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STM32单片机低成本交流电测量装置的设计

时间:2019-03-31 10:04来源:毕业论文
介绍了装置的硬件和软件的设计。装置使用电流互感器,采用运算放大器实现交流信号调理,利用STM32单片机的ADC功能进行采集。编写了嵌入式软件

摘要研究了电流测量的基本方法,总结各种测量方法的精度和成本,设计了低成本交流电测量装置,实现了用比较低的成本去测量交流电的大小的方法。文中分别介绍了装置的硬件和软件的设计。装置使用电流互感器,采用运算放大器实现交流信号调理,利用STM32单片机的ADC功能进行采集。编写了嵌入式软件,使用定时中断,周期性采集ADC数值,实现了对交流电流有效值的测量。34082
关键词  交流电测量 STM32 电流互感器 运算放大器
毕业论文设计说明书外文摘要
Title  Design Of Inexpensive AC Measuring Device
Abstract
Writer studied the basic methods of current measurement, summarized the accuracy and cost of various measurement methods, designed the alternating current measuring device with low cost. It was achieved by the use of relatively low cost to measure the size of the alternating current method. The design of hardware and software of the device is introduced in this paper. The device uses the STM32 microcontroller as the core, adopts Multisim design and simulates the external equipment, and decides to use the external equipment of current transformer and operational amplifier. The embedded software is compiled, the periodic ADC is collected and the periodic data is collected, and the measurement of the AC current is realized.
Keywords  AC current measurement  STM32  Current transformer  Operational amplifier
目   次
1绪论    1
1.1  课题背景介绍    1
1.2  课题研究的目的和意义    1 源自$六l维,论:文w网)加7位QQ3249^114 www.lwfree.cn
1.3  交流电测量的现状    1
1.4  课题研究的主要工作内容    3
2  交流电测量的基本理论    5
2.1  测量交流电流方法的确定    5
2.2  装置测量的整体流程    6
2.3  数据的采集的基本方法    7
2.4  数据处理的方法    8
3  装置的硬件设计    10
3.1  总体方案设计    10
3.2  STM32单片机控制模块    11
3.3  外部设备的设计    16
4  装置的软件设计    20
4.1  软件开发环境    20
4.2  主程序设计    20
4.3  数据采集    21
4.4  数据处理    26
系统调试    27
结  论    29
致  谢    30
参考文献    31
1绪论
1.1  课题背景介绍
近年来,随着各式各样的电子设备的广泛运用,使得电网中的电流,电压发生变化,造成了电能质量的下降;而精密仪器和自动化的设备对电能的质量的要求比较高,因此,如果不能低成本地测量交流电流,必然会对装置的生产效率产生一定的影响。同时,面对智能家居的浪潮,低成本有效的测量势在必行。传统的大型电表的成本和体积制约了家居以及设备的外形和性能,对于设备而言,体积成本也十分重要,不利于大量推广向市场。

源自$六l维,论:文w网)加7位QQ3249^114 www.lwfree.cn


1.2  课题研究的目的和意义
谐波存在于实际的生产生活中,高次谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变,另外相同频率的谐波电压和谐波电流要产生同次谐波的有功功率和无功功率,从而降低电网电压,增加线路损耗,浪费电网容量。
电力系统和工业设备的高效性依托于电能的质量的高低,需要在生产现场测量各种电流参数的仪器来保证。[1]为了提高电能质量,首先要能准确、完整地对电力参数进行测量和分析,同时需要保证电表的小型化,这对测量的方法和硬件设备提出了要讲求。所以低成本的交流电测量装置很有发展的前景。 STM32单片机低成本交流电测量装置的设计:http://www.lwfree.cn/zidonghua/20190331/31464.html
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