1768【毕设课设】基于单片机电能质量检测仪设计（仿真、程序、bom）

基于单片机的电能质量检测仪设计

摘要

本文介绍了一种基于单片机的电能质量检测仪的设计与实现。该系统能够实时测量和显示交流电压和电流的有效值，并通过串口通信发送测量数据。系统采用数码管动态显示测量值，具有精度高、响应快、操作简便等特点，适用于电能质量监测的应用场景。

关键词

单片机；电能质量；电压电流检测；数码管显示；串口通信


仿真、代码等资料下载地址：
https://docs.qq.com/doc/p/ffc421513a628b30450ae742547c0b850456d7c8

1. 引言

随着工业自动化和电力系统的发展，对电能质量的监测和管理变得越来越重要。本文设计了一种基于单片机的电能质量检测仪，能够实时测量交流电压和电流的有效值，并通过数码管显示和串口通信输出测量结果。该系统设计简洁，功能实用，适用于电能质量监测的应用场景。

2. 系统设计

2.1 硬件设计

系统硬件设计主要包括电压检测模块、电流检测模块、单片机控制模块、数码管显示模块和串口通信模块等部分。

2.1.1 电压检测模块

电压检测模块通过电压互感器和整流电路实现对交流电压的检测，并将检测到的电压信号输入到单片机的AD转换器。

2.1.2 电流检测模块

电流检测模块通过电流互感器和整流电路实现对交流电流的检测，并将检测到的电流信号输入到单片机的AD转换器。

2.1.3 单片机控制模块

单片机控制模块采用AT89C52单片机，负责电压和电流数据的采集、处理和显示控制，并通过串口通信输出测量结果。

2.1.4 数码管显示模块

数码管显示模块用于实时显示交流电压和电流的有效值，采用共阴极数码管，通过动态扫描实现多位显示。

2.1.5 串口通信模块

串口通信模块用于将测量的电压和电流有效值通过串口发送到上位机，实现数据的远程监测和记录。

2.2 软件设计

系统软件设计包括电压和电流数据采集、有效值计算、数码管显示和串口通信等部分。

2.2.1 电压和电流数据采集

通过单片机的AD转换器对交流电压和电流进行采集，并将采集到的数据进行处理和存储。

2.2.2 有效值计算

采用RMS（均方根）算法对采集到的电压和电流数据进行处理，计算出交流电压和电流的有效值。

2.2.3 数码管显示

通过动态扫描控制数码管显示电压和电流的有效值，采用定时中断实现多位数码管的动态显示。

2.2.4 串口通信

通过串口通信模块将测量的电压和电流有效值发送到上位机，实现数据的远程监测和记录。

2.3 系统流程图

2.3.1 主程序流程图

2.4 电路原理

电路原理图如图所示，主要包括电压检测电路、电流检测电路、单片机控制电路、数码管显示电路和串口通信电路。

3. 实验结果

通过实际测试，系统能够实时测量和显示交流电压和电流的有效值，并通过串口通信发送测量数据。数码管显示效果清晰，串口通信稳定可靠。测试结果表明，该系统设计合理，运行稳定，能够满足电能质量监测的需求。

4. 结论

本文设计的基于单片机的电能质量检测仪，通过实际测试，证明了系统的有效性和可靠性。该系统具有功能丰富、操作简便、性能可靠等优点，适用于电能质量监测的应用场景，具有广阔的应用前景。

5. 附录

5.1 系统流程图

5.1.1 主程序流程图