要用單片機(jī)測(cè)量交流220V的電壓，需要三個(gè)步驟：

將高壓的220V電壓變壓成低壓交流信號(hào)；

一般通過(guò)電壓互感器將220V的電壓轉(zhuǎn)換為低壓交流信號(hào)，

電壓互感器的電路如下：

電壓互感器的規(guī)格為初級(jí)電流和次極電流的比值為1:1，上圖的電路中，初級(jí)的額定電流峰值為1.55mA，選擇電流比為1:1的是壓互感器，則次級(jí)電流=初級(jí)電流=1.55mA。

選擇250歐的采樣電阻，可以得到峰值為1.55V的電壓。

將低壓交流信號(hào)調(diào)理成可以輸入單片機(jī)進(jìn)行A/D采樣的信號(hào)，

如果我們選擇目前最流行的Cortex-M0， Cortex-M3內(nèi)核的處理器，比如STM32F051或者STM32F103處理器，其A/D轉(zhuǎn)換的輸入電壓范圍為0-3.3V。

而從電壓互感器得到的電壓為-1.55V～1.55V的交流信號(hào)。

可以選擇兩種計(jì)算方式，平均值和真有效值。

平均值通過(guò)計(jì)算電壓絕對(duì)值的平均值，換算出電壓的有效值。

而真有效值則是在一個(gè)周期內(nèi)等間隔采樣Ｎ個(gè)點(diǎn)，根據(jù)真有效值的計(jì)算公式計(jì)算出電壓的真有效值。

通過(guò)計(jì)算平均值換算出有效值的方法僅適用于沒(méi)有高次諧波的正弦信號(hào)，而且精度和實(shí)時(shí)性都比較差。

計(jì)算平均值的電路比較簡(jiǎn)單，最簡(jiǎn)單的可以用一個(gè)橋式整波電路整成直流，再通過(guò)運(yùn)放做放大以及阻抗變換，再輸入單片機(jī)的A/D輸入口。如下圖：

甚至有些簡(jiǎn)易的電路，連運(yùn)放都省了，通過(guò)橋式整流電路之后，簡(jiǎn)單電阻分壓就輸入到Ａ/D輸入口。

講究一點(diǎn)的可能用下圖的精密絕對(duì)值的電路，將交流信號(hào)處理成正向的電壓信號(hào)。

對(duì)于采用真有效值計(jì)算方法的電路，則不需要進(jìn)行整流或者絕對(duì)值變化，只需要將信號(hào)放大之后，將其直流電平抬升到最高電壓（如3.3V）的一半即可，如下圖：

電壓互感器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)U1A放大之后，再通過(guò)U1B與VR1進(jìn)入疊加，將交流信號(hào)的直流偏置抬升到1.55V左右，使得交流信號(hào)的輸入范圍在0-3.3V之間，然后再輸入到A/D輸入口。

軟件算法：

對(duì)于平均值計(jì)算方法，軟件比較簡(jiǎn)單，只需要在一定時(shí)間內(nèi)，比如200ms時(shí)間內(nèi)，采集若干個(gè)點(diǎn)，這若干個(gè)點(diǎn)再取算術(shù)平均，之后，再通過(guò)標(biāo)定程序換算成有效值即可。

而對(duì)于真有值計(jì)算方法，則需要通過(guò)下述步驟：

配置一個(gè)定時(shí)器用于觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換，使得在市電的一個(gè)周期內(nèi)等間隔采樣若干個(gè)點(diǎn)。比如20ms內(nèi)采樣128個(gè)點(diǎn)，則將定時(shí)器的周期設(shè)置為156.25us，通過(guò)溢出中斷去觸發(fā)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。

當(dāng)采集完一個(gè)數(shù)據(jù)之后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換中斷，在中斷程序中計(jì)算，AD*AD的累加和，以及AD的累加和。

采集完一個(gè)市電周期（比如20ms）之后，將AD的平方和，即AD*AD的累加與和的平方做運(yùn)算，算出AD的真有效值，再通過(guò)標(biāo)定程序算出電壓的真有效值。

一個(gè)市電周期計(jì)算完成后，將平方的累加和的變量、AD的累加和的變量清零，進(jìn)行下一個(gè)周期的計(jì)算。