首先我们要了解电力监控系统中三相交流电的电压、电流功率的测量原理：

若将电压有效值公式

离散化，以一个周期内有限个采样电压数字量来代替一个周期内连续变化的电压函数值，则

式中：△L为相邻两次采样的时间间隔；u_m为第m-1个时间间隔的电压采样瞬时值，N为1个周期的采样点数。

若相邻两采样的时间间隔相等，即△L为常数△T，考虑N=(T/△T)+1，则

                                       （1）

式(1)就是根据一个周期各采样瞬时值及每周期采样点数计算电压信号有效值的公式。同理，电流有效值计算公式如下：

计算一相有功功率的公式

离散化后为

式中：i_m、u_m为同一时刻的电流、电压采样值。

功率因数可由下式求得：

    本系统采用ADuC812单片机实现电力监控参数的交流采样。通过显示器显示频率、电压、电流的实时值，并能在过压和欠压时进行声光报警。系统的硬件部分由电源、数据采集电路、键盘输入电路和显示器等部分组成。

  在单片机应用系统中，除了复位按键外，可能还需要其他按键，如键盘按键，以便控制系统的运行状态或向系统输入运行参数。键盘电路一般由键盘接口电路、按键（由控制系统运行状态的功能键和向系统输入数据的数字键组合）以及键盘扫描程序等部分组成。显示器显示频率、电压、电流的实时值，声光报警器根据电压通过单片机的检测，对系统进行报警，以防止出现错误带给元器件的毁坏。倍频锁住可以防止用户超频。因为CPU的主频=外频X倍频。倍频锁住可以防止用户超频。“超频”损害了CPU生产商的利益，所以需要对CPU产品进行了“锁频”技术处理，这种锁频CPU采用固定倍频系数的方法去限制用户对CPU超频运行。锁频CPU的表现是当用户人为设置的倍频系数超过原CPU的倍频系数时，CPU就仍然采用原倍频系数对系统时钟倍频，保证CPU运行在标称频率值上。

所以，设计出系统总体框图如图1所示。

图1 系统总框图

    因ADuc812内部A/D转换器接受的模拟电压的输入范围为0～+V_ref,故这里设计了6路电平移动电路。同时将信号输入锁相倍频电路，精确倍频4倍的信号送入23引脚(CONVST)，用来启动ADC。利用ADuC812内部模拟开关切换，使内部12位A/D分时复用地分别对电压、电流进行采样。将三相U、I乘积累加，计算出电能。通过键盘的按键可选择LCD显示的量。扩展32 K字节外部数据区RAM(61L256)主要是用于保存大量的原始A/D采样数据。