单片机测电压原理图
51单片机电压电流采样电路设计
51单片机是一种常用的微控制器，广泛应用于各种电子设备中。
在很多电子设备中，需要对电压和电流进行采样和测量，以确保设备正常运行和安全使用。
设计一个稳定、精准的电压电流采样电路对于电子设备的正常运行至关重要。
本文将介绍51单片机电压电流采样电路的设计原理、实现方法和相关注意事项，希望能够为初学者提供一些帮助。
一、设计原理1.1 电压采样原理电压采样是通过模数转换器（ADC）将模拟电压信号转换为数字信号的过程。
在51单片机中，有多个模拟输入引脚可以用于电压采样。
通过选择合适的参考电压和采样精度，可以实现对不同电压范围的准确采样。
1.2 电流采样原理电流采样通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。
通过将电流信号转换为与之成正比的电压信号，然后使用ADC进行采样，可以实现对电流的准确测量。
二、电压采样电路设计2.1 电压采样电路原理图在设计电压采样电路时，需要考虑信噪比、采样精度和参考电压的稳定性。
一般来说，可以通过电阻分压网络将被测电压信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。
2.2 电压采样电路实现在实际设计中，可以选择合适的电阻数值和参考电压，使得被测电压在不损失精度的前提下可以被精准采样。
还需要注意电源滤波和去耦电容的设置，以提高电路的稳定性和抗干扰能力。
三、电流采样电路设计3.1 电流采样电路原理图电流采样电路通常需要借助电流传感器或电流互感器来实现。
在设计电流采样电路时，需要考虑到电流传感器的灵敏度、线性度和频率特性，以确保采样的准确性和稳定性。
3.2 电流采样电路实现在实际设计中，需要根据被测电流的范围和精度要求选择合适的电流传感器，并通过运算放大器等电路将电流信号转换为微控制器可以接受的范围内的电压信号。
还需要注意电流传感器的电源和接地，以确保电路的正常工作。
四、电压电流采样电路的综合设计4.1 电压电流采样电路整体连接在设计完成电压和电流采样电路后，需要将两者连接到51单片机的模拟输入引脚，并编写相应的程序进行数据采集和处理。
基于单片机的电流电压测量系统设计
基于单片机的电流电压测量系统设计目录1 前言 (2)1.1 电子测量概述 (2)1.2 数字电压表的特点 (2)1.3 单片机的概述 (3)2 系统方案的选择与论证 (4)2.1 功能要求 (4)2.2 系统的总体方案规划 (4)2.3 各模块方案选择与论证 (5)2.3.1 控制模块 (5)2.3.2 量程自动转换模块 (5)2.3.3 A/D转换模块 (5)2.3.4 显示模块 (6)2.3.5 通信模块 (6)3 系统的硬件电路设计与实现 (7)3.1 系统的硬件组成部分 (7)3.2 主要单元电路设计 (7)3.2.1 中央控制模块 (7)3.2.2 量程自动转换模块 (8)3.2.3 A/D模数转换模块 (13)3.2.4 显示模块 (14)3.2.5 通信模块 (15)3.2.6 电源部分 (16)4 系统的软件设计 (16)4.1 软件的总体设计原理 (16)4.1.1 A/D转换程序设计 (17)4.1.2 数字滤波程序设计 (18)4.1.3 量程自动转换的程序设计 (20)5 系统调试及性能分析 (22)5.1 调试与测试 (22)5.2 性能分析 (22)6 结束语 (23)6.1 设计总结 (23)6.2 设计的心得 (23)7 致谢词 (24)附录 (25)附录1 参考文献 (25)附录2 系统总电路图 (26)附录3 源程序 (27)1 前言1.1 电子测量概述从广义上讲，但凡利用电子技术来进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上来说，电子测量是在电子学中测量有关电量的量值。
与其他一些测量相比，电子测量具有以下几个明显的特点：①测量频率范围极宽，这就使它的应用范围很广；②量程很广；③测量准确度高；④测量速度快；⑤易于实现遥测和长期不间断的测量，显示方式又可以做到清晰，直观；⑥易于利用电脑，形成电子测量与计算技术的紧密结合。
随着科学技术和生产的发展，测量任务越来越复杂，工作量加大，测量速度测量准确度要求越来越高，这些都对测量仪器和测试系统提出了更高的要求。
单片机测电压
仲恺农业工程学院20010 —2011学年第二学期课程设计课题名称：基于AT89c51单片机的数字电压表设计时间： 2011.06.01—2011.06.9系部：机电工程系班级：姓名：指导教师：[摘要]本文介绍一种基于89c51单片机的一种电压测量电路,该电路采用ICL7135高精度、双积分A/D转换电路，测量范围直流0-±2000伏，使用LCD液晶模块显示，可以与PC机进行串行通信。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了双积分电路的原理，89c51的特点，ICL7135的功能和应用，LCD1601的功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。
[关键词]电压测量，ICL7135，双积分A/D转换器，1601液晶模块第一章前言1.1概述目前，由各种单片机机A/D 转换器构成的测量数字电压的结构，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。
本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。
1.2系统原理及基本框图如图1.1所示，模拟电压经过档位切换到不同的分压电路衰减后，经隔离干扰送到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LCD中显示，同时通过串行通讯与上位机通信。
图1.1系统基本方框图第二章硬件设计2.1输入电路图2.1.1量程切换开关图2.1.2衰减输入电路输入电路的作用是把不同量程的被测的电压规范到A/D转换器所要求的电压值。
智能化数字电压表所采用的单片双积分型ADC芯片ICL7135，它要求输入电压0-±2V。
本仪表设计是0-1000V电压，灵敏度高所以可以不加前置放大器，只需衰减器，如图3.1.2所示9M、900K、90K、和10K电阻构成1/10、1/100、1/1000的衰减器。
衰减输入电路可由开关来选择不同的衰减率，从而切换档位。
为了能让CPU自动识别档位，还要有图3.1.1的硬件连接。
基于STC12C5A32AD三相交流电压表的设计
三相交流电压表学院：电气与控制工程学院专业班级：测控0802班，测控0803班姓名：江文涛，郭利刚，铁拓指导老师：王党树，彭倩日期：2012年3月13日三相交流电压表设计在发电厂、工矿、企业，经常要监测供电状况，所供的电压通常在几百伏，必须设计一种仪表来测量这种电压，因此诞生了三相交流电压表。
一、实验要求：1．设计方案中能用软件完成的尽量用软件实现，这样可以减少产片的成本，也减少硬件的一些干扰。
2.本实验采用STC12C5A32AD单片机，由实验提供了该单片机的最小系统的原件，线路板，在该线路板上扩展了部分功能，另外，实验室统一提供了显示路板，在该板子上有四个按键，三组四位一体数码管，采用74h595，扩展进行动态扫描显示。
不过，在这里我们用到的是LCD1602显示。
3. 系统以STC51单片机最小系统为基础，在此基础上叫外围电路，由于单片机内部集成了A/D转换通道，因此将模拟电压输出通道与单片机的A/D输出通道直接相连，通过显示电路将得到的数据显示出来，并对A相电压进行4-20mA 的变送输出。
系统主要由单片机处理模块、键盘输入模块、被测电压输入模块、显示模块、电源及复位模块等组成。
4.设计时分工进行，未提供原理图的设计自己必须画出原理图。
二、测量原理：由于被测量的信号为交流信号，且信号幅度比较大，必须把这种大的信号变成小信号进行采样，根据采样的信号不同可以分为直流采样和交流采样两种。
直流采样，顾名思义，采样对象为直流信号。
它是把交流电压电流信号经过各种转化为直流电压，再有MCU采集。
此方法软件设计简单，对采集值只做一次比例变换即可得到被测量的数值。
但直流采样法存在一些问题：测量精度直接受整流电路的精度和稳定性影响；整流电路参数调整困难且受波形因素影响比较大，此外用直流采样法测量工频电压，电流是通过测量平均值来求出有效值的，当电路中谐波含量不同时，平均值与有效值之间的关系也将发生变化，给计算带来误差。
单片机测电压电流原理
单片机测电压电流原理随着电子技术的不断发展，单片机作为一种重要的嵌入式系统，广泛应用于各个领域。
在电力系统中，电压和电流的测量是非常重要的，而单片机测电压电流的原理则是实现这一目标的关键。
单片机测电压电流的原理基于模拟电压和电流的转换，通过将模拟信号转换为数字信号，然后经过处理得到所需的电压和电流数值。
我们需要了解单片机的工作原理。
单片机是一种集成电路，包含了处理器、内存、输入输出接口等多个部分。
它可以通过编程来控制各种设备和传感器的工作。
在单片机测电压方面，一般采用模拟转数字转换器（ADC）来实现。
ADC能够将模拟电压信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
具体来说，ADC将连续变化的模拟电压信号分成若干个离散的量化电平，然后将其转换为相应的数字值。
在单片机测电流方面，一般采用电流传感器来实现。
电流传感器是一种能够将电流信号转换为电压信号的装置。
通过将电流信号转换为电压信号，再通过ADC转换为数字信号，可以得到电流的数值。
单片机测电压电流的原理可以概括为以下几个步骤：1. 使用电压传感器将待测电压信号转换为电压信号。
2. 将电压信号输入到ADC中，进行模数转换。
3. 单片机通过编程获取ADC转换后的数字值。
4. 根据ADC转换的数字值和相关系数，计算出电压的实际值。
同样地，测量电流的步骤也类似：1. 使用电流传感器将待测电流信号转换为电压信号。
2. 将电压信号输入到ADC中，进行模数转换。
3. 单片机通过编程获取ADC转换后的数字值。
4. 根据ADC转换的数字值和相关系数，计算出电流的实际值。
需要注意的是，在进行电压和电流测量之前，我们需要根据具体的电路参数和传感器特性进行一定的校准和系数调整，以保证测量的准确性和精度。
除了测量电压和电流，单片机还可以通过其他方式实现对电力系统的监测和控制。
例如，可以通过单片机控制继电器的开关，实现对电路的断开和闭合。
还可以通过单片机与电力系统的通信接口，实现远程监测和控制。
【免费下载】单片机实验利用AD完成电压测量及显示
;这种方法就是 30H 和 31H 分别写显示程序,显示完 31H 之后就
;退出程序,很 easy 的啦,大家还可以多多试试自己编写别的程序
;注DPTR,#0102H MOV A,#0BFH MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#DTAB MOV A,30H MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#0101H MOVX @DPTR,A LCALL DELAY
MOV B,#51 DIV AB MOV 30H,A MOV A,B MOV B,#5 DIV AB MOV 31H,A RET
;************************************* ;显示子程序
DISPLAY: MOV R0,#30H MOV R3,#0FEH
LD0:MOV DPTR,#0102H MOV A,R3 MOVX @DPTR,A
DELAY:
MOV R7,#02H
DEL1:MOV R6,#0FFH
DEL2:DJNZ R6,DEL2
DJNZ R7,DEL1
RET
;延时 1ms
;**********************************************
;显示子程序(另一种)
;这里给大家写本实验的另一种显示方法:
MOV DPTR,#DTAB MOV A,@R0 MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#0101H MOVX @DPTR,A
LCALL DELAY INC R0 MOV A,R3 JNB ACC.7,LD1 RL A
;AD 的地址,应接 CS3
;选择通道 0 IN0
;启动 AD,开始转换
LD1:RET
MOV R3,A
基于MSP430G2553的电压表设计
数字式直流电压表一、整体说明在电子技术中，往往离不开对电压的测量，作为一种测量电压的仪器——电压表是近代电子技术领域的常用工具之一，在许多领域得到广泛应用。
本设计是基于TI 单片机设计的数字式直流电压表，它主要由MSP430G2553、LCD12864和分压电路三部分组成。
分压电路先将输入的电压信号衰减一定的倍数，后通过控制双路选择开关设定测量的量程，分别有0~3V 和0~15V 两个档，以便实现精确读数；分压处理后的电压信号由MSP430G2553内部的ADC10模块转换成数字信号；再通过LCD12864液晶屏进行串行显示。
经多次测量实验得出误差范围在2%以内。
二、原理图基于MSP430G2553单片机设计的数字式直流电压表的电路图如图1所示。
由于MSP430开发板已具备单片机最小系统结构，只需添加显示电路和分压电路。
LCD12864通过串口方式显示，只需占用单片机2个I/O 口；分压电路可以通过开关S1选择量程档位，只占用1个I/O 口。
三、接口定义MSP430G2553的接口说明如表1所示。
图1中的复位和晶振部分是MSP430开发板固有的部分，故不再说明。
P1.0接液晶屏的SID 脚，作为串行的数据口用；P1.1则接液晶屏的SCLK 脚，控制串行的同步时钟；P1.4接分压电路的输出端。
LCD12864的接口说明如表2所示。
当PSB 脚接低电平时，串口模式被选择。
在该模式下，只用2根线（SID 与SCLK ）来完成数据传输。
RS 接高电平，不使用片选功能。
注意：信号源与单片机之间要共地。
图1 直流电压表电路图表1 MSP430G2553的接口说明表2 LCD12864的接口说明四、程序流程图（一）主函数主函数的流程框图如图1所示。
主函数主要是调用系统初始化函数和循环开启ADC 转换，这是由于ADC10采用单通道单次转换模式，每次采样后需要重新开启ADC ，才会进行下一次信号采样转换。
另外，信号的采样与处理以及电压值的显示都是通过中断来完成。
单片机测电压电流
单片机测电压电流设计要求:1、用单片机测30-36V的直流电压，0-10A的直流电流；2、用单片机测30-36V交流电压有效值、平均值、交流电压的频谱分析；3、用单片机测0-10A交流电流的有效值、平均值、峰值。
一、设计思路用调理电路电路将电压和电流采入AD转换器，AD转换器将电压电流转化为数字信号，使用单片机与AD进行数据传输,在单片机的内部进行处理后,在LED或者LCD上进行显示。
可设计出一个选择开关,选择是进行电压还是电流的测量.可测电压电流的范围和精度取决于AD的精度,分辨率越高，精度越高.总体框图二、设计方案选择1、主控芯片方案1：选用专用转化芯片INC7107实现电压和电流的测量和实现，用四位数码管显示出最后的转换电压和电流的结果。
缺点是精度比较低，内部电压转换和控制部分不可控制。
优点是价格低廉。
方案2：选用单片机MSC80C51和A/D转换芯片ADC0809实现电压和电压的转换和控制，用四位数码管显示出最后的转换电压结果。
缺点是价格稍贵；优点是转换精度高，且转换的过程和控制、显示部分可以控制。
基于课程设计的要求选用方案2.ADC0809的精度不高，不是很好用，初级用户才用。
2、显示部分方案1：选用2个单体的共阴极数码管。
优点是价格比较便宜；可以实现电路要求。
方案2：选用一个并联在一起的共阴极数码管，外加两个三极管驱动。
因为还需要驱动，相对方案一有些复杂，且价格有点贵。
故基于课程设计的要求选用方案1。
三、电路设计原理模拟电压和电流经调理电路电路筛减调理电路后，经隔离干扰送到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。
同时通过串行通讯与上位通信。
硬件电路及软件程序。
而硬件电路又大体可分为调理电路电路、A/D转换电路、LED显示电路，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；一般I/O接口芯片的驱动能力是很有限的，在LED显示器接口电路中，输出口所能提供的驱动电流一般是不够的尤其是设计中需要用到多位LED，此时就需要增加LED驱动电路。
单片机测电压电流(二)
单片机测电压电流（二）引言概述:本文将介绍如何使用单片机来测量电压和电流。
单片机作为一个智能控制器，可以通过接口将电压和电流传感器连接到系统中，并使用适当的算法对数据进行处理和分析。
这种测量电压和电流的方法可以广泛应用于各种电子设备和系统中。
在本文中，我们将介绍使用单片机测量电压和电流的基本原理，并提供一些实际应用的示例。
正文内容:1. 电压测量:1.1. 使用电压分压器将待测电压转换为单片机可以接受的电压范围。
1.2. 设置单片机的模数转换器（ADC）进行电压测量。
1.3. 编写程序将模数转换器的值转换为实际电压值。
1.4. 实际测量电压值与期望值进行校准和调整。
1.5. 应用实例：使用单片机测量电池电压。
2. 电流测量:2.1. 使用电流传感器将待测电流转换为电压信号。
2.2. 将电压信号放大并转换为单片机可以接受的电平。
2.3. 设置单片机的ADC进行电流值测量。
2.4. 编写程序将模数转换器的值转换为实际电流值。
2.5. 实际测量电流值与期望值进行校准和调整。
2.6. 应用实例：使用单片机测量电机的工作电流。
3. 数据处理和分析:3.1. 设计数据处理算法来解读和分析测量得到的电压和电流数据。
3.2. 根据需要，可以计算平均值、最大值、最小值等指标。
3.3. 根据实际应用需求，可以设置报警或触发条件。
3.4. 结合其他传感器数据，进行综合处理和分析。
3.5. 应用实例：使用单片机测量太阳能电池组的电压和电流，并根据数据控制充放电过程。
4. 通信与控制:4.1. 使用串行通信接口（如UART、SPI或I2C）将测量数据传输到其他设备或主机。
4.2. 设置通信协议，实现与其他设备的数据交换和控制指令的发送。
4.3. 根据实际需求，选择合适的通信速率和传输格式。
4.4. 应用实例：使用单片机测量电路板上各个电压节点的电压，并将数据通过串口传输给上位机进行分析和监控。
5. 性能优化与稳定性改进:5.1. 对ADC采样率、精度和参考电压进行优化和调整。
单片机普通io 电压检测电路
对于单片机的普通IO口电压检测电路，可以采用简单的电压分压原理来实现。
以下是
一个基本的电压检测电路示意图：
```
V_in
|
R1
|
+--- V_out
|
R2
|
GND
```
在这个电路中，V_in 是待检测的电压信号，V_out 是输出给单片机的电压信号。
R1 和
R2 是两个电阻，它们组成了一个电压分压器。
根据电压分压原理，输出电压 V_out 可以通过以下公式计算：
V_out = V_in * (R2 / (R1 + R2))
通过调整 R1 和 R2 的阻值，可以得到不同的电压比例和范围，以适应单片机的输入电
压范围。
需要注意的是，为了保护单片机，应该限制输入电压范围，并在电压超过一定范围时
采取适当的电压保护措施，如使用二极管、稳压器或可编程逻辑门等。
此外，在实际应用中，还可以根据需求添加滤波电路、保护电路和电压级移位电路等，以提高电路的稳定性和可靠性。
具体的电路设计和元件选型应根据具体需求和规格进行。
建议在设计过程中参考相关电路设计手册和单片机的数据手册。