基于STC89C52单片机直流纹波测试仪的设计与实现

摘要：提出了一种以STC89C52单片机为核心的直流电压与纹波测量系统，给出相关的软件程序设计。该测量系统主要包括量程选择、电压分离、A／D采样以及数据处理和显示电路，大大提高测量精度。在实际应用中，系统对某些工业现场的直流电压进行实时反馈，可以有效地对纹波进行实时监测。
关键词：纹波；直流电压；MCU；数据采集

0 引言
在一些实际的工业现场中，经常会用到对于电压稳定性要求高的直流电压，例如汽车的直流蓄电池的智能充电电源等，但由于工业现场负载复杂，存在许多不稳定的因素而导致电压的上下浮动，即纹波。理论上说，纹波是直流电压中的交流成分，它的成分较复杂，对电网系统存在一定的威胁，为了不影响负载正常的工作，需要对电压进行精确的实时测量。
本文所设计的直流电压纹波测试系统最大量程为600 V，精度达1％，可以满足绝大多数直流电场合的应用，对一些需求较高的直流用电设备，也具有一定的监测作用。

1 系统原理
系统的总体方框图如图1所示。

该测试系统主要包括量程选择、电压分离、A／D采样以及数据处理和显示电路。系统分为六个量程，主要特点是根据采样电压大小自动切换所用量程；其次是电压分离电路，系统采用光耦来隔离供电电压与测试系统，以保证测量的安全。
工作原理如下：首先要测量电压数据，根据电压大小自动选择量程，然后对电压和纹波分别进行测量，对于纹波要多次采集取其平均值，通过A／D电路采样转换后送入单片机进行数据处理，通过液晶和打印机输出。

2 硬件设计
系统主要采用单片机技术，硬件结构包括：数据采集模块、数据处理控制模块(CPU)、数据输出(打印机)模块、数据显示(液晶)模块、辅助电路模块。基本结构图如图2所示。