开题报告-数字功率仪研究.doc

（附表二）闽南师范大学毕业论文（设计）开 题 报 告 题 目： 数字功率仪研究 姓 名： 学 号： 系 别： 物理与信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2013级 指导教师： 2016年 9 月 20 日一、选题依据伴随着现代电子信息技术的快速发展，以及计算机技术广泛而深入的应用，各种元器件的广泛使用，对于元器件的各种性能和要求随之产生，这促进了电子测量的快速发展。相较于传统的测量方法，数字化测量其简单、便捷、实用、高精度使数字化测量成为一种现代重要的测量路径。虽然数字化测量已经成为电子测量的共识，但是由于是现代测量技术的革新，所以基于数字化电子测量的理念普及率尚还在一个处于开发的水平。在我们生活的世界里数字化已经到来，数字化是这个时代最大的标识，同时也必然是是社会与经济现代化的集中的体现。如果把它上升到国家的层次，它关系着我国在世界前沿科技领域水平的的高低。数字化的应用已经深刻影响着一个国家的方方面面，我们需要足够的重视起来。我国是世界范围的一个大国，其经济科技国防水平必须与之相匹配。所以对于我国所需要的电力电工的测量检测技术应该是具有世界水平的并且能够全方位展示我国的科技国防等综合水平。特别是随着消费电子的快速发展，所以可以预测电子测量仪器业在今后几年内，在合成仪器的强势带动下，在集成芯片、集成电路的背景下，数字化测量仪器必定赢来很大的发展空间。本设计采用单片机STC89S52作为主控芯片，由单片机最小系统、电压检测模块、电流测量模块、显示模块、AD转换模块、复位模块组成，输入的模拟量经过AD转换器转换，再由驱动器驱动显示器输出，便得到测量的数字电压、电流，进而求出功率。二、研究的内容及目标设计并实现基于STC89S52单片机的数字功率仪，研究内容包括：电压检测模块设计。检测模块采用霍尔电压传感器TBV，霍尔电压传感器TBV的输入输出具有良好的线性，以及抗脉冲电压干扰特性，使用方便，价格相对便宜，该传感器的初、次级之间是绝缘的，可用于测量直流、交流和脉冲电压，可以适应不同的工作环境。电流检测模块设计。检测模块采用霍尔电流传感器TBC-DS，该传感器具有多个量程，可根据用户写需要量程进行接线。同时该传感器具有良好的抗脉冲电压干扰特性，通过测量输出电压的大小可以通过线性关系得出一次侧电流。AD转换模块设计。AD转换采用AD7705，AD7705具有两个全差分输入通道，可以把传感器所转换的电压模拟型号转换成数字信号转换到单片机中进行处理，通过变位器可以调节其基准电压的大小。显示模块设计。显示模块采用LCD1602，单片机对采集进来的信号转换后，传送到LCD1602显示，显示出电压，电流以及功率的大小。三、研究方案及可行性分析通过对相关资料的查阅和对比，选择合适的主控芯片、传感器及AD芯片等，根据各个模块的原理设计出电路原理图以及画出PCB板，并采用硬件模块与编程软件Keil相结合的方法编写出程序，最后进行调试以实现整个系统的功能。通过进行对比和比较，采用更加先进、更加经济的技术，来实现本设计所需要的功能。(1)AD转换模块的设计。方案一：ADC0832 方案二：AD7705虽然AD7705相比于ADC0832价格更贵，电路比较复杂，而且还需要外接晶振，但是，AD7705的测量精度高，误差小，这更符合设计要求，故采用AD7705作为本设计的AD转换模块。(2)单片机设计。方案一：采用STC89C52 方案二：采用AT89S52STC89C52芯片相比于AT89S52价格更便宜，而且下载操作较为简单，考虑到这个因素，故采用STC89C52芯片作为本设计的核心单片机。(3)电压电流检测模块设计。方案一：采用测量电路 方案二：采用霍尔传感器。测量电路是利用电压电流采集电路，再进行AD采样，单片机进行数据处理，虽然经济，但是测量范围小，误差大。而霍尔传感器不仅有测量范围大，误差小，线性度好，而且还具有抗脉冲干扰的能力，所以本设计采用霍尔传感器来采集电压和电流信号。(4) 显示模块的设计。方案一：LCD1602 方案二：LCD12864虽然LCD12864的功能比LCD1602强大，不仅能显示字符，还能显示图像，但是编程比较困难，而且比较贵，而本设计只需要显示字符，不需要显示图像，所以选用LCD1602足以满足设计要求，而且性比价高，所以本设计采用LCD1602作为显示模块。通过对上述各方案进行比较分析，本次设计的方案选定：采用STC89C52芯片作为核心单片机；采用霍尔传感器来采集电压和电流信号；采用LCD1602作为显示器件。主要设备和软件：安装Window7的电脑一台、Keil uVision4软件、Protel 99 SE软件、单片机开发板一台、普中科技烧写软件。四、研究进度计划2016年8月1日8月20日，查阅相关资料，确定课题。2016年8月21日9月10日，分析和学习课题相关资料，完成文献综述。2016年9月11日9月20日，进一步分析课题的可能性，完成开题报告。2016年9月21日10月10日，确定最终方案，选择并购买芯片。2016年10月11日10月25日，设计电路和PCB图的布板。2016年10月26日11月20日，软件编程调试，制作电路板，焊接电路。2016年11月21日12月25日，开始撰写毕业