基于单片机的数字电能表设计

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本科毕业论文

基于单片机的数字电能表设计

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专业名称：电气工程及其自动化

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郑重声明

本人呈交的学位论文是由本人在导师的精心指导下，独立学习、研究、设计出来的成果，论文中的所有文字、数据、图片资料、表格真实可靠，都由本人亲自撰写。据本人所知，论文中除文中已经注明引用的内容外，不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，都已经在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。

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摘要

随着电力需求的急骤上升，电能表作为计量电量的主要工具，设计出功能

更多、准确度更高的电能表对于节约用电有极其重要的意义。本文采用单片机作为主控芯片，该电能表具有精度高、准确等优点，有很好的实用开发价值。

数字电能表的诞生打破了传统电子测量仪器的模式和格局。它显示清晰直观、读数准确，采用了先进的数显技术，大大地减少了因人为因素所造成的测量误差事件。数字电能表是把连续的模拟量转换成不连续、离散的数字形式，并加以显示的仪表。数字电能表把电子技术、计算技术、自动化技术的成果与精密电测量技术密切的结合在一起，成为仪器、仪表领域中独立而完整的一个分支，数字电能表标志着电子仪器领域的一场革命，也开创了现代电子测量技术的先河。

本设计以单片机为开发平台，控制系统采用AT89C51单片机，A/D转换采用ADC0832。系统除能确保实现要求的功能外，还可以方便进行8路其它A/D转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。简易数字电能测量电路由A/D转换、数据处理、显示控制等组成。

关键词：数字电能表；AT89C51；硬件合成

ABSTRACT

With the rapid rise in electricity demand, power meter as the main tool for measuring power, design functionality, accuracy for higher energy meter is of extremely important significance to conserve electricity. This article uses as the main control chip, the energy meter has the advantages of high accuracy, accuracy, and has great practical value. Digital meter, which breaks the traditional patterns and patterns of electronic measuring instruments. It shows the clear, accurate readings, using advanced digital technology, greatly reduced due to human factors measurement error caused by the event. Digital meter is converts continuous analog not digital forms of continuous, discrete, and display instruments. Digital meter results of electronic technology, computing, automation technology and precision measuring technology closer together, become independent in the field of instruments, meters and complete a branch digital meter marks a revolution in the field of electronic devices was a pioneer of modern electron measurement technology. The design based on single-chip microcomputer for the development platform, control system with AT89C51 microcontroller, a/d converter using ADC0832. System can ensure the realization of requirements of functionality, can also be convenient 8-channel a/d converter measurement, remote measurement result transmission extension. Simple digital energy measurement circuit controlled by the a/d conversion, data processing, display and so on.

Key word: Digital electrical energy table; AT89C51；Hardware synthesis

目录

摘要 ................................................................. I ABSTRACT ............................................................ II 第1章绪论 . (1)

1.1选题的背景与意义 (1)

1.2电能表的研究现状与发展趋势 (1)

1.3主要研究内容 (1)

第2章系统总体设计方案 (3)

2.1电能表的分类 (3)

2.2电能测量的原理 (4)

2.3数字电能表的工作原理 (4)

2.4硬件总体设计方案 (5)

第3章系统硬件设计 (7)

3.1 AT89C51单片机系统 (7)

3.1.1主要参数 (7)

3.1.2引脚功能说明 (7)

3.1.3 单片机最小系统 (8)

3.2 ADC0832芯片 (9)

3.3电源模块 (11)

3.4实时时钟电路模块 (12)

3.5显示模块 (13)

3.6存储模块 (14)

3.7电流电压采样模块 (15)

第4章系统软件设计 (16)

4.1软件介绍 (16)

4.2系统软件方框图 (16)

第5章总结与展望 (17)

参考文献 (18)

致谢 (19)