方案框图：
硬件电路：
5V电源电路设计
本系统选择5V直流电源作为系统总电源，为整个系统供电，电路简单、稳定。DC为电源的DC插座，可以直接接USB电源线，一端插在DC插座上，另外一端可以插在5V电源上，如电脑USB、充电宝、手机充电器等等。LED为红色LED灯，作为系统是否有点的指示灯，电阻为1K电阻，起到限流作用，保护LED灯，以防电流过大烧坏LED灯。SW为自锁开关，开关按下后，红灯亮，此时系统电源5V直流输出。开关再次按下后，红灯灭，此时系统电源无5V电源输出。
PCF8591 A/D采样电路设计
本系统选择PCF8591作为A/D采样芯片。PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I²C总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。
TA1005-1M交流电流互感器模块电路设计
本交流电流互感器模块型号为TA1005M。
电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。
在本电路中J1为220V交流电输入端，J2为负载输出端，D1是1N4148，单向导电，电容均为滤波电容。R5为分压电阻，将互感器转化后的模拟量信息转化为模拟电压供A/D芯片采集。其电路图如下图所示
部分代码：
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include <stdio.h>
#include "i2c.h"
#include "1602.h"
#include "delay.h"
sbit key1 =P1^0; //引脚定义
sbit key2 =P1^1;
sbit buzzer =P1^3;
bit rekey =0; //按键防止重复
unsigned char disFlag ; //显示更新标志
unsigned long time_20ms=0; //定时变量
float setData=1.0; //电流值及设置值
unsigned char dis0[16];
float Acurrent;//电压值
float sumAcur,midA;//多次采集电流 求平均量 变量
unsigned char Acount =0;//采集次数
void Init_Timer0(void);//定时器初始化
void UART_Init(void);
void uartSendByte(unsigned char dat);
void uartSendStr(unsigned char *s,unsigned char length);
void main (void)
{
Init_Timer0(); //定时器0初始化
UART_Init(); //串口初始化
buzzer = 0; //蜂鸣器响一声
DelayMs(200);
buzzer =1; //关闭蜂鸣器
LCD_Init(); //初始化液晶
DelayMs(20); //延时有助于稳定
LCD_Clear(); //清屏
LCD_Write_String(0,0,"My designer!");
uartSendStr("ready ok!",9);
while(1) //主循环
{
if(disFlag ==1) //显示标志
{
disFlag =0; //显示标志
midA=ReadADC(0)*3.2*5.1/255; //读取电流值
sumAcur = sumAcur + midA; //多次测量求平均
Acount++;//采集次数
if(Acount >= 5) //采集到5次
{
Acount = 0; //重新计数
Acurrent = sumAcur/5; //求平均
if(Acurrent < 0.06) Acurrent= 0;//滤波微小波动
sumAcur = 0; //清空累计
}
sprintf(dis0,"Now:%3.1fA %2.1f",Acurrent,setData);//打印
LCD_Write_String(0,1,dis0);//显示
if(Acurrent>=setData)//值对比
{
buzzer =0; //打开蜂鸣器
}
else
{buzzer =1;} //关断蜂鸣器
}
if((key1==0)||(key2==0)) //检测到按键按下
{
if(rekey == 0)
{
DelayMs(20); //防止抖动
if(key1==0)
{
rekey =1;
if(setData>0.1) //值-0.1
{
setData =setData-0.1;
}
}
else if (key2==0)
{
rekey =1;
if(setData<9.9) //小于9.9 值+0.1
{
setData =setData+0.1;
}
}
}
}
else
{rekey =0 ;} //防止重复按下
}
}
void Init_Timer0(void)
{
TMOD |= 0x01; //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响
TH0=(65536-20000)/256; //重新赋值 20ms
TL0=(65536-20000)%256;
EA=1; //总中断打开
ET0=1; //定时器中断打开
TR0=1; //定时器开关打开
}
void Timer0_isr(void) interrupt 1
{
TH0=(65536-20000)/256; //重新赋值 20ms
TL0=(65536-20000)%256;
time_20ms++;
if(time_20ms%5==0)
{disFlag = 1;}
}
void UART_Init(void)
{
SCON = 0x50; // SCON: 模式 1, 8-bit UART, 使能接收
TMOD |= 0x20; // TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit 重装
TH1 = 0xFD; // TH1: 重装值 9600 波特率 晶振 11.0592MHz
TR1 = 1; // TR1: timer 1 打开
EA = 1; //打开总中断
ES = 1; //打开串口中断
}
void uartSendByte(unsigned char dat)
{
unsigned char time_out;
time_out=0x00;
SBUF = dat; //将数据放入SBUF中
while((!TI)&&(time_out<100)) //检测是否发送出去
{time_out++;DelayUs2x(10);} //未发送出去 进行短暂延时
TI = 0; //清除ti标志
}
void uartSendStr(unsigned char *s,unsigned char length)
{
unsigned char NUM;
NUM=0x00;
while(NUM<length) //发送长度对比
{
uartSendByte(*s); //放松单字节数据
s++; //指针++
NUM++; //下一个++
}
}
void UART_SER (void) interrupt 4 //串行中断服务程序
{
unsigned char u_buf;
if(RI) //判断是接收中断产生
{
RI=0; //标志位清零
u_buf = SBUF;
}
if(TI) //如果是发送标志位，清零
TI=0;
}
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