单相电能表的设计与实现
ddzy288型单相费控智能电能表原理
题目：探究zy288型单相费控智能电能表原理一、前言在现代社会，电能表作为用电行为的计量工具，扮演着重要的角色。
而随着科技的发展，智能电能表在电力行业中得到了广泛的应用。
本文将着重探讨zy288型单相费控智能电能表的原理，以期能更深入地理解这一领域。
二、zy288型单相费控智能电能表概述zy288型单相费控智能电能表是一种应用广泛的电能表类型，具有费控功能，并且拥有智能化的特点。
它采用了先进的电子技术和微处理器技术，能够实现用电数据的精准测量和远程控制。
在使用过程中，用户可以通过预付费方式进行电能的和使用，从而充分发挥了电费的预付、自动计量等功能。
三、zy288型单相费控智能电能表原理1. 电能表的计量原理在zy288型单相费控智能电能表中，电能的计量原理是至关重要的。
该电能表通过采用电子脉冲计量技术，采集电能脉冲信号，并通过微处理器进行处理和计算，最终得到用电量的准确数值。
在这一过程中，电能表需要实时监测电压、电流等参数，并对电能进行分步计量，以确保计量精度和稳定性。
2. 费控原理zy288型单相费控智能电能表具有费控功能，其原理是通过预付费模式来控制用户的用电量。
在用户电能时，电能表会将的电能额度存储在用户的电能表中，随着用户的用电行为，电能表会实时扣除相应的电能量。
当用户的电能余额不足时，电能表会自动切断用电，直至用户进行下一次充值为止。
3. 智能化原理zy288型单相费控智能电能表的智能化原理主要体现在其远程通信和控制功能上。
通过通信模块的支持，电能表可以实现与上位机的远程通信，包括数据传输、远程控制等功能。
这种智能化的设计使得电力管理更加便利和高效。
四、总结与展望通过本文的探讨，我们对zy288型单相费控智能电能表的原理有了更深入的理解。
该电能表通过电能的计量、费控和智能化功能，实现了对电能的精准管理和控制。
在未来，随着智能电能表技术的不断发展，相信它将在电力行业中发挥越来越重要的作用。
基于V9811的单相电子式多费率电能表设计方案
可 通过 红外和 ＲＳ ． ４ ８ ５通 讯方式 来读取 和设置 电能表 的 电
４路独 立 的过采样 ， △Ａ Ｄ Ｃ： 一 路 电压 、两路 电流和一路多功能测量通道
量和参 数 。 与传统 电能表相 比 ，智能 电能表具有 以下几个 主要特
・
点 ：
・
计 量精 度 ：
・
满足 ＧＢ ／ Ｔ １ ７ ２ １ ５ ． ３ ２ １ — ２ ０ ０ ８ 、 ＧＢ ／ Ｔ １ ７ ２ １ ５ ． ３ ２ ２ －
・
通 讯 电路
本方 案的通 讯电路主要 包括 Ｒ Ｓ 一 ４ ８ ５通 讯电路和 红外
通 讯 电路 。
集成起 振 电路和 Ｐ Ｌ Ｌ ，片外仅 需一个 ３ ２ ７ ６ ８ Ｈ ｚ
晶体 ，支持 晶体停振时的起振复位功能 ・ ６ ４ ｋ Ｂ Ｆ Ｌ Ａ Ｓ Ｈ存储 器 ， 具有 写保护和加密功能 ，
・
３ ． ３ Ｖ或 ５ Ｖ 电源供 电，宽 电压输入范围 ： ２ ． ５ Ｖ － ５ ． ５ Ｖ
基准 电压 ： １ ． １ ８ ５ Ｖ（ ２ ０ ｐ ｐ ｍ／ ℃）
脉 冲常 数 为 １ ２ ０ ０ ｉ ｍｐ ／ Ｋ ｗｈ ，说 明 电能 表 每 输 出 １ ２ ０ ０个
・
ＣＦ脉冲 即 代表 用 户使 用 了 １ ｋ ｗｈ的 电量 。 电能表 校 正好
４ ８ ５电源是单独供应的。变压器的 另外一个输出端经过 整流 后 ，通过 ７ ８ Ｌ ０ ５稳压成 ５ Ｖ，为 ＲＳ － ４ ８ ５ 通讯回路供 电。
・
其它特 点 ：
・
高性 能 ８位 ８ ０ ５ ２兼容 ＭＣＵ内核 ，工作频 率可
编程 ，运算能 力最高可达 ２ ６ Ｍ Ｈ ｚ ／ ６ ． ５ ｍ ｉ ｐ ｓ
ddzy288型单相费控智能电能表原理
ddzy288型单相费控智能电能表原理【原创实用版】目录1.单相费控智能电能表的概述2.单相费控智能电能表的工作原理3.单相费控智能电能表的性能指标4.单相费控智能电能表的设计思路及预期效果5.结语正文一、单相费控智能电能表的概述单相费控智能电能表是一种用于计量额定频率为 50Hz 的交流单相有功电能的设备，它实现了先付费后用电的管理功能。
这种电能表采用了国外先进的专用大规模集成电路和 SMT 工艺制造，关键元器件均采用国外知名品牌的低功耗、长寿命器件。
整机设计采用了多种抗干扰技术，提高了产品的可靠性和使用寿命。
数据显示采用大屏幕中文液晶，便于抄表。
本费率计量，可存储上 12 个结算日总电能和各费率的电能数据，具有事件记录功能。
支持 6 个年时区、2 个日时段表、12 个日时段、4 种费率。
同时还具有红外和 RS485 通讯功能，可实现远程抄表，通讯规约遵循 DLT645-2007。
二、单相费控智能电能表的工作原理单相费控智能电能表的工作原理主要是由两个功能模块组成：一是测量系统，二是专用电路处理系统。
测量系统将测量的功率经 VF 变换后，将脉冲信号送至专用电路。
用户购电时，软件系统根据用户的购电信息生成一组含加密数据的信息写入卡中，用户插卡后，电表将卡上的信息解密后读入电表中，完成了电量的传递，用户电量用完后电表自动停止供电。
三、单相费控智能电能表的性能指标单相费控电能表的性能指标符合 GBT17215.321-2008 和GBT18460.3-2001 标准。
产品可以直接准确计量正反向有功电量，并依据相应的费率设置进行多时段计量。
四、单相费控智能电能表的设计思路及预期效果单相费控智能电能表的设计思路预期效果包括以下几点：1.可实现远程预付费和抄表，以及本地费控模式和远程费控模式的灵活切换，使较好地满足电能计量与结算需求。
2.采用了安全认证和指纹识别，数据的安全性高。
3.LCD 液晶显示屏可显示电量、电压、电流、功率因数等数据，同时可通过 485 通信单元或载波通信单元实现抄表，即实现三种不同的抄表方式。
单相表接线原理图
单相表接线原理图
对于单相表接线原理图，下面是一个简化的示意图：
该示意图包括以下组件：电表（Meter）、主线（Main Line）、接地线（Grounding Wire）、相线（Phase Wire）和负载（Load）。
主线作为电源的输入端，将电能传输到电表。
接地线将电表接地，以保证安全和稳定的电流传输。
相线将电能从电表传输到负载。
电表的主要功能是测量电能的消耗。
当电流经过电表时，电表会记录下电能的使用量，以及其他参数如电流大小、电压等。
负载是电能的消耗者，可以是各种家用电器、灯具、电机等。
负载通过与相线连接来获取所需的电能。
通过这样的接线方式，电能可以从电源经由电表传输到负载，同时电表能够测量电能的具体使用情况。
这样就能够掌握电能的消耗情况，对于用电管理和电费结算非常重要。
这只是一个简化的示意图，实际的单相表接线原理图可能更加复杂。
智能电能表技术规范
单相智能电能表的技术要求
电费计算在远程售电系统中完成，表内不存储、显示与电费、电价相关信息。电能表 接收远程售电系统下发的拉闸、允许合闸、 ESAM 数据抄读指令时，需通过严格的密码验证及安全认证。 在保证安全的情况下，可通过虚拟介质对电能表内的用电参数进行设置；不提倡通过 载波通信信道实现费率时段表、电价方案等用电参数的远程预置。
单击此处添加小标题
（8 ）负荷开关
单相智能电能表的技术要求
用户购电成功后的合闸方式有两种。当采用外置负荷开关时，用户进行手动合闸，跳闸指示灯熄灭。 当 使用内置负荷开关时，若为本地费控电能表（ CPU 卡或射频卡），用 户进行插卡合闸，跳闸指示灯熄灭；或为远程费控电能表，用户按下轮显键 3 秒后，电能表自动合闸，跳闸指示灯熄灭。
单相智能电能表的技术要求
（2） 表壳 电能表应有能实施封印的表壳，只有破坏封印后才能触及表内部件。
1） 表盖 密封防尘并有一定的强度，由能抗变形、抗腐蚀、抗老化及透明度高的阻燃、环保材 料制成。
2）端子盖、端子座、表座 应使用绝缘、阻燃、防紫外线的材料制成，具有不燃性。
（3）通信接口 a ） 具有接触或调制型红外接口、 RS485 通信接口；各通信接口的物理层必须独立， 一个通信接口的损坏不应影响其它接口。 b ） 通信波特率可设置，标准速率为 1200bps 、 2400bps 、 4800bps 、 9600bps ； RS4 85接口设计的缺省波特率为 2400bps ；调制式红外通信接口的缺省波特率为 1200 bps 。 c ） 电能表通信协议应符合 DL/T 645 — 2007 及其备案文件。 d ） 红外通信接口通信距离： ≥ 5m ，通信角度：在中轴线的正上方、左面、右面 | θ | ≥ 30 ° ，在中轴线的正下方， | θ | ≥ 45 ° 。 e ） RS485 通信接口抗干扰性能应符合 DL/T 614 — 2007 的要求。 f ） RS485 通信接口或载波模块应与电能表内部电路实行有效的电气隔离，应有失效 保护措施。 g ） 采用载波方式通信的单相电能表，载波模块接口与 RS485 接口物理层相互独立，一个通信接口的损坏不得影响其它通信接口正常工作。
基于cs5463单相智能电表的设计
1 N
i
n 1
N
2
(n)
，
有功功率 P
1 N u(n) i(n) ，视在功率 N n 1
……
S U I
功率因数 cos P / S
频率测量采用测周法，调理信号经过零比较给FPGA或单片机中断， 计算单位时间内脉冲次数，从而得到频率。 这种方案是通常的信号分析与处理的方法，可以方便地得出题目所 要求的电流、电压、有功、无功等参数。但是采用这种方案要求 MCU 进 行大量的数学运算，且单片机的截断误差影响较大，使得最终的结果不 会很精确。此外，数学运算会占用大量的 MCU 时间，使得我们很难去完 成其他的附加功能。而且该方案使用了较多的硬件模块，不仅不便于调 试，而且成本较高。
S5463 为计量核心、以 51 单片机 为控制核心，并辅以必要的外围电路，可以精确地测量电压、电流、频 率、有功功率、无功功率、功率因数、电量等各种单相电参数。系统主 要包括采集模块、信号调理模块、计量模块、控制模块、语音模块、通
信模块等。同时还可以实现预购置电量设置、分时段计量、超限保护、 语音报警、打印以及与上位机通信功能。
山 东 科 技 大 学
毕业设计
题 目 基于 CS5463 的单相电表的设计
学 院 名
称
电气信息系 电气自动化技术 07-1
专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号
0703021615
指 导 教 师
摘要
随着国民经济的发展,智能电表应用愈来愈广泛,智能电表在日本和 欧美等发达国家已有了广泛的应用。本系统以高精度电表集成电路 CS5463 为计量核心、以 51 单片机为控制核心，并辅以必要的外围电路， 可以精确地测量电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、 电量等各种单相电参数。系统主要包括采集模块、信号调理模块、计量 模块、控制模块、时钟模块、显示模块等。同时还可以进一步实现预购 置电量设置、分时段计量、超限保护、语音报警、打印以及与上位机通 信功能。
具有不停电换表功能的单相电能表接插件的研制
2019年第4期总第383期具有不停电换表功能的单相电能表接插件的研制刘洪儒，郑庆阳，阮召安（国网平阳县供电有限责任公司，浙江平阳325401）随着生活质量不断提高，居民用户的各类家用电气逐渐增多，对供电可靠性的要求逐步提高。
国网平阳县供电所公司共有运行单相电能表385954只，每年轮换的数量约总量的15%～20%，同时近年来单相电能表故障率较高，每年电能表更换数量约8万只左右，更换数量巨大。
目前现场换表采用“先断开计量箱进线开关，再更换电能表”作业模式，停电时间较长，且会造成同计量箱内未换表用户的停电。
多数公用配变的停电问题已通过配电线路之间的联络互倒及双电源供电得以解决，由电能表更换造成的用户末端停电问题尚无有效解决方案。
在广大电力用户对供电可靠性要求越来越高的大背景下，换表停电已经严重影响了供电服务质量，甚至导致用户电气设备损害，造成投诉，不停电换表迫在眉睫。
1实现原理1.1不停电换表的实现原理经互感器接入式的电能计量装置通过试验接线盒将电流回路短接、电压回路断开，实现不停电换表。
借鉴此原理，直接接入式的单相电能表可将待换电能表的进出线短接，再进行换表作业，进而实现不停电换表，原理图如图1所示。
1.2短路电量计量的实现原理经互感器接入式的电能计量装置更换电能表时，通过记录换表时间、用电负荷计算换表期间的用电量，此方法计算的用电量不准确，很难得到用户认可。
本项目在短路回路中串入与待换电能表同型号的电能表，准确计量短路期间的电量，用户认可度高，原理图如图2所示。
图1单相电能表不停电换表原理图图2单相电能表短路电量计量原理图2各部件技术要求2.1单相电能表接插件技术要求单相电能表接插件由金属插头、绝缘底座、绝缘挡板、保护套4部分组成。
金属插头规格参照Q/GDW 11008—2013设计DOI:10.13882/ki.ncdqh.2019.04.0222019年第4期总第383期《低压计量箱技术规范》，与电能表连接、进出线连接均采用间隙配合式，2颗M5螺丝固定；短路孔采用过盈配合式，香蕉插头母头设计，与短路构件的香蕉插头公头配合使用，实现电能表进出线方便可靠短路。
基于国网2013标准单相智能电表硬件设计
基于国网2013标准单相智能电表硬件设计作者根据2013年的新标准电表新规范进行设计，实现单相智能电表的硬件电路设计，通過产品型式试验，通过国家电网的各项测试。
【Abstract】According to the new standard of the new meter in 2013，the author designed the hardware circuit of the single-phase smart meter，passed the tests of the product type and passed the tests of State Grid.标签：智能电表；硬件；单片机1 单相智能电表原理组成1.1 单相智能电表组成单相费控智能电能表，采用当今最先进的电能表专用集成电路、微处理器、永久保存信息的不挥发性存贮器、宽温液晶显示等技术和SMT工艺设计、制造，是高精度、宽负载、高灵敏、低功耗。
本表具有红外、RS485接口，方便电力部门实现计算机网络管理。
并采用多种软件、硬件抗干扰措施，保证电表可靠运行，从而适应了电力部门对用户有效及时地现代化科学管理需求。
1.2 单相智能电表原理单相智能电表供计量额定频率为50/60Hz的单相电网中的交流有功电能，该表实现了正、反向有功、分时电能计量以及远传实时电压、火线电流、零线电流、有功功率、功率因数等。
电能表通讯规约符合DL/T645-2007及其备案文件要求。
远程管理控制功能利用低压电力线载波、RS485通讯可组成远程抄表、控制功能，可实现对表的远程抄读、设置、控制等管理。
其原理框图如下（见图1）。
2 单相智能电表结构设计要求2.1 智能电表结构设计要求单相智能电表严格按照国网的尺寸要求进行设计，包括材料、色差、尺寸均符合国家电网2013标准要求；特别注意的是通信模块的外形尺寸为70mm（L）×50mm（W）×22.7mm（H）。
单相智能电表硬件电路设计
单相智能电表硬件电路设计单相智能电表硬件设计物理与电⼦信息学院电⽓⼯程及其⾃动化学号：指导教师：摘要：本⽂设计单相智能电表的硬件电路。
主要由CPU模块、电能计量模块和电压电流采样模块、显⽰模块、电源模块、时钟模块、存储模块、通讯模块组成。
电压电流采样模块采⽤分流器和精密电阻实现对市电的转换；电能计量模块采⽤ADE7755计量芯⽚实现对电流、电压的测量与转换；时钟模块采⽤DS12C887时钟芯⽚为系统提供时钟基准，存储模块采⽤AT24C04，显⽰模块⽤1602液晶，通信模块采⽤MAX485芯⽚，并利⽤AT89C52组成的CPU模块控制所有芯⽚的⼯作、测量、计算电能，送往显⽰模块和存储模块进⾏实时显⽰。
该电度表成本低、使⽤⽅便、安全可靠、具有⼴泛的应⽤前景。
关键词：智能电表;计量芯⽚;时钟芯⽚Hardware Design of Single-phase Smart Meter College of Physics and Electronic Information Electrical Engineering and Automation No: Tutor:Abstract: This article designs hardware electric circuit of the single-phase intelligent electric instrument. The intelligent ammeter is mainly composed of CPU module, electric energy metering module, the voltage and current sampling module, display module, power module, clock module, storage module, communication module. Voltage and current sampling module use shunt and precision resistor to realize the conversion of electricity. Electric energy metering module uses ADE7755 chip to realize measurement and conversion of the voltage and current. Clock module uses DS12C887 chip to provide the clock benchmark for the system. Memory module uses AT24C04. Display module uses 1602 liquid crystal. Communication module uses MAX485 chip. The system use the AT89C52 composed of CPU module to1control all the chips work, measuring, computing power, sent to the display module and storage module for real-time display. The meter is of low cost, easy to use, safe and reliable, with wide application prospect. Key words:Intelligent ammeter; metering chip; clock chip⽬录摘要 (1)1 引⾔ (4)1.1 电能表的发展历程 (4)1.2 本课题研究的主要内容 (6)2 系统设计 (6)2.1 系统⽅案论证 (6)2.1.1 电能计量系统⽅案设计 (6)2.1.2 其他模块的⽅案论证 (7)2.2 系统原理框图的确定 (8)3 电压、电流采样模块 (10)3.1 电能计量芯⽚简介 (10)3.1.1 ADE7755芯⽚结构 (10)3.1.2 ADE7755引脚排列及功能 (11)3.1.3 ADE7755⼯作原理 (12)3.2 电流、电压采样电路设计 (13)3.3 脉冲输出 (14)3.4 电能计量电路设计 (15)4 控制芯⽚、外围电路设计 (16)4.1 控制芯⽚ (16)4.1.1 AT89C52单⽚机介绍 (16)4.1.2 最⼩系统 (17)4.2 LCD显⽰模块 (18)4.2.1 引脚功能简介 (18)24.2.2 显⽰电路设计 (18)4.3 实时时钟 (19)4.3.1 时钟芯⽚简介 (19)4.3.2 引脚功能 (19)4.3.3 时钟电路设计 (21)4.4 其他电路设计 (22)4.4.1 电源模块 (22)4.4.2 存储模块 (22)4.4.3 IC卡接⼝ (23)4.4.4 通讯模块 (24)4.4.5 掉电检测 (25)4.4.6 磁保持继电器驱动 (26)5 结论 (28)参考⽂献 (28)附录1 智能电表原理图 (29)附录2 智能电表PCB图 (30)31引⾔随着市场经济体制的建⽴，电⼒已经作为⼀种商品⾛向市场，电⼒企业管理正转向商业化运⾏。
单相电子式电能表
单相电子式电能表单相电子式电能表是一种电能计量装置，利用电子技术实现电能计量。
与传统机械式电能表相比，它具有精度高、能耗低、反作弊能力强等优点。
下面将从原理、结构、特点、应用与发展趋势等方面进行详细介绍。
一、原理单相电子式电能表的计量原理是根据电能量的电磁特性和电荷守恒定律，利用集成电路和微处理器等电子元器件实现电能计量。
其原理可分为分闸伏计量和位移电流积分计量两种。
分闸伏计量原理是利用电磁感应原理，先将电压信号转化为与之成正比的电流信号，再与被测电流信号叠合，通过电子积分电路得到电能值。
由于该原理涉及采集电压信号，因此需要该电表支持电压采集功能。
位移电流积分计量原理是利用电流脉冲信号积分得到电能值。
该原理不需要采集电压信号，只需采集电流信号即可，因此适用范围更广。
二、结构单相电子式电能表的主要结构包括电路部分和机械部分两个组成部分。
电路部分主要包括功率采集电路、微控制器和LCD显示屏等组成部分，机械部分主要包括电表表盘、测转机构和定子等组成部分。
功率采集电路是电子式电能表的核心部分，它对被测电流和电压进行采集、放大、过滤、半波整流、数字化处理并积分计量，以得到电能值。
微控制器主要用于实现电能计量、数据存储、数据计算、数据显示、通信等功能。
LCD显示屏主要用于显示电力参数、电能值、操作状态等信息。
电表表盘主要用于显示电能值和累计电量的读数。
测转机构用于传递被测电流和电压信号给电路部分，定子是电机的静态部分，主要用于支承转子，并在一定程度上降低机械损失，提高能效。
三、特点单相电子式电能表相对于传统机械式电能表具有以下几个鲜明特点：（1）精度高：电子式电能表采用先进的数字化处理技术，可以实现高精度电能计量，其精度可以达到0.5级或更高。
（2）能耗低：与传统机械式电能表相比，电子式电能表的能耗低，因为其不需要机械传动装置，电路部分工作电流小、稳定性好。
（3）反作弊能力强：电子式电能表具有远程监测、自我诊断、防拆卸等功能，不易被串改，具有较强的反作弊能力。
单相感应式电能表的多通道测量与控制技术
单相感应式电能表的多通道测量与控制技术随着电能消费的不断增长，电能表的功能需求也在逐渐扩展。
传统的单相感应式电能表只能测量一个通道的电能消耗，无法满足现代家庭和工业领域对电能管理的需求。
因此，开发一种能够实现多通道测量和控制的单相感应式电能表成为一个必要的技术课题。
为了满足这一需求，研究人员针对单相感应式电能表进行了改进与创新。
他们利用先进的微电子技术和数字信号处理技术，成功地实现了多通道测量与控制功能。
具体来说，通过添加多个电流和电压通道，电能表可以同时测量多个电路的电能消耗。
在测量方面，采用了精确和灵敏的电流和电压传感器。
这些传感器能够准确地感知电流和电压的波形和大小，并将其转换为数字信号。
通过对这些数字信号进行采样和处理，电能表可以得出准确的电能消耗数据。
在控制方面，多通道测量技术还可以与智能电网的发展相结合。
电能表可以与智能电网系统进行通信，以实现电能的优化管理和调控。
通过与智能电网系统的交互，电能表可以根据电网负载情况实时调整电器设备的运行状态，以达到节能和平衡电网负荷的目标。
同时，多通道测量技术还能够提供更多的电能数据和参数。
除了总电能消耗，电能表还可以实时测量每个通道的电能消耗，以及电压波形、功率因数等数据。
这些数据可以为用户提供更全面的电能管理和分析，帮助他们对电器设备的使用和能源消耗进行优化。
此外，多通道测量技术还具有一定的安全性和可靠性。
通过多通道测量，电能表可以同时监测多个电路的电能消耗，及时发现电气故障和异常情况。
当电流过载或电压异常时，电能表可以发出警告并自动切断电路，保护用户和设备的安全。
然而，多通道测量与控制技术还面临一些挑战。
首先，多通道测量需要更高的计算和处理能力，因此需要更强大的处理器和存储器。
其次，多通道测量还要求更高的精度和稳定性，需要更好的传感器和电路设计。
最后，多通道测量技术的成本相对较高，需要进行经济性评估和成本优化。
综上所述，单相感应式电能表的多通道测量与控制技术在电能管理领域具有重要意义。
基于HT5017芯片的SoC单相智能电表
基于HT5017芯片的SoC单相智能电表徐京生【摘要】采用SoC方案设计了一款高准确度、低成本、低功耗的单相智能电能表。
该电能表采用SoC芯片HT5017作为控制核心。
HT5017是一颗低功耗、高性能的单相电能计量SoC芯片，片内集成了32-bit ARM内核、128 K lfash和8 K SRAM，其支持断相防窃电功能的硬件EMU模块，带有温度自补偿功能的高准确度RTC模块以及LCD驱动器。
该设计为单相多功能、防窃电电能表提供了高集成的单芯片解决方案。
小批生产结果表明，所设计的电表完全满足海外客户的技术要求，具有广泛的市场推广价值。
%A high-precision, low-cost, low-power single-phase smart electric energy meter is designed by adopting SoC chip HT5017 as a control core. HT5017 is a low-power, high-performancesingle-phase energy metering SoC chip, in which 32-bit ARM core, 128 K lfash and 8K SRAM are integrated, which supports hardware EMU module with open-phase anti-tamper features and high-precision RTC modulewith temperature compensation functions, as well as LCD drivers. The design provides a highly integrated single-chip solution for single-phase, multi-functional, anti-tampering electric energy meter. Results of small batch production show that the single-phase smart electric energy meter could completely meet the technical requirements of overseas customers with a wide range of marketing value.【期刊名称】《上海计量测试》【年(卷),期】2016(043)006【总页数】5页(P32-36)【关键词】SoC;电能计量;单相智能电能表;HT5017【作者】徐京生【作者单位】华立科技股份有限公司【正文语种】中文当前，通用的分立设计方案电能表一般采用微控制器单元（Micro Control Unit，MCU）加专用计量芯片、时钟芯片和液晶驱动芯片等外围器件的独立芯片完成独立的计量、时钟、液晶显示（liquid crystal display，LCD）和数据管理功能[1]。
基于51单片机的电子式单相智能电表设计
山东农业大学毕 业 论 文 基于51单片机的电子式单相智能电表设计 院系： 机械与电子工程学院 专业班级： 电气工程及其自动化专业三班 届次：20**届 学生姓名： 学号： 指导教师： 二0**年六月六日……………………. ………………. …………………装订线……………….……. …………. …………. ………目录引言 (3)1传统电能表 (3)1.1电能表的发展 (3)1.2 电能表的发展前景 (3)2 智能电能表 (4)2.1智能电表的概念 (4)2.2 智能电能表的典型结构 (4)2.3智能电表的主要特点 (4)3系统设计的基本思路和具体设计任务以及结构框图 (4)3.1系统设计的基本思路 (4)3.2具体设计任务 (5)3.3 系统结构框图 (5)4系统硬件电路设计 (6)4.1 计量芯片ADE7757 (6)4.1.1 ADE7757功能及特点概述 (6)4.1.2 ADE7757计量芯片的内部结构和各引脚功能 (6)4.1.3 ADE7757的原理特性 (7)4.1.4 ADE7757与单片机的接口 (8)4.2电能计量电路设计 (8)4.2.1电压采集通道设计 (9)4.2.2电流采集通道设计 (10)4.2.3计量芯片与单片机之间连线 (11)4.3单片机外围电路设计及器件选择 (11)4.3.1 单片机STC89C52概述、引脚配置及功能概述 (11)4.3.2 单片机控制电路最小系统 (13)4.3.3 LCD显示器模块设计 (14)4.3.3.1 LCD显示器工作原理简介 (14)4.3.3.2 芯片1602简介 (14)4.3.3.3 显示电路设计 (16)4.3.4 数据存储模块设计 (16)4.3.4.1芯片24C02简介 (16)4.3.4.2 存储模块电路设计图 (17)4.3.5时钟模块设计 (18)4.3.5.1 DS1302简介 (18)4.3.5.2 时钟电路设计 (19)4.3.6 通信模块设计 (19)4.3.6.1单片机串行通信基础 (19)4.3.6.2 RS232串行口标准简介 (20)4.3.6.3 MAX232简介 (20)4.3.6.4 接口电路设计 (21)4.3.7 电源模块设计 (21)5 系统软件程序流程图以及上位机设计 (23)5.1主程序设计框图 (23)5.2 功率计量流程图 (23)5.3 按键查询流程图 (25)5.4上位机设计 (25)6 总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 (29)ContentsAbstracts (1)Introduction (1)1Traditional meters (1)1.1 The development of meters (1)1.2 The prospects of meters (2)2 Smart meters (2)2.1The concept of smart meters (2)2.2 The typical structure of smart meters (2)2.3The main features of smart meters (3)3The basic idea of system design and detailed design tasks and structure diagram (3)3.1The basic idea of system design (3)3.2The detailed design tasks (3)3.3 System structure diagram (4)4System hardware circuit design (4)4.1 Metering chip ADE7757 (4)4.1.1 ADE7757 functions and features Overview (5)4.1.2 ADE7757 chip's internal structure and function of each pin (6)4.1.3 The principle of ADE7757 (6)4.1.4ADE7757 and microcontroller interface (6)4.2 Energy Metering Circuit Design (7)4.2.1Design of voltage acquisition channels (8)4.2.2Design of the current acquisition channel (9)4.2.3Metering connection between the chip and the microcontroller (9)4.3 Single-chip peripheral circuit design and component selection (9)4.3.1 SCM STC89C52 overview, pin configuration and function overview .. 124.3.2 Minimum System of MCU control circuit (13)4.3.3 LCD display module design (13)4.3.3.1 LCD monitor works Introduction (13)4.3.3.2 Chip 1602 Introduction (14)4.3.3.3 Display circuit design (15)4.3.4 Design Data storage module (15)4.3.4.1 Chip 24C02 Introduction (16)4.3.4.2 The memory module circuit design (16)4.3.5Clock Module Design (16)4.3.5.1 DS1302 Introduction (17)4.3.5.2 Clock circuit design (18)4.3.6 Communication Module (18)4.3.6.1Serial communication infrastructure (18)4.3.6.2 RS232 serial port standard profiles (19)4.3.6.3 MAX232 Introduction.................................. 错误！未定义书签。
单相电子式预付费电能表的设计与实现
耗 低 和可 靠性 高等 特点 。 由于此 类 电能表 的用 电量 数 据 己经 数字 化 ． 以很 方 便地 与各 种 数据 收 集传 可
送 电路 配 合组 成 自动计 量计 费 系统 。 该类 产 品的 大
令 Ｍ￡： ／ ｃｓｔ （ ＝ ／ ｃｓ Ｊ ￣ ， （ 、 ２ Ｕ ｏ ， 、 ２／ｏ（ｔｐ 则在时 ） ｗ ｉ） ｏ＋ ）
ｐ “＝ ［ｏ ｃ ｓ２ ） ＝ ｃ ｓ ＋ ｏ （ 一 ］
（－ ） ２ １
式 中 ， 为交 流 电压 瞬 时值 ， 交 流 电流 瞬时 为
值 ， 为 交 流 电压 有 效 值 ， 为 交 流 电 流 有 效 值 ， ，
为交 流 电的 角频率 ， 为 电压 电流 的相位 差 。
器 芯片 为核 心。从 硬件 和 软件 两个 方 面分别 对该 仪表 系统设计 进行 了较 为全 面 的 阐述 。论 文
中还 给 出 了所 设 计 电能表 的 主要性 能指 标 。
【 关键 词 】 预付 费 电能表 单 片机 【 图分类 号 】Ｍ９ ３ 中 Ｔ ３． ４
Ｃ ５ ６Ａ Ｓ ４ Ｏ 【 文献 标 识码 】 Ａ
和 电流 ， 某一 段 时间 ｔ 在 内的 电能 表达式 为 ：
＝
家 庭 ， 了降低成 本 ， 为 此模式 下 ， 型芯 片可 以不 用 该 微 控 制 器 独 立 ＿ 作 。 因 此 本 设 计 采 用 该 公 司 的 Ｔ
ＣＳ ４ Ａ。 ５ ６０
Ｐ 【 ｓ ７ ０ １
（— ） ２ ３
常 非 南 富强 赵 丽平 赵立 兴
１ 西南 交通 大学 电气工 程 学院 四川 成 都 ６ ０ ３ ． １０１ ２． 山大 学 电气 工程 学 院 河北 秦 皇 岛 ０ ６ ０ 燕 ６ ０４
单相电子式预付费电能表解读
单相电子式预付费电能表解读1、单相电子式预付费电能表单相电子式预付费电能表是一种安全、易用的预付费电能表，是由电表厂单位专门为电力工业服务的一种表表表。
它以数字程序记录读数，精准度高，能防止伪造或操作误差的发生。
它的内部结构包括交流电能表，电能表脉冲投送器，多功能按键以及可编程可操作器。
该表具有低功耗技术、先进的信息处理方法和模块化结构设计，可满足不同客户的使用需求，采用防过载电流保护、低温和热开关保护等，能够保障安全生产和操作。
2、特点①功率因数及其精度固定，计量精准；②低功耗技术可以降低电表运行成本；③可编程可操作器，操作方便；④数字程序控制，易于实现正确的数据记录；⑤采用防过载电流保护、低温和热开关保护等，可以有效保障电能计量和安全使用；⑥先进的信息处理方法和模块化的设计可以实现不同用户的不同需求，满足市场需要。
3、应用范围单相电子式预付费电能表广泛应用在商业场所、居民住宅、工业厂房及多种特殊环境中，可直接用于电能计量以及电能记录等方面，具有大量的特殊功能和可操作性。
用于住宅可有效节约用电，减少电力消耗，使用户享受便捷的智能用电服务。
用于商业场所，则可以有效地进行供电安全管理，监控每个用户电力消耗，实现合理化分配和使用，以防止电网超负荷过载，保障商业环境的安全运行。
4、总结单相电子式预付费电能表具有精准度高、防止伪造或操作误差发生、低功耗技术、可编程可操作器、数字程序控制、采用防过载、低温和热开关保护等特点，广泛应用于商业场所、居民住宅、工业厂房等多种场所，可实现节约电能，有效防止过载，保证安全生产及操作。
单相电子式预付费电能表正在逐步取代传统的电表表表，用户使用的普及和应用的扩大，将对金融中心支付服务和国家用电管理方面有重要的意义。
电能表简介
电能表图片
10. 电能表简介 名称：单相费控智能电能表 型号：DDZY990C-Z 模块-CPU卡-开关外置
电能表图片
五、三相电能表
1.电能表简介 电能表图片 名称：三相三线电子式有功电能表 型号：DSS990 —用途及适用范围 DSS990，DTS990型三相电子式有功电 能表是我公司推出的新型产品，其采 用了国外先进的三相双向功率/电能 计量专用电路芯片及SMT制造工艺。 其特点是双向功率测量及计数、防窃 电、高精度、高可靠性、高过载、功 耗低、体积小、重量轻。 该产品适应于环境温度为-30℃～ +65℃，相对湿度不大于85%的条件 下使用。 该产品符合GB/T17215.321-2008标准 中对三相电子式电能表的全部技术要 求。
3. 电能表简介 名称：单相费控智能电能表 型号：DDZY990 远程485开关内置
电能表图片
4. 电能表简介 名称：单相费控智能电能表 型号：DDZY990 远程485开关外置
电能表图片
5. 电能表简介 名称：单相费控智能电能表 型号：DDZY990C CPU卡-开关内置
电能表图片
6. 电能表简介 名称：单相费控智能电能表 型号：DDZY990C CPU卡-开关外置
电力载波通信接口 用于电表的预付电量设置及电表底码、 时间、购电记录的抄读 通信速率：同步通讯，500bps 通信距离：500m（每两个接点之间） 具有4级载波中继功能、扩展通讯距 离 通信规约：复费率协议载波信道通讯 规约
5. 电能表简介 名称：单相电子式预付费电能表 型号：DDSY990
——概述 DDSY990型单相电子式预付费电能表，采用最先进的专用集 成电路设计，全自动表面贴装（SMT）生产工艺制造。采用 符合国际标准的先进的智能IC卡技术实现预付费方式，内置 磁保持继电器。通过控制继电器实现控制负载的通与断，实 现督促用户先买电后用电的功能。 产品符合GB/T17215.321-2008《1级和2级静止式交流有功电 能表》和GB/T 18460.3-2001 《IC卡预付费售电系统第3部分： 预付费电能表》的全部技术要求。 ——工作原理 电能表由分压器取得电压采样信号，分流器取得电流采样信 号，经乘法器得到电压电流乘积信号，再经频率变换产生一 个频率与电压电流乘积成正比的计数脉冲，通过分频，驱动 步进电机计量电能。
单相费控智能电能表的原理及应用
单相费控智能电能表的原理及应用The Principle and Application for Pre payment Single -phase Sm art Elec tricity Meters江宇红(武汉市计量测试检定研究所,湖北武汉430050)摘 要:针对智能电表在安装使用过程中存在的一些质疑,本文介绍了智能电表的基本原理和主要功能,以利于智能电表的推广使用。
关键词:智能电表;费控;原理功能1 前言智能电表作为智能电网建设的重要基础设备,对于电网实现信息化、数字化、自动化和互动化具有重要支撑作用,与智能电网发展相联系,其基本功能是提高电力企业的经营效率、促进节能减排,增强电力系统的稳定性。
与传统的电能表相比,智能电表除了基本计量功能外,还具备以下功能:一是能够实现双向计量,支持分布式能源用户的接入;二是具备阶梯电价、预付费及远程通断电功能,支持智能需求管理;三是可以实时监测电网运行状态、电能质量和环境参量,支持智能用电用能服务;四是具备异常用电状况在线监测、诊断、报警及智能化处理功能,满足计量装置故障处理和在线监测的需求等。
目前,我国包括北京、上海、武汉、杭州、合肥等城市已陆续开始安装使用单相费控智能电能表。
但在安装使用过程中,部分居民出现了一些误解和顾虑。
今年初,就出现了上海、杭州、合肥等地少数居民质疑智能电表质量,向计量部门投诉,经计量部门检测是符合计量检定规程的现象。
为何会出现本该节能的智能电表成为/电费剥削者0现象,主要是因为电力公司缺乏宣传普及使用常识,只是简单的/一安了之0。
因此,本文针对这个问题,介绍单相费控智能电能表的原理及应用。
2 工作原理被测交流电压和电流经过高精度采样后送到专用电能计量芯片经过一系列数字处理后,转换成与有功功率成正比的脉冲频率信号送给微处理器,微处理器将脉冲信号依据时段费率进行分时累加,得到总电量和各费率电量,结果保存到数据存贮器中。
微处理器同时完成显示和与外部进行信息交换的功能,其原理框图如图1所示。
基于AT89S52的单相数字电能表设计实现
瞎萆崩 啪断 口
３ 电能检测设 计 。 ． 通 过采 样的 电信 号 分别送 电能 专用芯 片的 Ｃ １和 Ｃ ２ Ｈ Ｈ 。两个 Ａ Ｃ分别对来 自 Ｃ １ Ｃ ２的 电压信 号进行 数字 化 ，这 两 个 Ａ Ｃ Ｄ Ｈ 和 Ｈ Ｄ 都是 ｌ 位二 阶 ∑一 ６ △数 模转换 器 ，采样速 率达 ９ ０Ｈ 。电流通 道 ０Ｋ ｚ 内的 Ｈ Ｆ （ Ｐ 高通 滤波器 ）滤 掉 电流信号 中的 直流 分量 ，从而 消除 了由于 电流 或 电压失调 所造 成的 有功功 率上 的误 差 。瞬 时功 率 由 电压 信号和 电流信 号直 接相 乘得 到，通 过 ＬＦ （ 通滤 波器 ）得 Ｐ 低 到有 功功 率 （ 时功率 直流 分量 ，此法 也能 计算 出非 正弦 电流和 瞬 电压 信号在 不 同功率 因数下 的有 功功率 ） 再通 过数 字／ ， 频率 转换 器 以与瞬 时功率成 正 比的脉冲 输 功 能模块 。 ． 本设 计软 件系 统包 括 以下几个 控制模 块 ：数据初 始化模 块 ， 用于 设定 各个 定时器 、中断 的优 先级 等数 据 。脉冲 电量的检 测 ， 有Ａ ７５ 提 供计量 脉冲 ，单 片机 对脉 冲进 行计 数 ，本 系统 以单片 Ｄ７ ５ 机检 测到 ５ 个 脉冲 为０ ０ 度 ；掉 电检 测与 数据存 储模 块 ，当单片 ０ ．１ 机检 测到 停 电时 ，单片机 响应 中断 并将 当前 电量值保 存 。同时也
中图分类号：Ｔ ３． Ｍ９３ ４
文献标识码 ：Ａ
文章鳊号：１０— ５９（ ００ ３ ０ ｌ一） ０７ ９９ ２１ ）１— ｌ６ （ ２
ＴｈｅＳ ｎｇｅ ｐｈ ｅＭ ｅｅ ｓｇ ｓ ｄ ｎ ｉ ｌ － ａｓ ｔ ｒＤｅ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｏ ＡＴ８ Ｓ５ ９ ２
正泰电能表DDS单相电能表使用说明书完整优秀版
DDS666型单相电子式电能表技术说明书（带RS485通讯接口）1、概述正泰牌DDS666型单相电子式电能表系我厂最新产品，按GB/T17215-2002标准进行生产，用于测量额定频率为50Hz，参比电压为220V单相交流有功电能。
该产品采用计量电能的专用大规模集成电路和SMT技术，以确保计量准确度度和可靠性，为使停电后数据不丢失，使用步进电机计度器。
1.1 产品特点：1.1.1 产品全部采用性能稳定、功耗低的工业级元器件，运用工艺精心设计制造。
1.1.2外壳采用阻燃聚碳酸酯，具有很强的抗机械冲击能力。
1.1.3具有RS485通讯功能，通讯规约满足DL/T645-1997标准的要求。
1.2 型号规格产品型号为DDS666，规格见表1：1.4 使用环境条件1.4.1 温度范围1.4.1.1 规定的工作温度范围：-25℃～55℃；1.4.1.2 工作极限温度范围：-40℃～70℃。
1.4.2 相对湿度年平均小于75%时本机可正常工作。
1.5 安全性能本产品符合：1.5.1 GB/T 5169.10 耐热和阻燃试验要求。
1.5.2 GB/T 17215-1998 规定的脉冲电压试验和交流电压试验要求。
规定的静电放电抗扰度试验要求；GB/T 17626.3 规定的高频电磁场抗扰度试验要求；GB/T 17626.4 规定的快速瞬变脉冲群试验要求；GB/T 17626.5 规定的雷击浪涌试验要求。
2.产品的结构特征与工作原理2.1 结构本产品的结构设计合理美观，工艺性好，维护方便。
表内功能板、和标牌全部经过合理的设计，采用了卡式安装，可靠方便；功能板是密封安装在有阻燃功能和较高的机械强度的外壳内，保证仪表在GB/T 17215-2002标准规定的防尘和防水条件下，能够正常工作。
本产品的输入、输出、接线端子及接线图见图2：注：S+、S-为测试脉冲输出端，测试脉冲信号采用光耦隔离。
2.2工作原理本机采用美国模拟器件公司（ADI）生产的ADE7755芯片计量单相有功电能，通过电阻分压网络和分流元件分别对电压信号和电流信号采样，送到ADE7755电能计量芯片，在ADE7755内部经过差分放大、A/D转换和乘法器电路进行乘法运算，完成被计量电能的瞬时功率测量；再通过低通滤波和“数字/频率”转换器，输出与被计量电能平均功率成比例的频率脉冲信号，其中高频脉冲输出可供校验使用，低频脉冲输出给计度器显示电量及CPU进行通讯抄收等数据处理；3、技术特性3.1 主要性能3.1.1 计量功能：本机可计量正、反向有功电能，反向电能按正向累计；3.1.2 输出功能3.1.2.1 本机采用无源隔离型电量脉冲输出接口，脉冲输出波形为方波；3.1.2.2 本机具有电量脉冲输出指示，采用红色LED指示；3.1.3 RS485通讯功能电能表可使用掌上电脑通过RS485通讯的方式对电能表进行表号设置、电量底度设置和抄收当前电量等功能。
单相脉冲电能表的温漂补偿与热流平衡技术
单相脉冲电能表的温漂补偿与热流平衡技术随着能源管理的需求日益增加，多种形式的电能表逐渐得到了广泛应用。
单相脉冲电能表作为一种常见的电能计量装置，其性能和精度一直是值得关注的重要方面。
其中，温漂补偿与热流平衡技术，作为提高电能表精度的关键技术之一，受到了广泛的研究和应用。
温漂补偿是指在不同温度下，电能表测量数值的变化情况。
由于电能表的内部结构和材料特性，温度的变化会对电能表的测量精度产生一定的影响。
为了消除温度变化对电能表测量精度的不利影响，温漂补偿技术被引入到单相脉冲电能表中。
温漂补偿技术的实现主要包括两个关键步骤：温度检测和补偿计算。
温度检测是通过在电能表内部加入温度传感器来实现的。
这些传感器可以测量电能表内部的温度，并将所得到的数据传输给处理器进行分析。
补偿计算是通过处理器对温度检测数据进行分析和计算，然后根据计算结果进行相应的补偿操作。
常见的补偿算法包括线性补偿算法和非线性补偿算法。
线性补偿算法是根据温度变化的线性特性进行计算，一般适用于温度变化范围相对较小的情况。
非线性补偿算法则是根据温度变化的非线性特性进行计算，适用于温度变化范围较大的情况。
通过选择合适的补偿算法，可以有效地消除因温度变化引起的测量误差，提高电能表的测量精度。
热流平衡技术是指在电能表中采用合理的结构和材料，以实现内部热流的平衡，从而减小温度变化对电能表测量精度的影响。
一般来说，电能表内部会存在一定的电流和功率损耗，这些损耗会产生热量并导致温度变化。
为了降低由于热量产生而引起的温度变化，热流平衡技术通常采用以下方法：首先，通过合理的设计和材料选择，降低电能表内部的功率损耗。
例如，在电路设计中采用低功耗元件和高效能电源，可以有效地降低功率损耗并减小热量产生。
其次，采用良好的散热结构和材料，提高热量的散发效率。
这可以通过优化散热结构、增加散热面积、选择散热性能良好的材料等方法来实现。
通过提高热量的散发效率，可以减小热流对电能表测量精度的影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
毕业设计设计题目单相电能表的设计与实现学生姓名学号专业班级指导教师院系名称计算机与信息学院2015 年月日目录No table of contents entries found.单相电能表的设计与实现摘要：随着我国近年来经济技术的快速发展，企业和居民对电能的需求越来越大。
但是传统的机械式电表计费单一、计量误差较大、寿命较短，已经不足以满足人们的需求，所以开发一款寿命长、计量精准的多功能电子式电能表就成为一种必然趋势。
本文主要是基于芯片ADE7755设计的一种针对于普通家庭用户使用的电子式单相电能表。
该设计采用高精度电能计量芯片ADE7755来计量用电量，并使用51单片机来控制整个电路。
通过电流、电压的信号采集，数模转换，功率计算，带掉电存储和显示等硬件设计，并结合软件编程实现了电能表的正常工作。
本文主要介绍了电能表的工作原理，电能计量模块，显示模块，数据存储模块，以及软件设计模块。
所设计的数字化单相电能表具有成本低廉、结构简单、性能可靠、计量精准等优点，具有一定的实用价值和推广价值。
关键词：ADE7755；电能表；单片机Design and implementation of single-phase energy meterAbstract: With the rapid development of China's economy in recent years, technology, business and household demand for electricity isgrowing. But the traditional mechanical meter single billing,measurement error is large, short-lived, it has been insufficientto meet people's needs, so the development of a long-life,multi-function electronic metering precise electrical energy meterhas become an inevitable trend .This article is based on a chip designed for electronic ADE7755 single-phase energy meter for ordinary home users. The design usesa high-precision chip ADE7755 energy metering to measureelectricity consumption and use 51 microcontroller to control theentire circuit. By signal acquisition current, voltage, digital toanalog conversion, power calculation, with power storage anddisplay hardware design, combined with software programming workto achieve a normal meter. This paper describes the workingprinciple of electric energy meter, energy metering module, displaymodule, data storage module, and software design module. Designedfor single-phase digital power meter has a low cost, simplestructure, reliable performance, accurate measurement, etc., withsome practical value and promotional value.Keywords: ADE7755; Meter; SCM1 绪论1.1 课题背景及意义近年来，随着我国经济技术的高速健康发展，能源短缺问题日趋凸显，特别是用户对用电量的需求越来越多，同时，对电能表的性能需求也越来越高。
虽然数字化智能电表已经覆盖中国各大城市，但仍有些乡镇、山区及农村地区在使用非智能化电表或机械式电表。
这些电表存在寿命短、计量误差大等诸多问题，也会造成电能的浪费，因此普及数字化智能电表势在必行。
本课题采用ADE7755电能计量芯片基于单片机控制的多功能数字化单相电能表。
ADE7755内部集成了电能采集和计量单元，而且外部的功能模块非常丰富，在电路设计中只需要少量的元器件就能完成电能表的设计。
该芯片具有性能稳定，精度高等特点，极大简化了设计难度，降低了设计成本，能够满足家庭用户的需求，是一款具有相对实用价值的数字化电能表。
1.2 电能表的发展历史和现状1.2.1 电能表的发展历史从十九世纪法拉第发现电磁感应定律开始，电能已经成为人们日常生活当中不可或缺的一部分。
人们生活、工作、娱乐、学习都离不开电能，其已变成当今社会的通用能源。
随着电能的普遍使用，如何度量电能也变成了必须解决的问题，这样，电能表就应运而生了。
最早是1880年爱迪生利用电解原理发明了第一台直流电能表。
而后，1889年，匈牙利岗兹公司一位德国人布勒泰成功制作了世界上第一块总重量为36.5kg 的感应式电能表。
二十世纪六十年代末期，电子式电能表被发明了出来，受到广泛关注。
二十世纪九十年代，出现了机电一体式电表。
现今，由于用电需求越来越大和科学技术的高速发展，电能表正在向着智能化发展。
1.2.2 电能表的研究现状初期的感应式电表和机电式电表大多操作安全、结构简单、造价低廉、维修方便等，但是适用频率窄、准确度低、功能扩展困难、功能单一、且对冲击负荷、非线性负荷的计量误差较大。
而电子式电能表则准确度高，且功能强大，误差曲线平直且稳定，频率响应范围宽、启动电流小、便于安装使用、功耗小、防窃电能力强、过载能力强，随着科学技术的发展，尤其是网络技术、通信技术、电子技术和计算机技术的日臻完善，自动化技术的不断进步，使得研制数字电能表成为可能，并且具有巨大的实用价值和商业价值。
随着通讯、信息、电子、软件、机电控制等技术的发展,目前我国电子式电能表的产量已占绝对优势,正逐渐取代原有的感应式电能表，并逐步向智能化迈进。
智能电表作为用电信息采集系统建设的重要内容,是实现智能用电的基础条件。
而数字化智能电表正在向着数字化、智能化、网络化、多功能化等方向发展。
其控制核心为51单片机，再加上相应的检测电路、数模转换电路、存储电路、显示电路、通讯接口和相应的监控软件，通过总线把多个智能化功能单元连成局域网，再由上位机测控软件实现。
集信息、自动化、计算、管理为一体的电能计量装置是发展的方向之一。
根据《国家电网公司“十二五”电网发展规划》,用电信息采集系统建设在2014年底将达到100%的覆盖率,在“十二五”期间实现对直供直管区域内所有用户的“全覆盖、全采集、全费控”。
电能表实现智能化，可以进一步适应我国电力系统的发展，满足运营管理的需要，解决特殊负载用户的计量问题。
1.3 本文研究内容现如今，部分数字化智能电表采用互感原理进行对电流信号和电压信号的采集。
由于互感器无法工作在理想状态，与理论情况相比存在较大误差，这就需要使用硬件或者软件的方法来进行补偿，从而导致了整个电路系统的复杂程度加剧。
而本文的设计就避免了这种情况的发生。
本文采用电能计量芯片ADE7755设计了一款数字化智能电表，该电能表由51单片机进行控制。
通过电流、电压的信号采集，数模转换，功率、电能计算，带掉电存储和显示等硬件设计，并结合软件编程实现了电能表的正常工作。
本文研究的主要内容有：一、介绍了在基于电能计量芯片ADE7755采集电能情况下的电能表的工作原理。
该芯片内部存在两个通道，分别进行对电流信号和电压信号的采集、模数转换、功率计算等工作，然后将数据传输到单片机进行处理，并通过一些外围电路显示出用电量。
通过这些模块的连接，基本上就构成了一个本文介绍的数字化电能表。
二、电能表的硬件设计。
该部分主要介绍了单片机的内部结构和外围电路。
其中包括了晶体震荡电路，复位电路，电能计量电路，LCD显示电路，数据存储电路等。
而其中最主要的部分就是电能计量模块，该模块是整个电能表的核心部分，决定了电能表能否正常工作。
三、电能表的软件设计。
该部分主要介绍了软件开发环境和各程序模块。
包括电能计量程序，数据存储程序，单价设置程序，按键扫描中断程序，LCD显示程序等。
2 电能表工作原理及ADE7755介绍2.1 电能表工作原理本文所设计的电能表主要由电能计量电路，控制电路，存储电路，显示电路，电源电路，控制按键等部分构成。
以STC 89C51单片机为控制核心设计的一种单相数字化智能电表。
其硬件原理框图如图2.1所示。
图2.1 电能表硬件系统原理框图电能计量电路主要负责电流电压的采样，功率计算，并将处理后的数据以脉冲形式发送到单片机进行处理。
存储电路采用一片E²PROM存储器AT 24C02对数据进行带掉电存储。
显示电路使用的是LCD 1602液晶显示器，由单片机内部自带的LCD驱动电路直接驱动。
电源电路负责给单片机系统及其外围电路供电，保证系统的正常运行。
对于大多数的电子式电能表而言，其电能计量原理基本相同，基本表达式都类似如下：其中：W(t)为电能累计消耗值；P(t)为瞬时功率；u(t)为瞬时电压；i(t)为瞬时电流；因此，电能表计量电能的基本方法就是将电流、电压相乘，然后将所有时刻的功率累加起来就是所测量的电能。
2.2 ADE7755介绍ADE7755是一种适用于单相配电系统的高精度电能计量芯片。
它可以提供基于输电线电压和电流计算的瞬时有功功率和平均有功功率。
该器件是一种高准确度电能测量集成电路，其技术指标超过IEC1036 规定的准确度要求。
ADE7755只有在 ADC 和基准源中使用模拟电路，除此之外所有其它信号处（如相乘和滤波）都使用数字电路, 这就使得ADE7755 能够在恶劣的环境条件下仍保持极高的准确度和长期稳定性。
另外，ADE7755 的引脚 F1 和 F2 以较低频率形式输出有功功率平均值，能够直接驱动机电式计度器或与微控制器（MCU）接口；引脚CF 以较高频率形式输出瞬时有功功率，用于仪表校验或与微控制器（MCU）接口。