1 频率、电压监测设备的硬件规划
1.1 ATMEL89系列单片机简介
ATMEL89系列单片机共有AT89C51、AT89C52、89C1051、89C2051等类型，该芯片选用51内核，兼容MCS-51产品，100 000次重复编程／擦写，具有5 V供电和低压供电类型。下面以AT89C52为例进行阐明。ATMEL89C52是美国ATMEL，公司出产的低电压、高性能CMOS8位单片机，具有PLCC、TQFP和DIP等封装，片内含8 kB的程序存储器，256 B的数据存储器，3个16 b守时／计数器，1个规范串行通讯口，8各中止源，内部带有振荡器、上电复位和看门狗电路、5个I／O口、多达36根I／O线。特别是内部的8 kB闪存，为程序开发供给了很大便利。
1.2 体系规划框图
以日常照明所用的50～60 Hz沟通电为丈量目标进行丈量原理的了解，丈量体系的硬件电路首要包括供电、阻隔变压、电压信号比较输出、A／D转化以及单片机接口操控、串口输出部分构成，丈量体系框图如图1所示。
体系电路的作业原理简述如下：沟通电压通过阻隔变压器阻隔降压、限流今后，分红两路电压输入信号。一路输入用于频率丈量，输入信号经离散器材的分压、稳压处理，使其满意电压比较芯片AD790JN输入端的要求，通过AD790JN将输入的正弦波信号转化成5 V的方波信号，然后送到单片机外部中止INT0，单片机接纳外部脉冲，发动守时／计数器对方波信号进行守时计数，核算得出频率值；别的一路输入用于电压丈量值，输入信号通过火压被送到A／D转化部分，通过AD574A芯片的转化，将输入的模拟量转化成数字量送到单片机的P0口，得到量化电压值；一起，串口电路部分则担任将得到的频率值、电压值以十六进制代码方式发送至上位机，然后，上位机对频率值和电压值进行直观的显现。
1.3 体系首要组成电路
(1)波形转化电路
因为沟通电压信号的波形为一定幅值的正弦波，所以首先要将其转化为数字脉冲信号，再送到单片机计数端才能对脉冲计数。波形转化电路由AD790JN和外围元器材构成，AD790JN的1脚和4脚别离给出了输入波形对地的正向和负向电压规模，2脚为参阅电压输入端，这儿以沟通地为参阅，3脚为电压信号输入端，7脚、8脚别离为数字信号输出端和门限电压输入端。电路如图2所示。
波形由模拟量转化成数字量输出，被送至单片机外部中止INT0端，发动守时／计数器T1进行计数，频率差错在±1 Hz。
(2)A／D转化电路
单片机自身只能辨认和处理一种离散的数字信号，而在实践的操控体系中，需求监测和操控的是一些电压、电流等随时刻接连改变的电物理量，所以为了完成单片机对一个使用体系的操控和检测，A／D转化电路是必不可少的规划环节。
该A／D规划的意图是把检测到的电压模拟量转化成数字量，要求A／D转化的精度到达±0.1 V，选用AD574A现已满意规划要求。AD574A是12 b逐次迫临式A／D转化器，具有高精度(12 b)改换和高快(8 b) 转化的功用，片内含高精度的参阅电压源和时钟，有单极性和双极性两种接法，对应的输入电压规模别离为0～20 V和-10～+10 V，最大转化时刻为35μs，具有锁存的三态输出，并与TTL兼容，可直接与MCS-51系列总线相连。规划选用单极性接法，详细电路如图3所示。为了防止输入电压在进入AD574A输入端时电压衰减，影响丈量精度，规划中选用加跟从器OP07进行电压坚持。
