基于STM32F103单片机电流电压采集系统设计

叶锐文，植瑶瑶，于智荣，蒙 露，张海东，覃赵军

（广西大学行健文理学院，广西 南宁 530004）

0 引 言

在数字电路和嵌入式系统中处理电压电流等模拟量、数字量和模拟量之间的转换、高电压和低电压之间的转换以及大电流和小电流之间的转换是相关技术的关键。因此，本文设计了基于STM32F103单片机的交流电压、电流及有功功率的采集系统，通过电压互感器TV1005M和电流互感器TA1005M分别检测交流电压和交流电流值，经过整流和滤波，导入至STM32F103单片机的ADC，经过处理，并通过屏幕显示所采集的电流、电压、通电时间及电功率。

1 采集系统硬件设计

电流电压采集系统硬件包括最小系统电路、总电源、电压电流采集电路、WiFi模块电路、继电器控制电路及LED灯电路，系统结构如图1所示。

1.1 MCU单片机最小系统电路

本设计需要采用MCU单片机最小系统，设计了能保证单片机工作的各电路，如晶振电路、复位电路，具体如文献[1]所述。

1.2 WiFi模块电路

安装WiFi模块，硬件设备嵌入WiFi模块后可以直接利用WiFi与屏幕或者手机APP进行连接，实现交流电压、交流电流、功率及电量值的显示。

1.3 继电器控制电路

由于设计了具有监控和保护作用的电路，因此设计的系统具有保护功能。当有功功率达到设定值时，CPU会发出信号，控制继电器断开，排除故障后，可以通过屏幕控制继电器接通恢复供电。

2 采集系统软件设计

电流电压采集系统软件设计主要采用模块化编程。图2为程序流程图。

3 采集终端设计

3.1 电流采集终端设计

电流采集终端采用的是TA1005系列母线内置式微型精密交流电流互感器，