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單片機怎么測電量


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小浪云 2024-12-03 163

單片機測量電量需要使用外圍電路進行轉換,常用的是電阻分壓法。電阻分壓法通過電阻分壓形成一個分壓器,輸出電壓與被測電壓成比例。單片機通過adc讀入分壓器輸出值,并根據分壓公式計算被測電壓。分壓電阻阻值選擇應考慮被測電壓范圍和單片機adc分辨率。

單片機怎么測電量

如何使用單片機測量電量

測量原理

單片機無法直接測量電量,需要使用外圍電路將電量轉換為數字信號,然后再進行處理。常用的方法是電阻分壓法

電阻分壓法

電阻分壓法通過使用兩個電阻將被測電壓分壓,形成一個分壓器。分壓比例如下:

Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2))

其中:

  • Vout 是分壓器輸出電壓
  • Vin 是被測電壓
  • R1 是分壓器電阻1的阻值
  • R2 是分壓器電阻2的阻值

電路設計

如下圖所示,使用電阻分壓法測量電池電壓:

[單片機電阻分壓法測量電量電路圖]

  • 將電阻R1和R2連接到電池兩端形成分壓器。
  • 分壓器輸出端Vout連接到單片機的ADC輸入引腳。
  • 單片機通過ADC讀入Vout值。

計算

根據電阻分壓公式,可以計算電池電壓:

Vin = Vout * ((R1 + R2) / R2)

代碼實現

以下是用 C 語言實現的單片機電量測量代碼:

#include <avr/io.h> #include <util/delay.h>  int main() {   // 初始化 ADC   ADMUX = (1 << REFS0); // 使用內部基準電壓   ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0); // 啟用 ADC, 設置采樣頻率    while (1) {     // 啟動 ADC 轉換     ADCSRA |= (1 << ADSC);      // 等待轉換完成     while (ADCSRA & (1 << ADSC));      // 讀取轉換結果     uint16_t adcValue = ADC;      // 計算電池電壓     float voltage = adcValue * (5.0 / 1023.0) * ((10000 + 10000) / 10000);      // 輸出電池電壓     printf("電池電壓:%.2fV ", voltage);      _delay_ms(1000);   }    return 0; }

注意事項

  • 分壓器電阻的阻值需要根據被測電壓范圍和單片機ADC的分辨率選擇。
  • 電源電壓不能超過單片機ADC的最大輸入電壓。
  • 需要考慮電路中的噪聲和干擾因素,采取適當的抗干擾措施。

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