基于STC89C52單片機(jī)直流紋波測試儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：提出了一種以STC89C52單片機(jī)為核心的直流電壓與紋波測量系統(tǒng)，給出相關(guān)的軟件程序設(shè)計(jì)。該測量系統(tǒng)主要包括量程選擇、電壓分離、A／D采樣以及數(shù)據(jù)處理和顯示電路，大大提高測量精度。在實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)對某些工業(yè)現(xiàn)場的直流電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，可以有效地對紋波進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。
關(guān)鍵詞：紋波；直流電壓；MCU；數(shù)據(jù)采集

0 引言
在一些實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場中，經(jīng)常會用到對于電壓穩(wěn)定性要求高的直流電壓，例如汽車的直流蓄電池的智能充電電源等，但由于工業(yè)現(xiàn)場負(fù)載復(fù)雜，存在許多不穩(wěn)定的因素而導(dǎo)致電壓的上下浮動，即紋波。理論上說，紋波是直流電壓中的交流成分，它的成分較復(fù)雜，對電網(wǎng)系統(tǒng)存在一定的威脅，為了不影響負(fù)載正常的工作，需要對電壓進(jìn)行精確的實(shí)時(shí)測量。
本文所設(shè)計(jì)的直流電壓紋波測試系統(tǒng)最大量程為600 V，精度達(dá)1％，可以滿足絕大多數(shù)直流電場合的應(yīng)用，對一些需求較高的直流用電設(shè)備，也具有一定的監(jiān)測作用。

1 系統(tǒng)原理
系統(tǒng)的總體方框圖如圖1所示。

該測試系統(tǒng)主要包括量程選擇、電壓分離、A／D采樣以及數(shù)據(jù)處理和顯示電路。系統(tǒng)分為六個(gè)量程，主要特點(diǎn)是根據(jù)采樣電壓大小自動切換所用量程；其次是電壓分離電路，系統(tǒng)采用光耦來隔離供電電壓與測試系統(tǒng)，以保證測量的安全。
工作原理如下：首先要測量電壓數(shù)據(jù)，根據(jù)電壓大小自動選擇量程，然后對電壓和紋波分別進(jìn)行測量，對于紋波要多次采集取其平均值，通過A／D電路采樣轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過液晶和打印機(jī)輸出。

2 硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)主要采用單片機(jī)技術(shù)，硬件結(jié)構(gòu)包括：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理控制模塊(CPU)、數(shù)據(jù)輸出(打印機(jī))模塊、數(shù)據(jù)顯示(液晶)模塊、輔助電路模塊?；窘Y(jié)構(gòu)圖如圖2所示。