電參數的測量和監控是電力系統的重要組成部分，本文從測試系統的工程學實際出發，完成了對中頻電源系統的電壓、電流、頻率、功率因數、有功功率等參數的測量和實時監控，較好的實現了中頻電源測試系統的功能和工程要求。

AVR單片機相對傳統的 51系列單片機，具有更高的集成度和更強的功能，與 C語言有很好的兼容性，RISC指令架構使其運行速度可達 1MIPS/MHZ。隨著其越來越廣泛的應用，必將取代 51系列成為單片機的主流。其主要功能包括看門狗、FLASH程序存儲器、 E2PROM、 A/D轉換器、定時器、計數器、USART接口等多種功能，這使得本測試系統的硬件實現變得簡單，可靠。

硬件結構設計與實現

本文所提及的中頻電源測試系統所測試的對象為三相四線制的中頻電源，額定輸出電壓為 115V，頻率為 400Hz，昀大功率 14KW。需要精確測量和監控的電力參數主要有電壓 (V)、電流(A)、頻率(Hz)、有功功率 (KW)和功率因數，系統對于負載變化所引起的電參數變化要求有較好的實時響應能力，能夠實時顯示當前電力參數并對過壓、欠壓、過流、相序錯等故障進行聲光報警。

根據功能要求，系統硬件結構如下圖所示，由 AVR單片機（ ATMEGA8535）、信號轉換、交流采樣、數碼管顯示、LCD顯示，按鍵選擇和報警等功能模塊組成。2.1信號轉換和數據采集被測中頻電源的輸出電壓經過變壓器后濾去高頻諧波送入 CD4052準備采集，輸出電流經過互感器后濾去干擾信號，再經過精密采樣電阻轉換為電壓信號送入 CD4052準備采集。三相電壓信號和電流信號經過 CD4052后送入兩片采樣保持器 LF398，CD4052集成芯片的雙路選擇結構能夠確保輸出同相的電壓信號和電流信號，其通道地址由 PORTA.0和 PORTA.1給出。兩片采樣保持器 LF398的邏輯控制信號同時由 PORTD.2給出，確保能夠采集到同一時刻的電壓信號和電流信號。LF398的輸出信號由 PORTA.6、 PORTD.7輸入單片機，由采集程序完成數據采集。

頻率測量是通過將 CD4052輸出的單相電壓信號經電壓比較器 LM339轉變為方波信號，由鎖相器 74HC4046進行頻率跟蹤，再用分頻器 74HC4020分頻后輸入單片機的 PORTD.6，利用單片機的輸入捕獲功能測量頻率。

顯示接口、按鍵接口和報警功能

數據顯示部分由數碼管和 LCD顯示兩部分組成，按鍵主要用來進行顯示切換和系統復位。其接口和驅動電路如下圖所示：