1 电路设计
为了测得正弦信号的有效值，硬件电路的设计应包括信号的输入采集电路，模拟量与数字量转换电路，单片机控制电路与数字显示电路。
信号采集与转换电路设计
本次设计所使用的A/D转换芯片是TLC549，它是一个串行8位A/D转换器，通过三线与通用微处理器进行串行接口。因为是使用的串行接口电路，电路设计较简单，但是传输数据较慢。通过阅读TLC549的资料手册，可以知道其具有4MHz片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长17微秒，本次设计要求检测的是50Hz的正弦波信号，其转换时间完全可以满足电路设计要求，因此不用担心串行电路的传输速率较慢的问题。
TLC549所允许的输入电压不超过5v，设计要求能够检测的正弦波幅值为0到15v，所以在测量超过5v的正弦波信号时，需要先将信号分压到5v以下，才能输入TLC549。电路图如下图所示，当所测信号在5v以下时，SW3开关接上，信号不需要分压直接输入芯片；当信号在5到10v之间时，SW3开关接中，信号经由电阻R3和R4分压后，将R4两端电压作为输入信号输入芯片；当信号在10到15v之间时，SW3开关接下，信号经由R5、R6和R7分压后，将R7两端的电压作为输入信号输入芯片。这样的设计满足了TLC549对输入信号的要求，只需在后续设计中将结果线性放大就可以得到正确测量值。
图1 信号采集与转换电路
单片机控制电路设计
控制电路系统采用AT89C52作为主控制器，单片机具有体积小，方便操作，应用灵活，运行稳定准确等特点，现已广泛应用于各方各面。单片机控制电路如下图所示，接收经TLC549转换后的数字信号，用于控制TLC549的工作状态，给TLC549提供时钟信号，与用于控制LCD显示屏的工作状态，与用于选择还原分压信号的放大系数，开关S1放大2倍，开关S2放大3倍，具体使用哪个开关视情况而定，P0口接LCD显示器。
图 2 单片机控制电路
显示电路设计
显示电路主要由LCD显示器构成， R/W端口用于控制数据的操作是读取还是写入，因为本次设计中LCD显示器只用来显示数据，所以将R/W端接地即可。RS与E端与AT89C52相应端口相连接，E端口是启动信号端口，RS端为高电平时，功能为数据输入，低电平时为指令代码输入。D0到D7端口与AT89C51的P0口相连，单片机将要显示的数据传送到LCD显示器，因为在此处，P0口作为普通的I/O口使用，因此需要在外部加上拉电阻才可以使用。
图3 显示电路
总体电路
总体电路如下图：
图4 总体电路
正弦波信号经过合适的处理后，经由A/D转换芯片，将模拟量转化为数字信号，交由AT89C52处理，最后将处理结果通过P0口传输到LCD显示器，至此，完成了正弦波模拟信号的采集，数字转换，软件处理以及显示的过程。
2 软件设计
本次设计要求是测量50Hz的正弦波信号，一个周期为20毫秒，而我们所需要的是正弦波的峰值，在20毫秒内，将采集的数据等时间间隔采样50个，然后比较这50个数据的大小，将最大的那一个数据作为该周期内的峰值，将峰值除以根号2作为该正弦信号的有效值。程序系统框图如下：
是否采集完毕 是
排序求最大值即峰值 峰值除以根号2得到有
图5 程序系统框图
结束 采集完毕 定时器停止工LCD显示 否 定时器初始化 LCD初始化 开始
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