代码收藏家 基于单片机的交流电压检测采集系统设计方案
**单片机设计介绍，基于单片机交流电压检测采集系统设计
文章目录
一 概要 二、功能设计 设计思路 三、 软件设计 原理图 五、 程序 六、 文章目录
一 概要
基于单片机交流电压检测采集系统的设计概要主要包括以下几个方面：
一、设计目标
本设计旨在开发一个能够实时检测并采集交流电压数据的系统。通过使用单片机作为核心控制器，结合适当的电压检测电路和模数转换器（ADC），系统能够准确、快速地读取交流电压的数值，并通过显示模块或其他通信接口将数据显示或发送出去。
二、系统组成
单片机：作为系统的核心控制器，负责接收电压检测电路传输的模拟信号，经过ADC转换为数字信号后进行处理和分析。单片机还需要控制显示模块、通信接口等其他硬件模块的工作。
电压检测电路：用于检测交流电压信号。通常使用电阻分压网络、运放电路等方式将交流电压信号转换为单片机可以处理的模拟信号。
模数转换器（ADC）：将电压检测电路输出的模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理和分析。ADC的位数和精度决定了系统对电压信号的分辨率和准确度。
显示模块：用于显示采集到的交流电压数据。可以采用LED数码管、LCD显示屏等作为显示设备，根据具体需求选择合适的显示方式。
通信接口：实现系统与外部设备的数据传输和通信。常用的通信接口包括RS232、USB、以太网等，根据实际需求选择合适的通信方式和协议。
三、工作原理
系统首先通过电压检测电路实时检测交流电压信号，并将其转换为单片机可以处理的模拟信号。然后，单片机通过ADC将模拟信号转换为数字信号，并进行处理和分析。最后，单片机将处理后的数据通过显示模块显示出来，或者通过通信接口发送给外部设备。
在系统设计过程中，还需要考虑一些关键技术问题，如ADC的选型和配置、电压检测电路的设计和校准、单片机的编程和控制等。此外，为了提高系统的稳定性和可靠性，还需要进行电路板的布局和布线、电源管理和抗干扰设计等方面的工作。
四、扩展功能
除了基本的交流电压检测采集功能外，本设计还可以根据实际需求添加一些扩展功能，如电压阈值设置、报警功能、数据存储和查询等。这些扩展功能可以进一步提高系统的实用性和灵活性。
五、设计特点
实时性：系统能够实时检测并采集交流电压数据，保证数据的准确性和及时性。
精度高：采用高精度ADC和电压检测电路，提高系统的测量精度和准确度。
灵活性强：系统可以根据实际需求进行扩展和修改，满足不同应用场景的需求。
成本低廉：采用单片机和常用电子元器件作为核心部件，降低系统的成本和维护成本。
综上所述，基于单片机交流电压检测采集系统是一个功能强大、实时性好、精度高、成本低廉的电压检测采集方案，适用于各种需要实时监测交流电压的场合。
二、功能设计
文件夹内包含工程文件，可直接运行或者二次开发；
此设计可作为毕业设计和课程设计资料，包含原理图、程序代码（嵌入式类设计）、软件资料等等，非常完善；
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
作者：QQ_2193276455
