直流电压和纹波处理后的数据分别送入ADS1240的D0和D1端，通过对管脚置1置0来选择测量的是直流电压数据还是纹波数据。A/D转换后的数据再送入单片机进行处理。

　　3 软件流程

　　本系统核心控制部分采用freescale公司生产的单片机C8051F350[4]。单片机C8051F350是完全集成的混合信号系统芯片。片内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件。这些外设或功能部件包括模拟多路选择器、可编程增益放大器、ADC、DAC、电压比较器、电压基准、数字FO端口、电源监视器、看门狗定时器(WDT)和时钟振荡器等。选用单片机C8051F350作为数据采集及控制的核心器件，其外围电路简单，从而使系统成本下降、可靠性提高且外形尺寸减小。

　　程序设计时采用1ms 定时中断采集，每次中断到来时采集现场电压信号。当所得电压信号满足指定条件，则将有效数据保留，送入单片机处理，然后由工控机控制显示界面。 控制程序流程图如图5所示：

开始 系统初始化 启动A/D转化 A/D转化结束 单片机数据处理 工控机控制显示数据 N Y 图5 系统软件流程图

　　4 测量结果分析

　　纹波就是一个直流电压中的交流成分。由于直流稳定电源一般是通过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不干净，就会有剩余的交流成分，这种叠加在直流稳定量上的交流分量即形成了纹波。

　　纹波电压的几个指标形式如下：

　　(1) 最大纹波电压

　　在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波(包括噪声)的绝对值的大小，通常以峰-峰值或有效值表示。

(2) 纹波系数

纹波系数是指在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值与输出直流电压之比[5]，即

　　(3) 纹波电压抑制比

在规定的纹波频率(例如50Hz)下，输入电压中的纹波电压与输出电压中的纹波电压之比，即：纹波电压抑制比=

　　对电压的测量结果如表1所示：

　　表1 电压测量结果及偏差 测量电压(V) 标称系统电压

　　(V) 电压偏差

　　(‰) 1201.820

　　860.750

　　120.018

　　38.435

　　5.198 1201.500

　　860.860

　　120.000

　　38.421

　　5.200 0.266

　　-0.128

　　0.150

　　0.364

　　-0.385 其中误差的计算公式为

　　由上表可知该系统的测量误差均控制在0.5‰以内，达到了国家标准。

　　5 结论

　　由于一些不确定因素影响供电系统，导致工业现场的电压出现波动，这对某些对直流电压要求较高的设备会产生重大的影响，如意外停机等，严重的可能造成生产及设备事故，甚至人身伤亡。因此对直流电压进行及时准确的测量十分必要。

　　本文设计的基于C8051F350单片机的直流电压和纹波测量系统，其测量精度较以往的测量仪得到了较大的提高。能够为用户及时提供诊断设备故障的信息，以避免不必要的损害。在实际中得到了广泛的应用。

　　参考文献

　　[1] 王莉力，徐志辉.直流系统纹波电压智能测控装置设计[J].电工技术.2008，(5)：43- 44.

　　[2] 张国恒，杨志民，魏秀芳.智能电压表中量程自动转换电路研究[J].西北师范大学学报(自然科学版).2006，42(4)：47- 48.

　　[3] 赵鹏，李志刚. AD536A的性能及其应用[J]. 国外电子测量技术. 2004，(2)：17-19.

　　[4] Cygnal Co.C8051F350/1/2/3混合信号ISP FLASH微控制信器数据手册[Z].潘琢金译. Cygnal Co.2005

　　[5] 谢自美.电子线路设计·实验·测试(第二版).华中理工大学出版社.2000.

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