基于STC单片机的正弦波有效值简易测量仪开题报告

全文总字数：2336字

1. 研究目的与意义

在电子测量技术和自动控制系统中，有效值是应用最广泛的参数，电压表的读数除特殊情况外，几乎都是按正弦波有效值进行定度的。有效值获得广泛应用的原因，一方面是由于它直接反映出交流信号能量的大小，这对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度、能量转换等是十分重要的；另一方面，它具有十分简单的叠加性质，计算起来极为方便。所以交流电压有效值的测量是电测领域内一个重要的研究课题。

2. 国内外研究现状分析

电子计算机的飞跃进步，单片机的普及与推广，为数字多用表智能化做出了贡献。作为重要的测量工具，工频有效值多用表的在国内外获得了迅速的发展，可以说见证了现代工业的发展和科技进步。从传统的模拟多用表，到现在精确度和灵敏度越来越高的数字仪表，多用表的发展可谓是日新月异。目前的工频有效值多用表的设计大概可以分为以下两类：

（1）基于单片机的数字工频有效值多用表，这类仪表中，最有代表性的是89c52系列。由于8位机在价格和性能方面的优点，这类仪表可以说是越来越成熟，并且能根据不同的场合选用不同的核心芯片来满足实际的要求。

（2）结合单片机和cpld器件的有效值多用表，其将传统测量方法和现代数字化测量方法有机结合起来，能适用于工频交流电特征，同时也能适用于非工频电参数测量，提高了多用表通用性。在这类系统中，由单片机实现测量控制、数据分析处理、显示和量程自动转化等功能；由cpld器件和高速a/d芯片组成双通道高速同步数据采集电路，由锁相倍频电路实现工频周期内均匀等样间隔。

3. 研究的基本内容与计划

正弦波电压通常从三个方面进行描述，即频率，相位和最大值。正弦波有效值的测量一般通过测量正弦波的瞬时最大值，利用有效值与最大值之间的关系来得到有效值。有效值在实际中被广泛使用，原因在于有效值直接反映了交流信号的能量大小，同时，由于可叠加的性质，计算起来十分便捷，对于功率、噪声、能量转换的研究是很有帮助的。

本次毕业设计要求对于输入固定频率不同幅度的正弦波的有效值进行测量并进行显示。根据要求并综合上述方案，以stc89c52作为控制系统，tlc549芯片为a/d转换模块，tm032l作为lcd显示。通过相关的程序控制，配合设置的开关从而将输入的正弦波的有效值在显示屏上面显示出来，实现设计要求。

4. 研究创新点

目前一些智能仪器具有有效值的测量功能，但结构复杂、价格昂贵；而数字万用表虽然价格低廉，但大多仅能粗略测量正弦电压的有效值，准确度并不高，频率范围不大。为克服上述问题，本毕业论文根据深度负反馈原理，运用集成运算放大器，设计了一种高精度、低损耗的精度整流滤波电路，克服了二极管非线性和门槛电压带来的信号失真，实现了测量电路结构简单，测量精度高，频率范围较宽，波形适应性较强的有效值测量系统。