单片机测量电量需要使用外围电路进行转换，常用的是电阻分压法。电阻分压法通过电阻分压形成一个分压器，输出电压与被测电压成比例。单片机通过adc读入分压器输出值，并根据分压公式计算被测电压。分压电阻阻值选择应考虑被测电压范围和单片机adc分辨率。
如何使用单片机测量电量
测量原理
单片机无法直接测量电量，需要使用外围电路将电量转换为数字信号，然后再进行处理。常用的方法是电阻分压法。
电阻分压法
电阻分压法通过使用两个电阻将被测电压分压，形成一个分压器。分压比例如下：
Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2))
其中：
- Vout 是分压器输出电压
- Vin 是被测电压
- R1 是分压器电阻1的阻值
- R2 是分压器电阻2的阻值
如下图所示，使用电阻分压法测量电池电压：
[单片机电阻分压法测量电量电路图]
- 将电阻R1和R2连接到电池两端形成分压器。
- 分压器输出端Vout连接到单片机的ADC输入引脚。
- 单片机通过ADC读入Vout值。
计算
根据电阻分压公式，可以计算电池电压：
Vin = Vout * ((R1 + R2) / R2)
代码实现
以下是用 C 语言实现的单片机电量测量代码：
#include <avr/io.h> #include <util/delay.h> int main() { // 初始化 ADC ADMUX = (1 << REFS0); // 使用内部基准电压 ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0); // 启用 ADC, 设置采样频率 while (1) { // 启动 ADC 转换 ADCSRA |= (1 << ADSC); // 等待转换完成 while (ADCSRA & (1 << ADSC)); // 读取转换结果 uint16_t adcValue = ADC; // 计算电池电压 float voltage = adcValue * (5.0 / 1023.0) * ((10000 + 10000) / 10000); // 输出电池电压 printf("电池电压：%.2fV ", voltage); _delay_ms(1000); } return 0; }
注意事项
- 分压器电阻的阻值需要根据被测电压范围和单片机ADC的分辨率选择。
- 电源电压不能超过单片机ADC的最大输入电压。
- 需要考虑电路中的噪声和干扰因素，采取适当的抗干扰措施。
