单片机采集并算电压有效值的问题

只看该作者 · 2015-7-2 10:47

RT，用STC12C5A60S2单片机自带的AD采集电压信号。
本来计划每1毫秒采集的电压数据样本，计算平方，积累到1000个样本后求和，平方和除以1000，再开根号后就得到电压的均方根。写了写程序，显示是0。而且，运算中感觉数值太大，难道要用到float型？想问问这种计算有没有比较好的程序模板可以参考参考？谢谢！！

2万 · 2015-7-2 11:01

那怎么出来0的，平方后，都是大于等于0的吧。
前面的1000个数据平方累加，用ulong类型应该够大了吧。你的ADC是10bit的吧，实际0V对应VCC/2还是0V？
最后开根号可以用浮点数了。

只看该作者 · 2015-7-2 11:11

gx_huang 发表于 2015-7-2 11:01
那怎么出来0的，平方后，都是大于等于0的吧。
前面的1000个数据平方累加，用ulong类型应该够大了吧。你的AD ...

不知道呢，所以我觉得是数据类型设定有问题？

只看该作者 · 2015-7-2 11:14

我把那点儿程序截取下来看看：

unsigned long VOL;  //存采集电压的平方值
float SUM=0;       //累加求和
uint number=1;    //采集次数
uint Ueff;    //电压均方根值
int voltage;  //每1ms采集到的电压瞬时值
extern uint U; //经内部转化产生10位二进制数

/*****定时器0 1ms 中断*****/
void timer0IntProc() interrupt 1
{
TL0 = TIMER_LOW;    //方式1，产生1ms定时的初值。晶振11.0592MHz
TH0 = TIMER_HIGHT;
voltage=U*17-8453;    //电压转换公式计算后的结果：[3302×0.512×（5U/1024-5/2)]/5，再乘以10，四舍五入而得
VOL=voltage*voltage;
SUM=VOL+SUM;
number++;
if(number==1001)
{
   number=1;
   SUM=SUM/1000;
   Ueff=sqrt(SUM);
   SUM=0;
   }
}

Ueff拿去再给12864作显示用。

只看该作者 · 2015-7-2 11:15

发代码出来分析下

2万 · 2015-7-2 11:19

没看程序。每个采样点计算绝对值（就是减中点电压取绝对值），然后平方和，要用32位的整数计算，最多可以做4096个采样不溢出。准确性还可以的，但是幅度很小时，准确度下降，比如测量220V，一般校准后做到1%没有问题，但是再测量一个几V的，误差会大点。

2万 · 2015-7-2 11:34

wangpeng59 发表于 2015-7-2 11:14
我把那点儿程序截取下来看看：

unsigned long VOL; //存采集电压的平方值

不要在定时器中断里运行一些浮点计算函数。
有些函数，要求在主程序里计算。
中断程序里，只计算ulong类型的平方和。

只看该作者 · 2015-7-2 11:37

LZ你采集的是工频（50Hz）信号？

只看该作者 · 2015-7-2 12:21

gx_huang 发表于 2015-7-2 11:34
不要在定时器中断里运行一些浮点计算函数。
有些函数，要求在主程序里计算。
中断程序里，只计算ulong类 ...

我改成ulong,也还是不行。。

只看该作者 · 2015-7-2 12:22

军训的茶杯发表于 2015-7-2 11:37
LZ你采集的是工频（50Hz）信号？

是啊，咋知道的？

2万 · 2015-7-2 12:27

你要有合适的调试办法。
voltage每次赋予一个固定的值，看看结果多少。
C51的数学计算，要自己仔细计算一下是否溢出。
keil下可以直接软件仿真的。

2万 · 2015-7-2 12:28

还有，U是什么？

只看该作者 · 2015-7-2 12:51

我感觉你可以先测试一下每次读取到的电压值，如果每一次的电压值都对的话，再考虑是不是数据类型或算法的问题，Ueff电压平方根值最好定义成float类型的值，然后考虑一下是不是需要把电压值放大10的倍数进行计算。

只看该作者 · 2015-7-2 12:57

gx_huang 发表于 2015-7-2 12:28
还有，U是什么？

U是AD采进来的原始数据，10位二进制数。0~1023

只看该作者 · 2015-7-2 12:57

工频信号采样，哪有1ms采一次的。。。
一般来说16点采样、24点、32点是常用的方法。
如果信号中有很多谐波，用傅里叶算法做滤波和计算。
如果只为了算有效值，最简单的就是24点数据相加再除以24.（24点采样时，所有数均为正数）

只看该作者 · 2015-7-2 13:02

LZ，给你个资料，你自己看下吧

2万 · 2015-7-2 13:25

wangpeng59 发表于 2015-7-2 12:57
U是AD采进来的原始数据，10位二进制数。0~1023

VOL=voltage*voltage;
这个语句错了，VOL是4字节的，后面是2字节的，结果还是2字节的，溢出了。

只看该作者 · 2015-7-2 14:23

感觉还是中断里设置标志位，处理在中断外处理好。

2万 · 2015-7-2 14:26

C51里，我研究过，8*8=16，16*16还是16，应该把16强制转换成32bit的。

3万 · 2015-7-2 14:40

涉及到那么多数据的计算，建议每次采样后进行计算，取平方，累加，并除以1000，和计数

单片机采集并算电压有效值的问题

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