电能表毕业设计
毕业设计--基于单片机电度表设计
基于CS5460单相电度表的测量的设计摘要随着城农网改造的逐步深入，各种各样的计量工具不断出现在市场上。
各种不同的计量工具所使用的计量方法也不一样。
该系统由前端电路调理模块，电能表芯片CS5460模块，单片机STC89C52模块，显示模块，存储模块等组成。
CS5460实现功率测量和用STC89C52单片机实现电能计量的方法是当下比较成熟的计算方法。
CS5460是一种带有串行接口的单向双向功率电能集成电路芯片，用它可以方便的组成多功能电子式电度表和分布式电能计量管理系统。
其中使用CS5460芯片设计的简单单相电度表可以用于工业现场的电量数据采集和简单的功率计算，使用CS5460芯片设计的数字电表适用于住宅用电计量的最精确，并具成本效益的电表方案，打开了电表设计的新领域，是下一代民用电表的理想产品和最好的工业解决方案。
目前我国高校学生公寓普遍采用限电措施来控制学校电能利用,公寓管理社会化后,限制学生用电将改为鼓励学生安全用电,从而将采用限制安全功率、限制基本电费、超量收费的形式。
关键词：CS5460芯片;STC89C52单片机；液晶显示模块；C51程序CS5460 single-phase meter based on the design of themeasurementAbstractWith the gradual deepening of rural power grids city, a variety of measurement tools continue to emerge on the market. A variety of different measurement tools are not the same measurement method used. The system consists of front-end circuit conditioning module, CS5460 chip energy meter module, microcontroller STC89C52 modules, display modules, memory modules and other components. CS5460 power measurement and the realization of single chip with STC89C52 energy measurement method is to present a more mature method. CS5460 is a single bi-directional serial interface with power power integrated circuit chip, it can be easily formed with multi-function electronic power meter and distributed energy metering management system. CS5460 chip design which uses a simple single-phase watt-hour meter can be used to power industrial field data collection and simple power calculation, using the CS5460 digital chip design for residential electricity meter measures the most accurate and cost-effective meter Program, designed to open new areas of the meter, the meter is ideal for the next generation of civilian products and the best industrial solutions. At present, China University Student Apartment commonly used power rationing measures to control energy use of schools, apartment management outsourcing, the restrictions on students use of electricity will be changed to encourage students to safe use of electricity, which will use the safe power limit, restrict basic electricity, excess charges Form.Key words：CS5460 chips； STC89C52 SCM； LCD Module；C51 Program目录一．引言 (1)1.1 电度表的作用 (1)1.2 电度表的发展 (1)1.3电度表的发展前景 (1)二．系统的总体设计思路 (2)三．系统硬件组成及介绍 (3)3.1 CS5460简介 (3)3.2 CS5460引脚分配及功能 (5)3.3 CS5460的功能 (6)3.4 CS5460寄存器配置 (8)3.5 CS5460的工作过程 (10)四．硬件电路设计 (11)4.1 前端电路调理模块 (13)4.2电能芯片CS5460模块 (14)4.3单片机STC89C52模块 (15)4.4液晶显示模块 (17)五．程序设计 (19)5.1 单片机C51程序设计的优点 (11)5.2 程序设计思路 (12)5.3 CS5460驱动程序 (13)5.4 CS5460的设置和启动 (15)5.5 读写CS5460 (16)5.6 结果显示程序 (17)六总结 (23)谢辞参看文献附录一．引言1.1电度表的作用电能表是我国电工仪表行业中产量最大的产品。
毕业设计---插卡式(IC)智能电能表设计
目录1前言 (3)1.1智能电表应用的意义 (3)1.2智能电表的发展 (3)2 总体方案设计 (5)2.1 方案比较 (5)2.2 方案选择 (7)3 器件介绍和单元模块设计 (8)3.1单元模块设计 (8)3.1.1 电源模块电路 (8)3.1.2 信号采集电路 (9)3.1.3 计量模块 (10)3.1.4 时钟及LCD显示模块 (11)3.1.5 接触式IC卡模块 (12)3.2 器件介绍 (12)3.2.1 STC89C52单片机 (13)3.2.2 ADE7758 (13)3.2.3 DS12887 (14)3.2.4 LCD1602 (15)3.2.5 SLE4442 (17)4 软件设计 (18)4.1 主要芯片读写程序设计及设计工具 (18)4.2 主要软件设计流程框图及说明 (21)5 系统硬件调试 (23)6 系统软件调试 (26)7 总结与体会 (28)8 谢辞 (29)9 参考文献 (30)附录1：电路原理图 ................................................................................. 错误!未定义书签。
附录2：PCB图 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
附录3：程序 ............................................................................................. 错误!未定义书签。
附录4：英文文献翻译............................................................................. 错误!未定义书签。
远程智能电表抄表系统设计(毕业设计)
摘要随着我国社会经济的发展，居民用电量剧增。
传统的人工抄表收取电费的方式，已不能满足现代化管理的要求，实现多用户能耗仪表的自动抄表已经成为可能，特别是建设部提出来的小康型住宅小区的规划要求，并逐步实行能耗仪表出户的统一管理，实现微机自动检测、计量和收费。
本文针对目前居民小区的电能计量中实际存在的各种问题，设计了一种实用的远程自动抄表系统。
该系统具有成本低廉、计量准确、工作稳定可靠和系统安装维护方便等特点。
本文对整个抄表系统进行了较为全面的设计，着重对系统底层的能耗数据的采集和集中、数据通信网络和通信方式等做了较为详细的设计。
在硬件上对CPU 数据存储及其监控电路、数据传输、通信标准、时钟电路、串口扩展、电能采集和显示电路都做了详细的论述。
并且广泛应用的RS-485电气接口的串行通讯技术作为通讯方式。
在软件上对数据进行采集、通信、显示子程序、校验子程序等做了详细的说明。
同时，本文还对系统中的干扰问题进行了深入细致的分析，并在硬件和软件上担出了有效的抗干扰技术。
该远程抄表系统实现了多用户的电能信息的远程自动抄录，能够实现住宅能耗计量的高质量和高效率管理。
关键词：远程抄表；数据通信；AT89C51；RS-485AbstractWith social and economic development electric power is used increasingly, Traditional charge of electric fare by manual labor can’t satisfy the demand for modern man management.Automatic meter reading system(AMRS)has a possibility to be put into reality.Especially for the well-to-do uptown,the Construct Department of China has demanded to realize automatic meter reading,measuring and charging with computer.This article aims at the existing problems.Thus,I designed an automatic meter reading system of calorie.The strong point of this system is:lows cost,precise measuring,stable working,and easy to install and maintain.The article gives an all-round design of this system.It expatiates on detail designs of data capturing and collecting,data communication network and mode.In this thesis,about the hardware,a particular explanation of the choice of CPU、inspect circuit、data memory etc were given.And it uses asynchronous serial communication technology based on RS-485electric interface as communication means.The software,we give the program of impulse collection、communication、display and so on.At the same time,the noise questions existing in the analyzed and the effective anti-noise methods on hardware and o software are presented.This Long-distance meter reading system realizes the multi-user power information remote automatic transcribing,can realize residential energy consumption of high quality and high efficiency metrology management.Keyword:Remote meter reading;Data-communication;AT89C51;RS-485目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题的提出和意义 (2)1.2国内外发展现状 (2)1.3课题可行性论证结论 (2)1.4本文所要完成的主要工作 (3)1.5本章小结 (3)第2章抄表系统总体结构设计 (4)2.1系统组成 (4)2.2通信标准的选择 (4)2.3系统总体方案确定 (5)2.4本章小结 (6)第3章抄表系统硬件设计 (7)3.1抄表系统的整体结构 (7)3.2抄表系统的各硬件模块的设计 (7)3.2.1CPU的选型 (7)3.2.2外围存储及其监控电路模块 (10)3.2.3数据传输模块 (13)3.2.4时钟模块 (15)3.2.5串口扩展 (17)3.2.6电能的采集和计数模块 (19)3.2.7显示电路 (20)3.3本章小结 (21)第4章抄表系统软件设计 (22)4.1软件设计的基本原则 (22)4.2系统软件设计 (23)4.2.1上位微机发送命令到达的路径 (23)4.2.2远程抄表主程序的设计 (24)4.2.3各子程序的设计 (25)4.3软件初始化 (31)4.3.1电路初始化 (31)4.3.2串行通信设计 (32)4.3.3时钟软件程序操作 (34)4.4通信协议 (35)4.4.1字节格式 (36)4.4.2帧格式 (38)4.4.3传输 (39)4.5本章小结 (39)第5章系统的抗干扰设计 (40)5.1硬件抗干扰设计 (40)5.1.1稳压电源的考虑 (40)5.1.2串行EEPROM的选择 (41)5.1.2采用光电隔离技术 (41)5.2软件抗干扰设计 (41)5.2.1单片机程序出错时能自动纳入正轨 (41)5.2.2采取措施保证数据写入的可靠性 (41)5.2.3定时设置I/O口状态 (42)5.2.4延时抖动技术 (42)5.2.5采用“看门狗”电路 (42)5.3本章小结 (43)结束语 (44)参考文献 (45)致谢 (46)第1章绪论本文的研究课题是电表自动抄表系统，本章主要说明课题设计的背景和实际意义，介绍了在抄表领域国内外的技术发展历史、现状和未来趋势，提出所要进行的设计内容和任务，同时对全文的章节架构进行阐述。
毕业设计(论文)基于单片机的数字电能表设计
毕业设计（论文）题目名称：基于单片机的数字电能表设计就读学校：河南工学院专业：工业自动化学生姓名：指导教师：中原工学院继续教育学院2016年4月基于单片机的数字电能表设计The design of digital watt-hour meter based on single chip microcomputer就读学校：河南工学院专业：工业自动化学生姓名：指导教师：2016年4月摘要19世纪三四十年代，中国人民的照明途径还是主要由煤油灯为主，而在经济飞速发展的，科技产品日新月异的今天，电的应用已经深入中国人民的日常生活。
电灯、冰箱、空调等等，统统都与电有着密切的关系。
电在当今社会不可或缺，同样也涌现出了对电量的计量，从而出现了电能表这一计量仪表。
电能表的发展历程主要是由最初的单一费率电能表到如今的复费率电能表。
这与我国的多费率用电政策有关，旨在消峰镇谷，平衡用电。
同样，在现在科技飞速发展，各种电器，仪表都逐渐趋近于自动化、人性化和智能化。
而这些电气设备大都含单片机或者是CPU控制器。
在本次设计中将智能化技术融入电能表中，电能表作为重要的计量仪表，准确性、稳定性都是很重要的。
而数字电能表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。
本设计以AT89C51单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0809、八段数码管为主体，构造了一款简易的数字电能表，能够实现同时测量8路0.00～5.00V的直流电压，最小分辨率为0.02V。
关键词：AT89C51；ADC0809；数字电能表；八段数码管ABSTRACTThirties and 19th century, the Chinese people's way of illumination is mainly composed of kerosene lamp is given priority to, and with the rapid economic development, science and technology products with each passing day today, the applications of electricity have the Chinese People's Daily life. Lights, refrigerator, air conditioner and so on, all has close relationship with electricity. Electricity is essential in today's society, and also emerged for the measurement of the power, thus appeared the watt-hour meter measuring instrument. The developing course of watt-hour meter is mainly composed of a single rate, initial watt-hour meter in today's complex rate watt-hour meter. This is associated with rate more electricity policy of our country, aimed at peak valley town, balance of power. Also, in what is now the rapid development of science and technology, all kinds of electrical appliances, instrument has gradually tend to be automated, humanization and intelligent. But most of these electrical equipment including microcontroller or CPU controller.We will integrate the intelligent watt-hour meter in the design of watt-hour meter as important measuring instrument, the accuracy, stability is very important. And digital watt-hour meter with high precision, measurement accuracy, reading the advantages of intuitive and easy to use. This design USES AT89C51 single-chip microcomputer as the core, to compare successive type A/D converter ADC0809, eight digital tube as the main body, constructed A simple digital watt-hour meter, can be achieved at the same time measuring 8 road from 0.00 V to 5.00 V dc voltage, minimum resolution of 0.02 V.Keywords: AT89C51；ADC0809；Digital watt-hour meter；Eight digital tube目录第1章绪论 (1)第2章总体方案选择 (2)2.1方案一：由数字电路及芯片构建。
毕业设计(论文)-基于STM32的多功能电能表的设计
****************自动化学院本科毕业设计（论文）题目：基于STM32的多功能电能表的设计专业：自动化班级：自动化111学号：********** 学生姓名： ******指导教师： ************起止日期：2015.2～2015.6设计地点：Graduation Design (Thesis)The Design of Three-phase Multi-functional Power Meter Based on STM32By**********Supervised byProf. ******School of Automation*******************June, 2015摘要电能表作为测量电能的工具，是连接电力用户和电能之间的一座“桥梁”，随着电能在人们生活中的地位越来越重要，它与人们生活之间的联系也更加地紧密。
虽然电能表也在不断地发展，但是局限于功能单一，传统的电能表已经满足不了用户对其越来越高的要求。
本文采用STM32F103RC型号的微控制器作为主控芯片，设计了一款实用性强、结构简单的多功能电能表。
在设计电能表硬件和软件的过程中，都采用了模块化的设计思想。
其中，多功能电能表的硬件部分主要包括主控模块、电源转换模块、电压电流采样模块、EEPROM存储模块、LCD段码显示模块、按键输入模块和RS485通讯接口模块。
并且利用软件编译平台MDK进行了软件部分的设计，主要包括主程序、系统初始化程序、电量处理程序、键盘中断程序以及LCD段码显示程序。
本文最后完成了多功能电能表的系统调试，对经过采样和调理得到的电压、电流信号进行计算，并完成显示，而且通过按键的选择实现了显示屏的切换，基本实现了多功能定能表的预期功能。
关键词：电能表；STM32F103；段码LCD；RS485ABSTRACTElectricity meter connects a "bridge" between power users and power that used as a kind of measurement tool. The link between it and the people's lives more to close with the power position in people's lives increasingly important. While the meter is constantly evolving, but limited to a single function, the conventional meters has failed to meet the growing demands of its users.In this paper, using the type microcontroller of STM32F103RC as the master chip, designed a practical, simple structure of multi-function meter. In the process of the design of meter in hardware and software, have adopted a modular design thinking. Among them, the hardware part of the multi-function meter includes control module, power conversion modules, voltage and current sampling module, EEPROM memory module, LCD segment display module, a key input module and RS485 communication interface module. And using software platform MDK designs the software part, including the main program, the system initialization procedure, power handler program, a keyboard interrupt program and LCD segment display program.Finally completed the system debugging of the multi-function meter, the voltage and current signals obtained through sampling and conditioning were calculated, and complete the display, but also through the select button to switch the display . The basic realization of the multi-function will be able to watch the intended function.Key words: Power Meter; STM32F103; segment LCD；RS485目录第一章绪论 (1)1.1 电能表 (1)1.1.1电能表的概念 (1)1.1.2电能表的发展 (1)1.1.3 电能表的发展现状 (2)1.2 多功能电能表 (3)1.2.1多功能电能表的现状 (3)1.2.2多功能电能表存在的问题 (3)1.3电能表的发展前景 (4)1.4课题研究背景及内容 (4)1.4.1课题研究背景 (4)1.4.2课题研究内容 (4)第二章多功能电能表硬件设计 (6)2.1整体方案设计 (6)2.2 主控芯片的选择 (6)2.2.1 STM32F芯片简介 (7)2.2.2 STM32F芯片优势 (7)2.3 硬件电路设计 (7)2.3.1 主控电路设计 (7)2.3.2 采样电路设计 (10)2.3.3 按键显示电路设计 (12)2.3.4 RS485通讯电路设计 (13)2.3.5 存储电路设计 (14)2.4 本章小结 (15)第三章多功能电能表软件设计 (16)3.1 软件设计 (16)3.1.1 软件开发平台MDK (16)3.1.2 软件设计流程 (16)3.2 主程序设计 (17)3.3 初始化子程序设计 (18)3.4 采样程序设计 (20)3.5 计量程序设计 (21)3.5.1 计量算法的介绍 (21)3.5.2 ADC数据转换原理 (22)3.5.3 计量算法程序设计 (23)3.6 显示程序设计 (23)3.7 按键处理程序设计 (24)3.8 本章小结 (25)第四章系统测试及实验 (26)4.1 采样电路模块测试 (26)4.1.1 采样电路仿真测试 (26)4.1.2 采样电路测试 (28)4.2 ADC模块调试 (29)4.3 显示模块调试 (30)4.4 本章小结 (31)第五章总结与展望 (32)5.1 工作总结 (32)5.2 展望 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录A：硬件设计原理图与PCB图 (37)第一章绪论1.1 电能表1.1.1电能表的概念从概念上来说，电能表就是用来计算一段时间内消耗电量值的专用仪表，通常也被叫做电度表和火表。
毕业设计论文_智能电表的设计_
2013届毕业生毕业论文题目:智能电表的设计院系名称：信息科学与工程学院专业班级：电子信息工程09级3班2013 年6 月3 日摘要随着科技的进步，电子产业的发展，人们生活水平的提高，电子式智能电表的出现势不可挡。
智能电表相对于传统的机械式电表，具有精度更高，能够实现多费率计费，自动抄表，预付费等功能，优势不言而喻。
相比传统电表需要电工去现场进行抄表，智能电表能够通过远程通讯进行抄表，这样就节省了大量的人力。
同时，智能电表的多费率计费，能够让用户在电能生产代价低的时候多用点。
生产代价高的时候尽量节约用电。
这样能够使发出的电能得到充分利用，有利于资源的节约。
所以智能电表取代传统电表是大势所趋。
智能电表具有数据保护功能，事件记录功能（如编程次数，失压次数等），远程抄表等一系列给基于集成电路而实现的功能。
本文就一种简单智能电表的设计做出描述，主要通过载波通讯，485通讯，GPRS通讯，等各个单元来实现电表的数据传输，数据的显示，报警，远程抄表使电表具有简单的智能。
本文通过对智能电表各个模块进行了简单设计，做出基本原理图。
关键词：智能电表485通信智能载波通信Title：The design of the smart meterAbstractWith the progress of science and technology, the development of electronic industry and the improvement of people's living standard. The emergence of smart meters is inevitable .Respect to the traditional mechanical meters, Smart meters is higher precision, further more, the smart meters have the function such as achieve multi-rate billing, automatic meter reading, prepaid fees .The smart meter have the function of data protecting , event logging and automatic meter reading because of the IC. In this paper, a simple design of smart meters will be made description. It will make the data transfer though GPRS and 485.Keywords: smart meters 485 smart Power Line Carrier目次1前言 (2)1.1智能电表的概念 (2)1.2智能电表发展概况 (2)1.3智能电表的结构 (3)1.4智能电表的主要特点 (3)1.5智能电表研究的目的以及意义 (3)2 智能电表的简单设计思路 (5)2.1智能电表的硬件设计方法 (5)2.2智能电表硬件设计 (6)2.3智能电表的软件设计 (8)3智能电表各个模块的设计 (1)3.1通讯模块功能描述及设计 (1)3.2 继电器模块功能描述 (2)3.3继电器模块性能描述 (3)3.4载波通讯部分电路及简要工作原理 (3)3.5红外控制电路及原理分析 (5)3.6计量模块 (6)3.7 ESAM 电路及原理分析 (7)4 系统软件设计 (8)5 智能电表常见问题分析 (8)5 智能电表常见问题分析 (9)5 智能电表常见问题分析 (10)结论 (11)致谢 (12)参考文献 (13)1前言1.1智能电表的概念所谓智能电表就是就是基于单片机，集成电路使电表具有简单的数据分许能力及其他功能。
毕业设计基于STS协议的智能电能表设计
题目：基于STS协议的智能电能表设计学院:专业:学号:学生姓名:指导教师:日期:摘要为有效地解决上门抄表和收费难问题，并提高抄表效率，避免错抄。
本设计采用“客户先购电，后用电”的电力营销模式，增强了电能表管理由手工抄表向自动化管理过渡的过程安全保障度，并且用户的购电信息实行微机管理，方便进行查询、统计、收费及打印票据等。
采用国际通用转换STS标准，既促进国内电能计量系统的变革，又符合国际预付费电能表行业的发展潮流，解决了目前预付费电能表售电系统标准不统一的弊端。
在实现电能准确计量的基础上，又能进行预付费，且成本低廉。
因此，本设计的STS单相一体式预付费键盘表具有广阔的市场应用前景。
STS单相一体式预付费键盘表是一种新型的全电子式电能表，它以MSP430F4793为核心，系统主要由测量单元、数据处理单元等组成，具有电能计量、信息储存及处理、实时监测、自动控制以及带有完备的通信接口，支持双向计量、自动采集、冻结、控制、监测等功能。
阐述了系统的误差校正、电能计量等设计，探讨了系统软件的的抗干扰设计。
该电表能计量当前总有功、当前余额、瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率，并且有STS预付费、液晶显示、事件记录、光电通讯、声光报警、继电器控制等功能。
实际运行表明，预付费单相电能表读写稳定、抗干扰能力强、数据传递可靠、管理实时便捷，计量与管理功能满足国际国内有关标准的要求。
关键词：STS；预付费电能表；键盘表；MSP430-4793AbstractTo effectively solve meter reading, electricity fee retrieving, and improve meter reading efficiency and avoid the wrong copy. The single phase prepaid energy meter which based on STS adopts the power market model of "Buy first, Use later". This model enhance the security level for meter management from manual to automated meter reading, and implement the computer to manage the user’s information, in order to facilitate query, statistics, fees and printing paper and so on. The intermational standards STS promotion the domestic energy metering system changes but also meet the international prepaid energy meter industry trends, and solve the current energy meter prepaid vending system standards are not uniform. In achi- achieving accurate measurement of electrical energy, based on accurate real-time screening but also a variety of stealing behavior, and low cost. Thus, STS single-phase prepaid keyboard table has a broad market prospect.Single-phase prepaid keyboard table which based on STS is a new fully electronic power meter, and it takes MSP430-4973 as the core. the system mainly by the measuremnt unit,the data processing unit and other components, with power measurement, information storage and processing, real-time monitoring, automatic control and communication interface with the complete support of two-way metering, automatic collection, freezing, control, monitoring and other functions. Describes the system error correction, energy metering, such as design, system software of the anti-jamming design.The table can measure Comulative Energy, Balance Credit, V oltage rms, Current rms, Currently Power Consumed, and own STS pre-paid, LCD display, event recording, optical communication, alarm and relay control functions.Practical operation shows that the single-phase prepaid energy meter read and write stability, anti-interference ability, reliable data transmission, management, and convenient real-time, measurement and management capabilities to meet the relevant international and domestic standards.Key words:STS; Prepayment meter; Keyboard tables; MSP430-4793目录绪论 (1)1 STS预付费电能表的整体设计系统概述 (3)1.1系统设计的基本要求 (3)1.2外观及显示设计的基本要求 (3)1.2.1 液晶显示屏内容及要求 (3)1.2.2 预付费键盘式电能表外形图说明 (3)1.2.3 预付费键盘式电能表的整体外观设计与安装要求 (4)1.2预付费键盘式电能表整体功能 (5)2 STS预付费键盘式电能表系统构成与工作原理 (7)2.1概述系统的构成 (7)2.2系统的总体设计 (7)2.3电能表的工作原理 (8)2.4电能表的功能设计 (9)3 STS预付费键盘式电能表的硬件设计 (11)3.1信号调理与采集单元 (11)3.1.1 前端输入信号调理单元 (11)3.1.2 信号采集单元 (13)3.2信息管理单元 (15)3.2.1 电能表的嵌入式信息处理芯片 (15)3.2.2 信息管理单元硬件电路 (15)3.2.3 显示及检测报警单元 (17)3.3电源管理单元 (18)3.3.1 电源类型的选择 (19)3.3.2 系统电源的工作原理及硬件电路图 (20)3.4硬件电路设计中的抗干扰措施 (21)3.4.1 电路抗干扰设计 (22)3.4.2 PCB板抗干扰设计 (22)4 单相电子式预付费电能表的软件设计 (24)4.1单片机的开发工具 (24)4.2单片机资源分配 (24)4.2.1 ROM空间的分配 (25)4.2.2 RAM空间的分配 (25)4.3主程序设计 (26)4.4误差校正 (26)4.4.1 误差来源 (26)4.4.2 误差校正的工作原理 (27)4.4.3 误差软件调整的实现 (29)4.5电能计量及预付费程序设计 (30)4.6软件设计中的抗干扰措施 (31)5 通信协议概述 (33)5.1IEC62056-41通信规约 (33)5.2IEC62056-21通信规约 (34)5.3通信接口硬件设计 (35)5.4通信接口软件设计 (35)6 单相电子式预付费电能表的测试与工程实现 (37)6.1功能测试 (37)6.1.1 采集模块调试 (37)6.2性能测试 (38)6.2.1准确度要求试验 (38)6.2.2气候影响试验 (38)6.2.3电气要求试验 (38)6.2.4电磁兼容试验 (39)6.3工程实现 (39)结束语 (40)参考文献 (41)致谢 (43)附录A 短码表 (44)附录B 软件流程图 (46)附录C 硬件抗干扰设计实验 (50)附录D 事件测试状态及显示 (51)附录E 硬件电路图 (52)绪论随着国民经济的不断发展,电力已经成为国家的最重要能源。
电能表毕业论文智能电能表软件设计
摘要本论文对智能电能表进行了详细的阐述。
主要讲述了一种对普通电能表进行扩展，从而实现分时计价功能的智能化电能表，并给出了软件设计及调试问题。
在论文完成过程中，主要进行了以下工作：(1) 对系统要求进行分析，并设计系统的整体结构(2) 把整体细分化，对每个模块进行详细设计(3) 绘制原理图和PCB板，并制成实验板(4) 按照硬件电路，编写软件程序(5) 调试阶段，调试各软、硬件模块，编写测试程序，验证系统的可用性，最后制成系统样机。
本论文主要对智能电能表的结构进行了较详细的阐述，并简要讲述了近来电能表的发展及研究动态。
具体分析了软件的两大模块：键盘模块程序设计、LCD显示模块程序设计，并对主要芯片的使用做了说明。
同时也对硬件总体设计做了一些简要的阐述，并对编辑软件所使用的函数写了一些分析。
另外还介绍了绘制原理图所出现的一些问题，比如各个芯片之间连线及接口问题。
关键词：键盘模块；LCD显示模块；时钟芯片ABSTRACTThis study will discuss about the intelligence electric energy meter in detail. It is an intelligent electric energy meter by expanding to the normal electric energy meter, carries out the divided chronometer price, gives the software design and adjusts the problem. We do the following work in the completion of the thesis.(1) Analyze the requirement of the system, and design the whole structure of the system.(2) Subdivide the whole, and design each module in particular.(3) Protract schematic plot and PCB plot, and crank out experiment board.(4) Write software procedure according to hardware circuit.(5) In debugging moment, debug each software and hardware module, write testing procedure, validate the usability of the system, and finally crank out the system sample.This study will discuss about the intelligence electric energy meter in detail, and tell of the recent development of electric energy meter and the research statement in brief. This study analyzes materially the two parts: keyboard part program design and LCD show part program design, and does the explanation to the use of main chip. Also it explains the hardware total design in brief, and writes some analysis about editing the function which is used of software.Moreover this study also introduced some problems about drawing the principle diagram. For example, the connected line each chip and interface problem.Keywords: keyboard part; LCD show part; clock chip目录摘要Abstract1 概述 (3)1.1 本课题研究背景及意义 (3)1.2 国内外研究的动态 (4)1.3 本课题的可行性分析 (5)1.4 设计要求及预期研究成果 (5)2 系统简介 (6)2.1 系统总体方案设计 (6)2.2 硬件各模块的设计 (8)2.2.1 主机 (8)2.2.2 电脑时钟模块 (9)2.2.3 LCD显示模块 (9)2.2.4 光电转换模块 (9)2.2.5 键盘控制模块 (9)2.2.6 看门狗模块 (10)3 软件设计 (10)3.1 键盘模块 (13)3.1.1 键盘的中断处理函数 (16)3.1.2 实时时钟电路MC146818A (19)4 调试中出现的问题 (25)参考文献 (27)致谢 (28)附录1概述1.1 本课题研究背景及意义近年来，随着经济的快速发展，电力需求的不断增长和能源价格的不断提升,ⅰ智能电能表软件设计用电紧张已经成为突出的问题摆在我们面前。
毕业论文：基于单片机的数字电能表设计-基于单片机的数字电能表毕业设计
毕业论文：基于单片机的数字电能表设计|基于单片机的数字电能表毕业设计**大学远程教育本科生毕业论文（设计）中文题目基于单片机的数字电能表设计学生姓名 *** 专业电气工程及其自动化层次年级专升本学号JD17030306009 指导教师 *** 职称讲师学习中心**市教师进修学校**学习中心[44] 成绩20XX年4月13日摘要随着中国经济的腾飞，人民生活水平的提高，对电能的需求日益增长，之前传统单一的费率政策已经不能满足需求，电网开始采用新的用电政策，用来平衡高峰用电和低谷用电，保证电网的安全稳定运行。
这就对电能表提出了新的要求，如今单片机技术已经广泛应用在各个领域，其有着价格低廉、技术成熟、运行安全稳定等优点，如今单片机控制的电能表逐步取代了传统的电能表。
根据题目要求，本设计采用STC单片机作为主控芯片，对线路实行单相测量，能实现实时测量电流、电压有效值和瞬时功率。
电能表带有报警功能，可自行设置报警阈值，超过阈值蜂鸣器报警，从而保护电路。
电能表采用模块化设计，采集部分分为电流采集模块，电压采集模块，功率因素采集模块，通过单片机自带的A/D转换器转换成可以处理的数字信号，经过单片机内部程序运算实现对电力参数的实时测量显示功能；单片机最小系统集成了LCD显示模块，通过LCD可实时查看电力参数；电源模块为双路输出，为单片机模块与采集模块分别提供5V与+-12V的稳定直流。
软部分带有设置中断，可随时设置报警值，并根据采集数据转换成可读电力参数。
关键字：单片机；电能表；电力参数；实时显示；报警Abstract With rapid development of Chinese economy, people"s living standards improve and the demand for energy growing day by day.Thetraditional single rate policy has been unable to meet the demand.Inthis case ,the grid started the new electricitypolicy to balance peak power and low electricity, guarantee the safe and stable operation of powergrids.Thisraise a new demand for electric energy meter ,now SCM technology has been widely used in various fields.It has the advantages of low price, mature technology , safe and stable, and now the electric energy meter whichcontrolled by single chip microputer gradually replaced the traditional electric energy meter.According to the requirements of the topic, this design uses STC microcontroller as the main control chip, the circuit implementation of single phase measurement, can achieve real-time measurement of current, voltage effective value and instantaneous power.Theelectric energy meter has the function of alarming, which can set the alarm threshold, if this threshold is exceeded, super buzzer will alarm, so that can protect the circuit.Electricenergy meter based on modular design, collecting part is divided into current collecting module, voltage acquisition module, and the power factor of the acquisition module, through the MCU built-in A / D converter that convert the digital signals which can handle, through the internal procedures in the microcontroller operation of electric power parameter measurement display function.MCUminimum system integration of the LCD display module, through the LCD real-time view of the power parameters; power module for the dual output, for the microcontrollermodule and acquisition module respectively 5V and +-12V to provide a stable DC.Thesoftware part is equipped with an interrupt, which can set the alarm value at any time, and can be converted into a readable power parameter according to thecollected data. Keywords: microputer; electric energy meter; electrical parameter; real-time display; alarm 目录摘要 I ABSTRACT II1 绪论11.1 课题背景11.2 发展情况11.2.1国际发展情况11.2.2国内发展情况21.3 发展趋势 31.4 课题研究基本要求 31.5 本章小结 42 电能表电力参数与芯片选择 52.1 互感器 52.2 电能参数的测量 52.2.1电压电流有效值 52.2.2功率计算 52.3 主控模块的选择 62.4 显示模块 72.5 AD转换 72.6 本章小结 7 3 硬部分 83.1 硬整体结构 8 3.2 主控芯片12c5a60s2 9 3.2.1STC12c5a60s2最小系统设计 9 3.3 LCD1602显示模块10 3.3.1LCD1602内部存储结构11 3.3.2初始化设定LCD1602指令11 3.3.3读写数据12 3.4 电流采集模块14 3.4.1 I-V变换部分电路：143.4.2电压跟随器：15 3.4.3精密整流滤波15 3.5 电压采样电路17 3.5.1运放采样17 3.5.2电压跟随器18 3.5.3精密整流滤波18 3.6 电源模块19 3.6.1桥式整流电路20 3.6.2稳压芯片电路20 3.7 功率因素检测电路21 3.7.1电路原理22 3.7.2时间相位换算22 3.8 本章小结22 4 软设计23 4.1 软思路23 4.2 显示程序23 4.3 主程序24 5调试25 5.1 硬调试25 5.2 软调试25 6 结论26 谢辞27 参考文献28 附录一基于单片机的数字电能表设计电路原理图29 附录二基于单片机的数字电能表设计电路PCB图 32 附录三基于单片机的数字电能表设计C语言程序 351 绪论1.1 课题背景电出现在人类历史不过几百年的时间，但其发展之广泛，速度之快是人们意想不到的，这对电能表提出了每个时代不同的需求，人们最开始的时候使用的是电解化学电能表进行计费，而后发明的电磁感应电能表使用了将近一个世纪，虽对其做了诸多改进，技术成熟，但如今已难以满足时代的需求。
单相单用户电能表的设计_毕业论文
摘要此课程设计主要是通过编程来实现电子式数码管显示单相单用户的用电量，其硬件部分主要以C8051F360单片机为控制核心，连接电能计量、LED显示、掉电存储、按键清零等功能模块组成整个系统模块。
通过对用户供电电压和电流实时采样，采用专用的电能表集成电路，对采样电压电流信号进行处理并相乘转换成与电能成正比的脉冲输出，再经过计数器和LED显示器，实现对单用户的用电情况进行掉电存储、按键清零等功能。
用户的用电量可以就地读取，有效地提高了电能计量的准确性，而且整个电路具有线路布置简单，可靠性高等优点；另外在用户电子式电能表的前面有6位LED数码管，最高位数码管显示为户号，次高位显示连接线，后四位为用户用电量，清楚的显示了用户的户号及其用电量。
此次课程设计运用了单片机C8051F360主控芯片、AD7755电能脉冲的转换芯片、74HC165实现按键清零芯片、74HC164驱动八段译码显示器芯片及24C16防止掉电数据丢失等芯片，并通过protel画图、Multisim软件仿真、Silicon IDE 开发环境进行软件编程调试、查找资料等学习工具，最终实现了用户电量在数码管上显示的功能。
关键词：电能表；单片机C8051F360芯片；硬件设计；软件设计ABSTRACTThe curriculum design is mainly through programming to achieve the electronic digital display single user's electricity, the memory, buttonreset function module of the system module.Based on the user's power supply voltage and current real-time sampling, using special electric energy meter IC, for processing andmultiplication is converted into pulse output and power is proportional to the voltage and current sampling signal, and thenthrough the counter and LED display for single user of electricity to power storage, key features such as clear. The user of electricity consumption can be read in situ, effectively improve the accuracy of electric energy metering, and the whole circuit addition to the users of electronic watt- front of the most .The curriculum design using the conversion pulse MCU C8051F360 main control chip, AD7755 chip, 74HC165 chip, 74HC164 buttonreset drive eight decoding display chip and 24C16 avoid losing data,chip, and through the Protel drawing, The Multisim software simulation, Silicon IDE development environment for software programming and debugging, find information, learning tools, and ultimately the user of electricity in the digital tube display function.Keywords: electric energy meter; C8051F360 chip; ; software design目录1绪论 (2)1.1电能表在国内发展状况 (2)1.2 课题的研究内容与意义 (2)2 设计任务与主要要求 (4)2.1 设计任务 (4)2.2 设计的主要要求 (4)3 设计原理分析 (5)3.1设计的总体方案 (5)3.2 设计方案框图 (6)3.3 电能表总电路图 (6)4 设计的主要内容 (8)4.1硬件设计 (8)4.1.1 C8051F360单片机电路部分 (8)4.1.2 +5V稳压电源的设计 (9)4.1.3 74HC164驱动LED数码管显示的设计 (11)4.1.4 24C16芯片掉电存储的设计 (13)4.1.5 74HC165芯片按键清零的设计 (14)4.1.6 AD7755电能转换设计 (14)4.2 软件设计 (17)4.2.1 主函数流程图 (17)4.2.2 AT24C16读函数流程图 (18)4.2.3 AT24C16写函数流程图 (19)4.2.4 显示用户电量流程图 (20)4.2.5按键扫描清零函数流程图 (20)4.2.6 中断子程序流程图 (21)5 课程设计总结 (22)参考文献 (23)附录一 (24)附录二 (25)附录三 (27)1 绪论1.1电能表在国内发展状况电能表是我国电工仪表行业中产量最大的产品。
电子式智能单项电表毕业设计论文 精品
摘要电能是国民经济、工业、商业、等人民生活的重要二次能源，电能在现代社会中是普遍使用的，所以电能计量装置在发、供、用电的地位是十分重要的。
电能计量装置就更显得重要，电能表作为测量电能的专用仪表，自诞生已有100多年的历史。
电能表在电能管理用仪器仪表中占有很大比例，其性能直接影响着电能管理的效率和科学文化水平。
100多年来，随着电力系统、所有以电能为动力的产业的发展以及电能管理系统的不断完善，电能表的结构和性能也经历了不断更新、优化的发展过程。
电能表作为测量电能的专用仪表其性能直接影响着电能管理的效率，为使电能计量仪器仪表适应工业现代化和电能管理现代化飞速发展的需求电子式电能表应运而生。
本设计的单相电子电能表具有用电计量、监视、控制、管理四大功能，由于内部无机械摩擦而准确度高，灵敏度高，易实现自动化测量，用RS——485可实现远方通信。
本次设计的多功能单相电子式电能表能采集计算电压、电流、有功电能、无功电能，在电能表本体上有LCD显示器，显示采集和计算的各种所需数据；并具有RS485通讯接口。
该设计对电能表的功能及分类作了简单的介绍，让读者对电能表有个基本的了解，知道它是如何产生的及它的发展情况，它有什么用途，对单相电子式电能表的硬件结构作了详细的描述，分别从电源电路、计量电路、通讯电路、管理电路及其它部分电路四大部分着手介绍了各部分的原理及电路图，并对它们分别作了讲解。
关键词：电能表电子式单相式RS485 多功能AbstractElectricity is the national economy, the industrial, commercial, and people's life as an important secondary energy, power in modern society is commonly used, so energy metering device in hair, offer, electricity position is very important. Electricity measurement device is more important, the special power as measurement watt-hours meter, has since birth history of over 100 years. Watt-hour meter in power management with instruments of very large proportion, its capability directly affects the efficiency of power management and scientific and cultural level. More than 100 years, along with the power system, all based on the power for the development of power industry and power management system, perfecting the structure and properties of the meter has experienced constantly updated, optimizing the process of development. As a special measuring electric power meter its capability directly affects the efficiency of power management, to make electricity measurement instruments to adapt to industrial modernization and power management modernization rapid development needs) -phase watt-hour meter arises at the historic moment.This design single-phase electronic watt-hour meter has electricity meters, surveillance, control, management four function, due to internal no mechanical friction and high accuracy, high sensitivity, easy to realize automatic measurement, can be realized with RS - 485 distance communication. This design is muti_function single-phase) -phase watt-hour meter can acquisition calculation voltage, current, power, reactive power meritorious there in watt-hour meter ontology, LCD monitor and display the collection and calculation of the data; And with RS485 communication interface.The design of the function and classification of watt-hour meter makes brief introduction to let readers have a basic understanding of watt-hour meter, know how it is produced and its development situation, it has what purposes, of single-phase) -phase watt-hour meter hardware structure has made the detailed description, separately from the power supply circuit, measurement circuit, communication circuit, manage circuits and other parts circuit is introduced four most to all parts of the circuit diagram, and the principle and explain to them respectively.KEYWORDS：watt-hour,meterelectronic ,Single-phase type, RS485 ,multi-function毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
电能表毕业设计
毕业设计（论文）题目：单相电子式电能表的设计系别：电气工程系专业：电子电气专业班级：学生姓名：指导老师：完成时间：毕业设计（论文）任务书摘要传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数，在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。
为了解决这一问题，电能表作为一种新型的计量产品由此应运而生。
本设计介绍了美国AD公司推出的电子式电能表专用芯片ADE7753的特点、控制方式、与输入信号微控制器的接口及其在电测仪表中的应用。
本文采用电能芯片ADE7753和单片机AT89S52以及外围电路共同组成硬件系统,硬件设计突出重点的就是计量功能和抗干扰功能两部分。
测量部分输入电压、电流经过电压分压网络和电流互感器，再通过滤波，转化成符合ADE7753芯片要求的输入信号，再经过芯片内部对电压和电流进行A/D转换、数字运算和能量累加，从而得到有功电能、无功电能、电压、电流有效值和频率值的原始寄存器值。
本系统选用高性价比的微控制器89S52，完成各种参数的计算、通信命令处理和控制功能，将电能值送入数码管显示出来。
软件部分采用片内WDT控制,通过软件，定时清WDT监视定时器的值，当出现“死循环”或程序“跑飞”现象时，WDT监视定时器内的值计满溢出，从而强迫程序复位，从头开始。
关键词：电子式电能 ADE7753 单片机AT89S52目录1.引言 (1)1.1数字仪表的发展趋势 (1)1.2主要技术指标 (3)2．硬件系统设计 (3)2.1工作原理 (3)2．2各部分电路设计 (4)2.2.1电压采样 (4)2.2.2电流采样 (5)2.2.3 功率的计算 (6)2.2.4电源设计 (7)2.2.5显示电路的设计 (7)2．3芯片功能介绍 (8)2.3.1数字电能芯片ADE7753的特点 (8)2.3.2 7753模块内部的原理结构图 (8)2.3.3单片机AT89S52 (9)2.4抗干扰相关设计 (10)3．软件系统设计 (11)3.1主程序流程图 (12)3.2主程序 (12)3.3软件抗干扰技术 (14)参考文献： (15)总结 (16)致谢.............................................. 错误!未定义书签。
毕业设计 数字电度表系统设计
毕业设计数字电度表系统设计
数字电度表系统是一种用来测量和记录电能消耗的系统。
它包括一个数字表盘和一套测量电能的传感器，以及与计算机系统连接的接口。
在设计数字电度表系统时，需要考虑以下几个方面：
1. 传感器选择：选择适合测量电能的传感器，例如电流传感器和电压传感器。
这些传感器可以将电能转换为数字信号。
2. 数字表盘设计：设计一个数字表盘来显示当前的电能消耗。
可以在表盘上显示电流、电压、功率因素等信息。
3. 接口设计：设计一个与计算机系统连接的接口，可以将采集到的数据传输到计算机进行处理和存储。
接口可以使用串口、USB接口或者以太网接口。
4. 数据处理和存储：在计算机系统中设计数据处理和存储功能，可以将采集到的数据进行计算和分析，并将结果存储到数据库中或者生成报表。
5. 用户界面设计：设计一个用户界面，可以实时显示电能消耗和其他相关信息。
用户界面可以使用图形界面或者命令行界面。
6. 安全性设计：考虑系统的安全性，确保数据的安全传输和存储。
可以使用数据加密技术和访问控制机制来保护数据的安全性。
在完成设计后，需要进行系统的实现和测试。
可以使用合适的开发平台和编程语言进行系统的编码和测试，并进行性能评估和功能验证。
最后，根据实际需求和用户反馈对系统进行调优和改进，确保系统的稳定性和可靠性。
同时可以考虑添加其他功能，如远程监控和报警功能，以提高系统的实用性和便利性。
ic卡预付费电子电能表设计-毕设论文
毕业设计说明书IC卡预付费电子电能表设计摘要飞速发展的电力工业对电能的计量与管理提出了更高的要求:先付费、后用电，实施分时电价，实现自动抄表和收费等。
IC卡预付费电子电能表应运而生，能够满足上述要求。
本论文在大量文献查阅和市场调研的基础上，论述了IC卡预付费电子电能表的工作原理及采用的标准，IC卡的主要技术，论述了电能表的方案设计、电能测量电路芯片的选型及电表控制程序设计中应该考虑的具体技术问题。
售电管理系统软件不仅能实现对IC卡和电费的管理，还能实现对生活小区住户及其它各种费用的综合管理，论文详细地说明了售电管理系统的功能分析、模块划分、程序的总体结构、输入输出以及接口设计、数据结构的设计等，并说明了几个主要模块关键技术的实现。
因此，IC卡预付费电子电能表系统具有广泛的应用前景。
关键字：电子电能表，IC卡，预付费，单片机，交流采样Design of the full electronic watt-hour meter of prepaymentAuthor：Ba LuoTutor：Niu YuelanABSTRACTThe electric industry has been developed at very fast speed, it brings forward higher requires to the electricity management. It hopes that the user can prepay electricity before using it，time-sharing electrovalence, copying the data’s from watt-hour meters and charging can be carried out automatically. In these cases the full electronic watt-hour meter of prepayment of IC card emerges, it can be met the demands of the management above.Based on consulting a lot of literature and investigating，the paper discussed the principle of the full electronic watt-hour meter of prepayment of IC card, the standard and the technology of IC card. It also discussed the design of the watt-hour meter, the type of the energy measurement chips and the technique problems of the control program.The software of selling electricity management system can carry out not only the management to the IC card, but also the comprehensive management of various fees. The paper explained the analysis of function, module partition, program structure, input and output, interface and structure design of the software in detail. It stressed the critical technology of each module.Therefore the system of the full electronic watt-hour meter of prepayment has widely application prospect.Key words：The full electronic watt-hour meter，IC card，Prepayment，Single chip computer，Ac sampling目录1 绪论 (1)1.1 IC卡概况 (1)1.2 IC卡的分类 (2)1.3 IC卡预付费电能表 (3)1.4 近几年IC卡预付费电能表发展状态 (4)2 IC卡电能表原理分析 (6)2.1 预付费电表原理和常识 (6)2.2 市场上常见预付费电表及其比较 (6)2.3 IC卡电能表的组成框图 (7)3 硬件电路设计 (8)3.1 主控芯片的选用 (8)3.1.1 AT89C52的封装引脚 (8)3.1.2 AT89C52的内部特性 (8)3.1.3 AT89C52方框图 (9)3.1.4 各引脚功能说明 (9)3.1.5 振荡器特性 (12)3.1.6 空闲模式 (12)3.1.7 掉电模式 (12)3.2 接口电路的设计 (13)3.2.1 信号检测与传感电路的设计[8] (13)3.2.2 A/D转换通道的设计 (13)3.2.3 外部存储器的扩展设计 (17)3.2.4 掉电检测及看门狗电路的电路设计 (18)3.2.5 键盘及显示电路的设计 (19)3.2.6 串行通信接口的设计[10] (19)3.2.7 稳压电源的设计[11] (22)3.2.8 报警电路的设计 (23)3.3 硬件地址的确定 (23)3.3.1 外部存储器的分配 (23)3.3.2 A/D转换器的地址分配 (23)3.3.3 LED显示器地址分配 (23)4 系统软件的设计 (24)4.1 主控程序的设计 (24)4.1.1 中断源及中断优先级的安排 (24)4.1.2 存储器的分配 (24)4.2 模块部分的设计 (24)4.2.1 掉电中断子程序的设计 (24)4.2.2 数据采集中断子程序的设计 (25)4.2.3 键盘中断子程序的设计 (26)4.2.4 串行口中断子程序的设计 (26)4.2.5 显示子程序的设计 (26)4.2.6 声光报警子程序的设计 (26)4.2.7 数字滤波的设计 (29)4.2.8 系统主流程图 (31)4.3 软件程序清单 (31)结论 (32)1 设计历程 (32)2 设计特点 (32)3 展望和体会 (32)致谢 (34)参考文献 (35)附录A IC卡家用电能表硬件框图 (36)附录B 软件程序清单 (37)1 绪论1.1 IC卡概况IC卡是集成电路卡（Integrated Circuit Card）的英文简称，在有些国家也称之为灵巧卡（Smart Cart）、智慧卡（Intelligent Card）、微芯片卡（Microchip Card）等。
多费率电表设计 数字电表设计 毕业设计 优秀毕业论文
摘要数字电表系统是一种结构简单、功能全面、抗干扰能力强的新型智能电表系统。
它可以对用户的用电量进行准确计量,可以预存电费、实时查阅用户的用电情况并及时给予欠费提示,还可以用软件控制方式对用电器进行识别与控制,并能同时对多个用户的用电信息进行管理。
多费率电能表应具有的基本功能,多费率电能表的工作原理、硬件原理框图和控制程序流程图。
采用基于单片机为主控芯片的硬件平台，实现了实时时钟、数据存储、数据通信、电量采集、液晶显示、超低功耗等功能，使电表可以循环显示各个时段的电量。
本课题介绍一种基于PIC 单片机的多费率电能表主电路及通信接口电路,阐述了电能表电路的工作原理。
电量的测量采用AD7755 专用芯片,可保证测量脉冲数的准确性;硬件日历时钟及参数存储采用串行I2C 总线器件,减少了电路连线,提高了电能表工作可靠性。
本课题设计的多费率电度表，主要用它不仅能进行电能计量、还具有费率管理、通讯等功能，同时具有计量精度高、电磁兼容性能好、过载能力强，功耗低等特点，安装时无需校表即可使用。
而且稳定性很好，寿命长，测量精度基本不受温度影响。
在预先设置好的各个时段内对电量进行累加和计费。
电表可以循环显示各个时段的电量。
这种电能表，是一个具备数据采集、数据处理和显示功能的单片机应用系统。
为了减少电表自身的能量消耗，电表内芯片全采用CMOS器件，且在没有负荷时置单片机于SLEEP工作方式。
关键词：多费率；电能表；PIC单片机；I2C总线ABSTRACTThe digital electric instrument system is one kind of structure is simple, the function is comprehensive, antijamming ability strong new intelligence electric instrument system. It may carry on the accurate measurement to user's electricity consumption, may save the electrical bill, the real-time consult user to use electricity in advance the situation and gives the money owed prompt promptly, but may also use the software control way to use the electric appliance to carry on the recognition and the control, and can simultaneously use electricity to many users the information to carry on the management。
基于单片机的智能电表的毕业设计论文
成教学院毕业论文题目基于单片机的智能电表的毕业设计论文专业电气工程及其自动化（本科）姓名学号二O 年月日毕业论文评语姓名班级学号题目正文字数18166 字指导教师评语：评定成绩20 年月日指导教师基于单片机的智能电表设计摘要随着经济的快速发展，人们生活水平不断地提高，传统的电网已经不能满足现代社会的需求。
现在智能电网技术蓬勃发展，作为智能电网的一个重要组成部分，智能电表也得到很大发展。
在不久的将来，智能电表必将在全国范围内安装。
所以智能电表技术的研究具有重大的现实意义。
传统电表只能显示总体用电量，而且需要人工抄表，浪费了大量的人力物力。
智能电表的研究主要为了实现供需双方的实时通信，供方可以根据需求负荷调节电价，需方可以根据电价调节用电量。
最终达到削峰填谷，节约用电的效果。
本文针对电表现状，提出了基于单片机的智能电表的总体设计方案。
本文主要完成以下工作：提出了智能电表总体设计方案，设计了数据采集电路，运用Protel DXP软件绘制了原理图及生成了PCB板，焊制了数据采集电路板，运用Keil uVision2编写了程序。
经过调试，电路板能较准确地显示输入的电压、电流的有效值，他们的功率因数角以及实时功率。
关键词：智能电表，数据采集电路，PCB板，程序设计AbstractWith the rapid development of economy, people life level continuously improve, the traditional power grid already cannot satisfy the demand of modern society. Now, smart grid technology to flourish, as an important component of smart grid, smart meters also get great development. In the near future, smart meters will be installed on a national scale. So the smart meter technology research is of great practical significance.Traditional meters can only show the overall power consumption, but also need artificial meter reading, wasted a lot of manpower material resources. Smart meters research mainly in order to realize the real-time communication of supply and demand, the supplier can adjust the price according to demand load, the buyer can be regulated according to electricity power consumption. Ultimately reached peak cut and save electricity effect. The meter at present, and puts forward the overall design scheme of intelligent electric meter based on single chip microcomputer.This paper mainly completed the following work: proposed the overall design scheme of smart meter data acquisition circuit was designed, using Protel DXP software to draw the schematic diagram and generated the PCB, welded the data acquisition circuit, using the Keil uVision2. Write the program. After debugging, the circuit board can accurately show the input of the effective value of voltage, current, power factor Angle and power in real time.Keywords:data acquisition circuit, PCB board, the program design目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................... I I 目录.............................................................................................................. I II 前言. (1)1 智能电表的概述 (2)1.1 智能电表的定义 (2)1.2 智能电表的结构分类 (2)1.3 智能电表的工作原理 (3)2 智能电能表的设计方法 (5)2.1 智能电能表的硬件组成 (5)2.1.1 微处理器或微控制器 (6)2.1.2 传感器 (6)2.1.3 信号调理 (6)2.1.4 A/D转换器 (6)2.1.5 D/A转换器 (7)2.1.6 智能电能表的通信接口 (7)2.2 智能电能表的软件设计方法 (8)2.3 智能电能表的抗干扰方法 (10)3 智能电能表的硬件设计 (11)3.1 电能表概述 (11)3.2 电能表的总体方案设计 (11)3.3 电能表的控制芯片AT89C51 (13)3.3.1单片微控制器、微处理器 (13)3.3.2 AT89C51各主要引脚功能： (14)3.4 电能计量芯片 (15)3.4.1 CS5460A的性能 (16)3.4.2 CS5460A管脚说明 (16)3.4.3 CS5460A外围电路及供电电路设计 (18)3.4.4 微控制器AT89C51与CS5460A的接口 (18)3.4.5 电源模块 (19)3.4.6 电压电流采样模块 (20)3.5 显示模块 (20)3.5.1 八段数码管显示器 (21)3.5.2 数码管与AT89C51的接口 (22)3.6 按键组功能及与AT89C51总线口的连接 (22)3.7 SPI接口型EEPROM与AT89C51的接口 (23)3.7.1 X5045管脚分布 (23)3.7.2 X5045功能描述 (24)3.7.3 X5045硬件连接 (25)3.8 时钟模块 (26)3.8.1 DS13O2的引脚分布见图3.10。
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毕业设计（论文）题目：单相电子式电能表的设计系别：电气工程系专业：电子电气专业班级：学生姓名：指导老师：完成时间：毕业设计（论文）任务书摘要传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数，在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。
为了解决这一问题，电能表作为一种新型的计量产品由此应运而生。
本设计介绍了美国AD公司推出的电子式电能表专用芯片ADE7753的特点、控制方式、与输入信号微控制器的接口及其在电测仪表中的应用。
本文采用电能芯片ADE7753和单片机AT89S52以及外围电路共同组成硬件系统,硬件设计突出重点的就是计量功能和抗干扰功能两部分。
测量部分输入电压、电流经过电压分压网络和电流互感器，再通过滤波，转化成符合ADE7753芯片要求的输入信号，再经过芯片内部对电压和电流进行A/D转换、数字运算和能量累加，从而得到有功电能、无功电能、电压、电流有效值和频率值的原始寄存器值。
本系统选用高性价比的微控制器89S52，完成各种参数的计算、通信命令处理和控制功能，将电能值送入数码管显示出来。
软件部分采用片内WDT控制,通过软件，定时清WDT监视定时器的值，当出现“死循环”或程序“跑飞”现象时，WDT监视定时器内的值计满溢出，从而强迫程序复位，从头开始。
关键词：电子式电能 ADE7753 单片机AT89S52目录1.引言 (1)1.1数字仪表的发展趋势 (1)1.2主要技术指标 (3)2．硬件系统设计 (3)2.1工作原理 (3)2．2各部分电路设计 (4)2.2.1电压采样 (4)2.2.2电流采样 (5)2.2.3 功率的计算 (6)2.2.4电源设计 (7)2.2.5显示电路的设计 (7)2．3芯片功能介绍 (8)2.3.1数字电能芯片ADE7753的特点 (8)2.3.2 7753模块内部的原理结构图 (8)2.3.3单片机AT89S52 (9)2.4抗干扰相关设计 (10)3．软件系统设计 (11)3.1主程序流程图 (12)3.2主程序 (12)3.3软件抗干扰技术 (14)参考文献： (15)总结 (16)致谢............................................. 错误！未定义书签。
1.引言目前，我国电度表生产企业有几百家之多，生产能力约为1.9亿台，年产电表近8000万台。
但随着城乡电网改造高潮的过去，全国一户一表工程的基本实现，电度表市场形势发生了根本变化，市场销量比前两年已有下降，销售高峰期已转入销售平稳期，市场竞争更为激烈。
.近年来全国用电缺口的急剧扩大，国家发展和改革委员会决定全面推行峰谷分时电价和避峰电价，鼓励用户合理移峰用电。
这一政策的出台，带动了各地供电部门对复费率、多功能电表的需求快速上升。
随着国内用电量的持续增长，众多的地区出现了不同程度的用电紧张，国家电力局也适时推出了分时记费的电价标准。
1.1数字仪表的发展趋势传统的模拟式仪表必须借助于指针和刻度盘进行读数，在读数过程中不可避免的会引入人为的测量误差。
为了解决这一问题，电能表作为一种新型的计量产品由此应运而生。
其型号比较多样，从普通的单相电能表到复费率，预付费，三相485到电能表功能复杂的终极的多功能电能表，功能从单纯的计量到与时间复合与费率结合到无功计算计量，其所具备的功能也是与日增加。
然而多功能电表的电路往往比普通电能表的电路更为复杂，元器件也比较多，调试生产程序较多，质量保证更为困难。
因此，电表的技术方案选型至关重要。
采用计量芯片ADE7753的电子式电能表，具有结构合理，性能可靠，高精度、低功耗、抗谐波、防窃电、体积小、重量轻等优点。
单相电子式电能表引入了时间的参照，已经不可能由我们单纯的通过一些具体的硬件电路实现其分时计量的功能，为此要在原来简单的电子式计量模块的基础上进行拓展，拓展时钟电路，拓展显示模块，拓展CPU以及一些与具体的要求相对应的通讯模块：485通讯，红外通讯，载波通讯以及无线GPRS通讯模块，构成各个时基电路，控制电路与通讯电路，引入时基电路的目的很明确，为每一次电量累计提供时基参照，以确定电价系数，而引入CPU则是建立一座时间与电量的桥梁，并提供智能化的操作与控制，CPU是单相电子式电能表的一个核心枢纽，电能表的各个量变参数汇聚到CPU进行进行各种复合的运算，最终得到一些和电量相关的加权参数，以供电力部门调查取用，其间牵涉到的数据量的大小取决于用户对电能表功能的要求，我们可以拓展存储功能的模块进行优化存储算法，作为电力计量类的产品，电子式电能表要求其在十年内出现故障的概率为万分之三，为此在对电能表进行功能设计的同时，还必须着重考虑电能表的数据安全性与稳定性，而要达到这两个方面，则必须在硬件设计和软件优化两个方面都要进行具体细致的考虑，并需要比较长时间的现场测试与调整。
电力部门对时钟精度的要求误差标准在±5PPM的范围之内，也就是一天的累计日误差在±0.5秒之内，时钟一般在晶振的基础上进行运行，普通的的晶振误差在±20PPM，达不到我们的所需要求，因此必须选用高精度的晶振作为时钟的基准源，除此之外，由于温度的变化会影响到晶振频率的变化，从而引起时钟精度的变化，因此，我们还要加入温度芯片进行实时校正补偿，依此来达到精度所要求的范围。
电能表本身除去计量存储的功能外，还在不同的程度上具备一些通讯功能：红外通讯、串行通讯等。
在电能表应用设计中串行通讯供485抄读，直接供给PC 机，而红外通讯则是借助红外掌上机为媒介，将众多数据通过红外掌上机传送至PC机，利于配电分步集中管理。
更进一步，在电能表中引入载波模块，即可实现对电能表的远程抄表与远程控制，这里的载波是电力载波，是在电力线的电能传输过程中加载在我们的控制信号或者数据信号，通过调制和解调的办法滤取信息，这种载波形式应用于电能表领域的，考虑起数据传输的安全性，所以滤取信号或者加载信号总在交流的跨零点的时刻加载信号，这样防止了交流干扰信号对于载波信号的叠加，只是传送的速率会相对的慢一些，但载波通讯可以随时对电能表进行远程的抄控，其实时性也就弥补了速率方面的不足；另外，随着科技的发展，一些更先进的功能模块也会逐渐引入电能表进行通讯，如GPRS。
总之，作为一种计量产品，单相电子式电能表从功能结构单一到功能强大、结构复杂，也是国家电力部门推行电力现代化的一个必然的趋势；其表型繁多，从单相到三相、从静止到复费率、预付费到多功能电能表、再外扩诸多的功能块、配合集抄系统，最终要达到电力集中抄表的自动化。
电能表的设计与研究开发，也应该始终站在科技的前沿，掌握信息，任重道远。
1.2主要技术指标1．输入电网额定电压：220V2．输入额定电流：20A3．精度：1级4．检测电网侧电压频率，并实时显示，精度0.1Hz5．测量并实时显示电功率2．硬件系统设计电能表硬件设计突出重点的就是计量功能和抗干扰功能两部分，电能表一般分为二级表、一级表和0.5级表，是对其测量误差精度的要求，计量部分的设计是电能表的设计中比较关键的部分。
本文采用电能芯片ADE7753和单片机AT89S52以及外围电路共同组成硬件系统。
其原理框图如图一所示：图一2.1工作原理电压、电流经过电压分压网络和电流互感器，再通过滤波，转化成符合ADE7753芯片要求的输入信号，再经过芯片内部对电压和电流进行A/D转换、数字运算和能量累加，从而得到有功电能、无功电能、电压、电流有效值和频率值的原始寄存器值。
采用外部中断读取这些数值，ZX与INT1相连，当过零时进行中断，这些值通过SPI接口传送到微控制器中，微控制器再进行计算，最后通过LED显示出来。
另外，微控制器也可以把测量的值通过串口把数据传到微机中，便于人们保存分析，这一点可以使人机对话功能大大增强。
本系统选用高性价比的微控制器89S52，完成各种参数的计算、通信命令处理和控制功能, 89S52内部集成了8KB的ROM，程序存储能满足系统的需求，因而不需要外部扩展ROM。
芯片X25045作为看门狗设置，加强系统的抗干扰性能,2片74LS145芯片驱动16路发光二极管（LED）。
2. 2 各部分电路设计设计分成模块：输入部分、数据采集模块、数据处理模块、显示模块。
应用芯片：ADE7753，89S52，74HC245，74LS145。
数据采集模块采用芯片ADE7753，数据处理模块以89S52单片机为核心对采集信号进行精确控制和严格计算。
2.2.1电压采样电压采样的方法是一般我们通过电阻电容相结合来分压得到小电压，即通常我们所说的阻容降压，在生产工艺当中所谓的校表既是通过调节电阻电容的综合给值来校正电表的计量误差，当然在一部分电能表中也可以通过变压器来获取小电压，用变压器的目的也不仅局限于取小电压，还要依靠CPU以及其它芯片提供基准直流电源。
电阻的给值一般是成倍数递增的，电阻对误差的影响从1/2，1/4 ，1/8…….逐步递减，最终可以达到满足要求的误差，因为误差的调节是成线形的关系，所以这种调节的办法会比较简单。
如图二所示:2.2.3 功率的计算相对于有功，无功功率的计算，通过电工学的基本常识我们知道：无功功率θp=，由这个算式可以看出，我们所需要测量的一个重要的因素就是功率cosui的相位角，实现功率因数的测量的方法，可以通过高频的脉冲来计量电压与电流之间的起始的时间的脉冲差，再通过相应的数值运算换算出功率因数相位角，如图四所示：图四电压电流的相差脉冲（M）/电压电流的一周期的脉冲（N）*2π=相位角θ，它是多功能电能表进行无功计算必须具备的一个重要的参量。
一般电能表通过计量模块转化成脉冲后，接其脉冲输入端至计度器，计度器按照一定的比例步进，产生电量数据，这是最简单的电子式电能表，其功能单一，硬件设计结构也比较的简单。
2.2.4电源设计单相表一般只含有一个基本的计量单元，一个发光二极管和脉冲输出口等，整机耗电一般不超过50mW，采用低成本的串联阻容降压电路即可满足整个电度表的供电需求，有的计量IC只需要单一＋5V电源供电，如ADE7753等，如图五所2．3芯片功能介绍2.3.1数字电能芯片ADE7753的特点：◆高精度，支持IEC61036和IEC61268◆片内数字积分器，具有di/dt微分电流传感器接口◆提供有功、无功、视在功率能量值，采样波形以及电压和电流有效值◆在1000 ：1的动态范围内误差小于0.1%◆可选正有功能量有效累计◆用户片内可设置的线电压浪涌阀值和线电压跌落检测◆电源管理◆能量、相位和输入偏移可数字校准◆片内集成的温度传感器（典型值±3℃）◆与SPI兼容的串行接口◆脉冲输出的频率可设置◆拥有中断引脚（IRQ）和状态寄存器◆在环境条件变化很大和长时间使用条件下，专利技术的模数转换器（ADCs）和数字信号处理器（DSP），确保数据的高精度◆具有外部过驱动能力的基准电压源 2.4V±8% (温度系数典型值20ppm/℃)◆单5V电源,低功耗(典型值25mW),20脚SSOP封装2.3.2 7753模块内部的原理结构图7753模块内部的原理结构图如图七所示：图七2.3.3单片机AT89S52主要性能：1.与MCS-51单片机产品兼容2. 8K字节在系统可编程Flash存储器3. 1000次擦写周期4.全静态操作：0Hz～33Hz5.三级加密程序存储器6. 32个可编程I/O口线7.三个16位定时器/计数器8.八个中断源9.全双工UART串行通道10.低功耗空闲和掉电模式11.掉电后中断可唤醒12.看门狗定时器13.双数据指针14.掉电标识符功能特性描述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。