现都要紧紧围绕着被测信号来考虑。
根据采样定理，如果采样频率不够高，输入信号将会产生混叠现象，采样得到的数据将不能完全恢复出原始信号。
为了能够恢复出原始信号，采样频率必须大于信号频率的至少两倍，一般工程上要求采样频率要比信号频率高4～5倍。
也就是说，在被测信号经过前向通道降低为合适的电平被数据采集装置采集之后，转化的结果能否最大限度的逼近真实信号，取决于数据采集装置的采样速度。
采集速度主要由数据采集装置的单片机的A/D转化系统决定。
电压模拟信号进入数据采集部分后，先通过采样/保持器，再进行A/D转换。
A/D 转换器完成一次转换需要一定的时间，在这段时间内希望A/D转换器输入端的模拟信号电压保持不变，以保证有较高的转换精度，采样/保持器的引入，大大提高了数据采集系统的采样频率。
A/D转换所得的数据写入A/D转换器的输出寄存器，然后比较电路或软件计算程序，从输出寄存器中提取数据，与基准值进行比较，做出预期的判断[3]。
1.3 本系统设计的目的在家庭电压波动对要求高的电器是一种考验，往往使其不能正常工作，导致电器的寿命下降甚至烧掉，造成不必要的损失。
在社会生产领域，高科技孕育大量电子企业，其生产往往伴随着大量精密电子控制系统的广泛使用，同样参与生产的过程控制装置PLC 、工业机器人等都是对电压波动十分敏感的负荷，表1-1详细列举了电压波动给各种敏感设备带来的不良影响。
表1-1 电压波动对一些设备的影响(以电压额定值的100%为标准)设备名电压波动造成的影响某公司芯片测试仪当电压低于85 %，芯片被毁，测试仪停止工作，内部电子电路主板故障。
可编程控制器（PLC）当电压低于80%时，PLC停止工作，一些I/O设备，当电压低于90%，持续几个周波就会被切除。
精密机械工具由机器人控制的精密加工机械，为保证产品的质量和安全，工作电压门槛值一般设为90%，当电压低于此值，持续2～3 个周波时跳闸。
调速驱动器(ASD) 当电压低于70%，持续时间超过6 个周波时，ASD被切除；而对于一些精细加工工业中的电机，当电压低于90%，持续时间超过3个周波时，电机会被跳闸而退出运行。
交流接触器有报告表明当电压低于50%，持续时间超过1个周波，接触器就会脱扣；也有报告表明当电压低于70%甚至更高，接触器就会脱扣。
计算机当电压低于60%，持续12个周波时，计算工作将受到影响。
直流电机当电压低于80%时，直流电机被跳闸。
在现代工业中，广泛应用着这些设备，任一设备的作业中断都将可能导致整个流水线、甚至全厂作业的中断，造成的损失非常巨大，因此工业用户对供电质量的要求比其中单个敏感用电设备更高。
尤其是当今个人计算机的应用十分普遍，当电压下降到额定值的60%及以下时，可能造成计算机程序紊乱，数据丢失。
这也就是一些重要的计算机设备都要装配不停电电源（UPS）的原因。
同样，对基于单片机原理的数控设备、复印机、银行自动提款机等都会遇到类似的问题。
由于家庭电压时常出现波动，就需要监测电压是否在正常范围内，起到一个报警的作用。
所以本课题要设计一个采集家庭电网电压为220V，采样频率为50Hz的电压信号。
此系统运用电压传感器采集一路电压信号，经调理电路的调理和滤波器的滤波将电压转化成单片机能够接受的直流电压信号，通过数据处理后与设定值的比较，报告电压的正常与否，图1-1是系统设计的基本流程。
图1-1 电压采集系统的基本流程1.4 本系统完成的功能系统整体硬件设计如图2-2所示，整个系统以SPCE061A为核心，前向通道包括传感器及其信号采集电路，按键输入电路；后向通道包括：LED显示电路。