文档介绍：摘要
此电能质量检测装置以数字信号处理技术为核心，能对其频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等电能质量参数进行分析，并利用快速傅立叶变换(FFT)分析对数据信号分别进行处理、分析其电压、电流的谐波含有率

测量交流输入电压频率，测量范围：45〜55Hz；误差：± Hz。
采用LCD显示，能够同时显示一个周期的输入电压、输入电流曲线。
测量电压和电流的各次谐波含量，测量至9次谐波，采用列表和百分数形式显示，分辨率1%
（4）各次电流谐波含有率在列表显示方式中除了能够以百分比显示外，还能够显示各次谐波的有效值。
二、方案论证
（一）电路部分方案选择
方案一：
全系统应用AT89S52作全局控制。信号通过运放进行处理后，用TLC2543进行电压采集实施校正输出，以满足电压输出精度。但由于TLC2543是12位串行模数转换器，虽然节约IO 口，但转换速度慢，最大转换时间为10卜，而且题目要求测量交流输入电压、电流有效值，而如需用TLC2543必须外加电路，使得硬件更加繁琐，还会增加误差，不足以满足设计要求的指标。
方案二：
全系统用AT89S52作全局控制，通过运放741，进行波形的调整，用5V稳压源进行稳压，让采集的电压、电流交流信号的正弦波，转换成方波，在经过CD4011进行比较，输出其波形的相位差，从而进行下步采集使用。同时通过调节连端的电阻来校正输入数据的准确程度。在通过ADS774进行电压采集实施校正输出，ADS774是12位并行逐次逼近模数转换芯片，，还具有双极性偏置控制引脚BOC，当此脚接地时，信号为单极性输入方式，此脚接参考电压时，输入为双极性电压，根据管脚的接发，分别能输出0〜10V，0〜20V， -5〜+5V，-10V〜+10V，，仅仅应用了一部分必要的数字电子控制整体系统，本系统的优点在于成本低廉，减少硬件，并满足电压输出精度。
综上所述，设计方案二可以满足设计要求，并且可以有一定的提高空间。
（二）总体设计方案
软件流程图部分：
三、分析与计算
根据题目要求，通过电压、电流互感器，实现高低电压、电流的转换后，采取两片ADS774 进行数据模拟量的采集，由51单片机进行大量的数据运算，并采用LCD显示频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率等参数，并记录它们的最大值、最小值。
采用数学软件MATABL进行先仿真后转换成
应用取点法，采集波形显示的相应点，画出其波形图。运用因子的周期性和对称性的特点，通过快速傅里叶变换（FFT）计算谐波含有率。
C语言的形式来实现其功能。
频率f：
功率因数PF：
有功功率P：无功功率Q：视在功率S：
谐波的含有率：谐波的有效值：
傅里叶函数分析谐波公式:
f=1仃
PF=P/S
P=UIcos(^t/T)
Q=UIcos
S= (P2+Q2) 1/2
HRUn=Un/U1*100%
T取50赫兹
△t波形相位差
(W)
(var)
(VA)
HRI =I /T *100%
n n 1
u(wt)=a0+^(ancosnwt+bnsinnwt)
四、总电路图及元器件清单
（一）、总电路图:
信号处理电路图:
VR7+1CP
入，,以电路为准）
■ IJ
— 2M
AV7+1CP
E21 ■^^ZxA 10R E22
10E
EI+
^U+l+8
II
1饵 U
I—— T
10E
JK
元件名称
数量1
' 作用
AT89S52
1片
单片机
ADS774JP
2片
模数转换
HM6264ALP
1片
8K X 8RAM
HD74LS373P
1片
锁存器
HD74LS74AP
1片
双D型正沿触发器
IC4011BP
1片
2输入4与非门
OP07
4片
运放
LCD(OCMJ4*8C)
1块
液晶显示
开关电源
1个
变压器
1个
电解电容
4个
晶振
1个
电位器
6个
电阻
若干
按键
2个
电容
若干
导线
若干
（二）部分元器件清单：（东洋元件清单与电路有
五、测试
（一）测试仪器与设备：
FLUKE 17B型万用表，GFG-8016G型信号发生器，TDS 3054B型数字存储示波器，