多功能单相数字电能表的设计
单相智能电能表
DJSF2699 型1级单相电子式多费率电能表^用说明书青岛英利达新能源有限公司2016.06.08V1.0目录一、概述--------------------------------- 1二、技术参数----------------------------- 3三、主要功能----------------------------- 4四、外形尺寸与安装---------------------- 10五、运输与存贮-------------------------- 15六、保证期限和售后服务----------------- 125一、概述青岛英利达新能源有限公司生产的DJSF2699型1级单相 电子式多费率直流电能表，是本公司研制的新一代直流电能 表。
本产品完全符合以下标准要求:GB / T 15284 - 2002 《多费率电能表 特殊要求》《直流电能表技术规范》 《智能电能表功能规范》 《单相智能表技术规范》GB / T 29318 - 2012《电动汽车非车载充电机电能计量》 Q / GDW 1365 - 2013《智能电能表信息交换安全认证技 术规范》JJG 842-1993 《直流电能表检定规程》 DL/T645-2007《多功能电能表通信协议》GB / T 15464 - 1995 《仪器仪表包装通用技术条件》 GB 4208 - 2008《外壳防护等级（IP 代码）》 Q / GDW 1825 - 2013 Q / GDW 1354 - 2013 Q / GDW 1364 - 20131DJSF2699型1级单相电子式多费率直流电能表，采用超大规模数字信号处理芯片、永久保存信息的存储器、全隔离标准RS485通讯接口和红外通讯接口（可选配低压电力线载波通讯模块和无线通讯模块）。
电能表采用先进的SMT表面贴装工艺，外壳采用高强度、阻燃环保材料、造型新颖、美观适用，具有较高的绝缘强度和耐腐蚀性。
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
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。
电表说明书
24
0.1A
17
18
19
21
22
23
24
26
0.2A
35
36
40
42
44
46
48
52
0.3A
52
54
60
63
66
69
72
76
0.4A
70
72
80
84
88
92
96
101
0.5A
88
90
100
时分秒
*
*
时间
19
C0
32
NN．．．NN
6
*
*
表号
20
C1
17
DDhh
2
*
*
结算日
21
C3
12
NN
1
*
*
日时段数
22
C1
19
000000．00
4
kWh
*
电量超过10kWh不允许清零，电量10kWh以下只允许清零5次，电量清零的同时也将历史数据清零。
23
C3
13
NN
1
*
*
费率数
24
B2
10
MMDDhhmm
电能表内部光耦输出
三、功能说明
智能单相电度表设计
智能单相电度表设计【摘要】本文首先介绍了电量计量芯片ADE7753芯片的功能特点，并使用STC90C58单片机为控制核心，加载ADE7753、IC智能卡等，分析了设计预付费智能单相电度表的设计思路。
【关键词】单相电度表；智能；单片机；STC90C58；ADE77531.引言随着电子技术的发展，电度表已经由传统的感应式机械表，逐步被电子式电度表替代。
电子式电度表作为一种电能计量工具，在日常电度计量中等到了广泛的应用。
随着微电子技术的飞速发展，使得采用单片型微控制器和大规模集成型电量计量芯片设计的电度表日益普及，也使电能的计量的技术水平和性能得到长足的发展[1]。
用户对电能计量的要求也越来越高，不仅要求电能计量表性能稳定、计量准确，还要求能显示剩余电能值和已用电能值，使用户直观地了解电度表的工作状态以及用电负荷等信息；电力部门也要求做到低功耗、高质量和高可靠性，同时还要求其具有计费、掉电保护等功能[2]；还要求有多功能计量，如：有功功率、无功功率、功率因数、电流、电压等数据的测量。
2.系统总体设计本系统采用STC90C58型单片机作为核心控制器，克服电磁感应式电能表的计量不准确的精度问题，同时实现不同时段电量计量和不同电费计费方式；采用ADE7753电量计量芯片，实现具有有功功率、无功功率、功率因数、电流、电压等数据的测量；采用智能卡实现预付费计费方式，减少人工抄表的麻烦；系统自动判断所带负载的大小，当负载超过一定的量时，自动切断电源供电，实现过载保护功能，防止公寓供电过载引起火灾。
2.1 系统硬件设计2.1.1 ADE7753电量计量芯片简介[3]ADE7753是由美国ADI公司生产，是具有SPI接口的单相多功能电能计量芯片之一，为电能表生产厂家设计低成本多功能电能表提供了可能。
其主要特性如下：(1)提供有功、无功、视在电能的测量；电流和电压有效值测量。
(2)实时提供电流、电压、有功波形数据。
(3)提供电压信号过零点指示方波信号。
DDS238-4-ZN 单相多功能导轨式电能表
使 用 说 明 书
1
1 概述 DDS238-4 ZN 型单相导轨式电子式多功能电能表式是为了适应我国电网现状，
结合实际需要而开发设计的一款具有较高可靠性和准确度的新型导轨式电能表。 本产品采用国际先进的专用超大规模集成电路及 SMT 工艺制造，关键元器件
有功计量：分别计量当前总有功电量，有功的尖（TARIFF1）、峰（TARIFF
2）、平（TARIFF 3）、谷（TARIFF 4）总电量 8.2 历史记录
可以记录上一到十一个月总有功电量以及有功的尖（TARIFF1）、峰（TARIFF
2）、平（TARIFF 3）、谷（TARIFF 4）总电量。在每月的固定一天的一个时间 点记录当月电量数据.
6
8.3 费率时段
每年两个时区，每个时区可设置每天最多 8 个时段 4 种费率，时段可不用设
满。TARIFF 1、 TARIFF 2 、TARIFF 3 、TARIFF 4 分别表示尖、峰、平、谷
4 个费率。
分别表示当前时间处于尖、峰、平、谷 的
对应的时段内.
8.4 轮显项目
通过 LCD 显示各种参数设置情况和测量数据，用户可以根据实际需要对相应
10
12、费率 1（尖）总电量：2.88 kWh, 当前时段处于费率为 4（谷） 13、费率 2（峰）总电量：0.0 kWh, 当前时段处于费率为 4（谷） 14、费率 3（平）总电量：0.0 kWh, 当前时段处于费率为 4（谷） 15、费率 4（谷）总电量：0.0 kWh, 当前时段处于费率为 4（谷）
-20℃～+55℃
极限工作温度
-20℃～+70℃
存贮和运输温度
单相智能电能表型式规范
规定的工作范围 极限工作范围
-25℃～60℃ -40℃～70℃
储存和运输极限范围
-40℃～70℃
4.3 工作相对湿度 不大于95%。
4.4 大气压力 63kPa～106.0kPa（海拔4000m及以下），特殊订货要求除外。
【条文解释】
参比温度为23C是要求做各项试验时温度为23C。 在规定的工作范围内要求电能表能够正常计量、通信及记录事件、存储数据并能正常显示。
可按照相应的要求确定10ic卡卡口cpu卡射频卡均为插卡式11轮显按钮通过该按钮查询相应显示内容12编程按钮盖封印螺丝可铅封编程按钮13端子盖封印螺丝可铅封端子座防止用户触碰由安装人员加报警跳闸xxxxxx型单相本地费控智能电能表2009年单相本地费控智能电能表单相远程费控智能电能表第30报警跳闸xxxxxx型单相本地费控智能电能表载波2009年rxdtxd脉冲报警跳闸2009年xxxxxx型单相远程费控智能电能表序号名称解释说明条形码条形码结构尺寸及相关要求应符合qgdw2052008电流电压等参数电流电压常数等参数可根据相应的电能表要求变更表示为准确度等级
见附录A。
单相智能电能表型式规范
【条文】
6.2 编程开关
编程开关采用按压形式，并应能施加封印；具体结构及 位置见附录。
【条文解释】
编程开关是配合编程操作的硬件防护设施，为更有 效地利用空间，缩小电能表尺寸，编程开关采用按压触 发形式，按压后按键能自动回位。编程开关设置在铭牌 盖板的下方，不能通过按压铭牌盖板表面触及编程开关 ，铭牌盖板可以直接铅封，以防止非授权人的非法操作 。编程开关通常采用圆形按键，按键中心相对凹陷以确 保操作方便舒适。
在规定的工作范围外但在极限工作范围内要求电能表能够正常计量、通信及记录事件、存储数据，可暂时不 显示，但回到规定的工作范围内1小时后应能正常显示。电能表在设计时应考虑满足气候环境影响试验的要求 以及环境温度变化对电能表准确度的影响。
DLT6142007多功能电能表
2.13谐波含量 周期性交流量中基波分量以外的分量。
2.14谐波电能 周期性交流量中基波电能以外的电能总和。
2.15功率方向 按照GB/T17882-1999附录E中的定义确定。
三、多功能电能表的分类及配置
3.1按准确度等级分类
多功能电能表按准确度等级可分为0.2S、0.5S、1、2四个等级。
3.2按用途分类
4.3一般技术要求 满足GB/T 17215.211-2006的规定。
4.4 特殊技术要求 4.4.1准确度要求
1级、2级静止式有功电能表应符合IEC 62053-21：2003的规 定； 0.2S级、0.5S级静止式有功电能表应符合IEC 62053-22：2003 的规定； 2级静止式无功电能表应符合IEC 62053-23：2003的规定。 1级静止式电能表的误差还应满足表5、表6的要求。
2.3临界电压 电能表能够启动工作的最低电压，此值为参比电压下限的60%。
2.4全失压 若三相电压（单相表为单相电压）均低于电能表的临界电压，且 负荷电流大于5%额定（基本）电流的工况，称为全失压。
2.5断相 在三相供电系统中，某相出现电压低于电能表的临界电压，同时负 荷电流小于启动电流的状态。
2.6失流 在三相供电系统中，三相电压大于电能表的临界电压，三相电流中 任一相或两相小于启动电流，且其他相负荷电流大于5%额定（基 本）电流的状态。
温度范围见表1，相对适度间表2。 表1 温度范围
安装方式 规定的工作范围
极限工作范围 储存和运输极限范围
户内式℃ -10～45 -25～55 -25～70
户外式℃ -25～55 -40～70 -40～70
表2 相对湿度
年平均 30天（这些天以自然方式分布在一年中）
一种简单便携式单相电能表的硬件设计
约能源 ，有重 要意义 。 １便 携式单相 电健 表的研 究方法 现在 已有很 多数 字 电能表 的成熟 技术 ，充分 利用这 些技 术通过 机械 结
构 、硬件 电路 、软件 的设计 ，最终达 到便携 化 以及 精确 检测 的 目的 。
２便携 式单相 电能寰 的硬件 设计 ２ １组 成 及原 理 。 该智 能单 相 电表主 要 由两 大 部 分组 成 ，一 是 基 于 ． Ｂ６ ０的 电功 率采集 处理 部分 ，二是基 于Ａ８ Ｓ２ Ｌ５３ Ｔ９５ 的显示 输 出部分 。 电功率 的信号 采集 主要是 通过 交流 互感器 与鳄 鱼夹子 直接 作用 于接入 用 电器 的零 火线 上 ，然后 经 电路模 块处 理成Ｂ ６０ 所能 接收 的 电压 、电流 Ｌ ５３ 信号 ，而Ｂ ６０本 身具 有将 输入 信号 处理 成 与用 电器实 时功 率对应 的频率 Ｌ５ ３ 信 号 ，并从Ｆ 、Ｆ和ｃ 这３ 引脚输 出，这里 只用 ￣Ｃ输 出信号 。紧接 着 ， １ ２ Ｆ 个 Ｊ ＩＦ
２ ４ Ｂ ０ 电能计量 原理及工 作计 算公式 ５３ ｌ ６
ｌ ＿ ８ ８
２ ４１Ｂ ６０ 电能计 量原理 。电能计 量主 要把输 入 的电压 和 电流 信 号 ．． １５ ３ 按 照 时间相乘 ，得 到功 率 随着 时间变 化 的信息 ，假 设 电流 电压信 号为 余弦 函数 ，并 存在相位 差 中，功率 为 ： （ ＰＯ＝Ｖ ｏ（ ｔ ｓｗ ＋中 。 ｃｓ ） ｃ （ ｔ ） ｗ Ｉｏ 电能计 量信 号流如 图１ 。 通过对 电流 电压信 号 高精 度采 样及模 数 转换后 ， 电流 电压 信 号通过 数
Ｖ Ａ
一：【科产研 】 疆 高技品发
一
种 简单 便 携 式单 相 电能 表 的硬 件设 计
基于单片机的数字电能表设计
基于单片机的数字电能表设计1系统总体设计方案数字化电能表机是由多个硬件模块组成的，它们各自具有各自的功能，在电能表机的硬件体系中起到了重要的作用。
利用MCU将模块与模块之间统一地联系在一起，最终构成了一个具有强大功能的智能电表系统，整体设计框图具体如下：硬件模块的详细信息：1.MCU：用于数据处理，运算，显示，通讯等的中央处理单元。
2.时钟：为电能计在不同的时间段和不同的速率下，给出准确的时间信息，以进行电能计量。
3.在显示方面，利用液晶显示器对累积的电量或其他信息进行显示。
4.内存：当 MCU中的 RAM断电时，会失去即时的资料，所以在外部插入一块内存，用以储存在各个时间点上的电能。
5.供电：利用电力转换对主网络中220伏 AC进行降压和整流，使其成为5伏 DC。
在停电时，也有专门的后备电池提供电力，以保证电量计的正常工作。
6.A/D变换：其基本功能是将所述模拟电气数据变换为能够被所述 MCU读出和工作的所述数字电气数据。
将 AC高电平信号变换为可由 MCU处理的低压电平信号的电流、电压取样模块。
2 系统硬件设计2.1 AT89C51单片机系统AT89C51单片机已从最初的 MCU控制器发展成为具有强大外部扩展功能的产品，其内部的4 K字节 FLASH存储器可以进行在线的电擦除、电写入以及利用编程器对其进行重复编程[5]。
除此之外，AT89C51系列的单片机还可以实现动态下载程序代码，还可以进行反复编程，因此受到了开发商和消费者的青睐。
2.2 ADC0832芯片ADC0832是一个8比特分辨率的双通道 A/D变换器，它采用了ADC0832芯片。
它小巧、兼容度高、价格比高。
ADC0832单片机的分辨率达到了256个量级，能够实现普通的模拟信号的变换。
本发明所提供之模拟输出电压范围为0至5V，刚好满足电能表所需之供电需求。
该芯片的变换过程只有32微秒，变换速率高，稳定性好。
采用了单独的晶片支持输入方式，使得多设备的挂起及微机的控制更为便捷[7]。
正泰仪表 DDZY666C 型单相本地费控智能电能表 数据表
20 >>精准计量 智慧物联>> 精准计量 智慧物联 21DTZY666- 型三相远程费控智能电能表（模块-远程-开关内/外置）2 主要功能及特点3 主要技术参数备注：经互感器接入和最大电流超过60A的电能表需要外配NM1(带分励脱口器，220V)实现通断 电功能。
4 产品选型● 具有正反向有功、四象限无功电能计量功能，并可以据此设置组合有功和组合无功电能● 具有分时计量功能，可按相应的时段分别累计、存储总、尖、峰、平、谷有功和无功电能● 具有分相有功电能计量功能● 测量双向最大需量、分时段最大需量及其出现的日期和时间，并存储带时标的数据● 时段费率功能：具有两套费率时区、时段表和254个公共假日，可在约定的时刻自动转换● 具有电压、电流、功率、功率因数、当前需量等实时参量测量功能● 具有定时、瞬时、约定、整点及日冻结功能，冻结数据模式字可设● 具有红外通信口、RS485、GPRS（CDMA、微功率无线或载波通信口模块可选），方便与外 界交换数据● 电费计算在远程售电管理系统中完成，电能表可以通过RS485、GPRS（CDMA、微功率无线 或载波模块可选）虚拟介质接收远程售电管理系统下发的拉闸、允许合闸、ESAM 数据抄读指 令，指令需通过严格的密码验证及安全认证● 具有电压异常、电流异常、掉电、清零、校时、编程、开表盖、开端钮盖等事件记录功能● 具有负荷曲线记录功能，可按用户设定的时间间隔对选定的六类数据内容进行滚动记录，间隔 时间可在1 min～60min 任意设置● 具有磁场干扰事件记录功能DDZY666C 型单相本地费控智能电能表（CPU 卡—开关内/外置）2 主要功能及特点3 主要技术参数● 具有正反向有功、组合有功电能计量功能，组合有功特征字可设● 具有分时计量功能，可按相应的时段分别累计、存储总、尖、峰、平、谷电能量,可以存上12个 结算周期的总电能和各费率电能量● 时段费率功能：具有两套费率时区、时段表，可在约定的时刻自动转换● 具有定时、瞬时、约定、整点及日冻结功能，冻结数据模式字可设● 具有电压、电流、功率、功率因数、电网频率等实时参量测量功能● 具有掉电、事件清零、电表清零、校时、编程、开罩盖等事件记录● 具有红外通信、RS485通信接口，方便与外界交换数据● 电费计算在电能表内实时进行，可以通过CPU 卡等固态介质与售电管理系统进行数据交换，CPU 卡采用SM1国密算法● 采用全自动软件校表技术，校表简单，速度快，准确度高● 采用罩盖和盖板的一体化设计，造型新颖，美观实用备注：经互感器接入和最大电流超过60A的电能表需要外配NB1S(带分励脱扣器，220V)实现通断 电功能。
大连电表 DDSHF1265 型单相电子式多用户分时电能表 说明书
DDSHF1265型单相电子式多用户分时电能表 使用说明书大连电表有限公司DDSHF1265型单相电子式多用户分时电能表使用说明书1 概述DDSHF1265型单相电子式多用户分时电能表是采用先进的电能计量芯片和可靠的MCU电路设计而成，应用数字化处理技术和先进的生产工艺制造的具有国际先进水平的电能仪表。
DDSHF1265型单相电子式多用户分时电能表能够根据设定的费率参数实现分时段记录用户消耗的电能。
通过手持终端（具有红外通讯功能的掌上电脑）在本地对电表进行参数设置和电量数据采集。
也可通过RS485通讯口组建网络异地长距离对电表进行参数设置和电量数据采集。
通讯协议是本公司参照DL/T645-1997《多功能电度表通信规约》制定的。
用户能通过LED显示电表中的相关参数。
所有参数和性能指标完全符合以下的技术标准：GB/T17215-2002《1和2级静止式交流有功电度表》；GB/T15284-2002《多费率电能表 特殊要求》；JB/T10451-2004《多用户静止式交流有功电能表特殊要求》；2 用 途城乡居民单相用电用户分时电能计量，特别使用于住宅小区等用户集中的场合。
3 规格及主要技术指标3.1 额定电压：220V3.2 额定频率：50Hz3.3 基本电流：21户以下（含21户）5(40)A、21户以上5(30)A3.4 电表常数：见相应铭牌标注。
3.5 精度等级：2.0级3.6 起动电流：0.4%Ib3.7 时钟参数时钟准确度（日误差）：≤0.5s（23℃）电池容量：≥1Ah停电后数据保存时间 ：≥10年3.8 电压范围正常工作电压：0.7Un～1.2Un3.9 功耗电压线路功耗：≤3.0W和9VA电流线路功耗：≤1VA（额定电流条件下）3.10 基本误差负载电流 功率因数 基本误差（%）0.05Ib 1 ±1.50.1Ib-Imax 1 ±1.00.5(感性) ±1.50.1Ib0.8(容性) ±1.50.5(感性) ±1.00.2Ib-Imax0.8(容性) ±1.03.11 通讯波特率:1200bps，红外通讯距离:≥2米，RS485通讯距离:≥1200米。
单相费控智能电能表尺寸图
本结构及尺寸适用CPU卡式和射频卡式的2级单相本地费控智能电能表（CPU卡、射频卡通过电能表型号进行区分标识）；本结构的外观、开盖尺寸、侧视/后视图尺寸、接线芯尺寸、接线端子等简图参见A.1～A.5，接线端子定义参见表A-1、表A-2。
图中未单独注出公差的尺寸的允许公差遵照GB/T 1804-2000的要求执行（以下同）。
A.1电能表外观简图A.2电能表开盖尺寸简图A.3电能表侧视/后视尺寸简图A.4电能表接线芯尺寸简图电流60A及以下电流60A以上互感器接入式电流端子接线孔外口采用倒角A.5电能表端子接线图直接接入式表A-1直接接入式电能表接线端子定义1 相线接线端子7 脉冲接线端子2 相线接线端子8 脉冲接线端子3 零线接线端子9 多功能输出口接线端子4 零线接线端子10 多功能输出口接线端子5 跳闸控制端子11 485-A接线端子6 跳闸控制端子12 485-B接线端子1相线入零线入234相线出零线出经互感器接入式表A-2经互感器接入式电能表接线端子定义1 电流接线端子7 脉冲接线端子2 电流接线端子8 脉冲接线端子3 相线接线端子9 多功能输出口接线端子4 零线接线端子10 多功能输出口接线端子5 跳闸控制端子11 485-A接线端子6 跳闸控制端子12 485-B接线端子附录B单相本地费控智能电能表（载波）尺寸图本结构及尺寸适用于CPU卡式和射频卡式2级本地费控智能电能表（载波），其中CPU 卡、射频卡通过电能表型号进行区分，电能表载波模块外置。
本结构的外观、开盖尺寸、侧视/后视图尺寸、接线芯尺寸、接线端子等简图参见图B.1～B.5，接线端子的定义参见表B-1、表B-2；载波通信模块结构要求见附录E。
B.1电能表外观简图B.2电能表开盖尺寸简图注：图中未插入载波模块B.3电能表侧视/后视尺寸简图B.4电能表接线芯尺寸简图电流60A及以下电流60A以上互感器接入式电流端子接线孔外口采用倒角B.5电能表端子接线图直接接入式表B-1直接接入式电能表接线端子定义1 相线接线端子7 脉冲接线端子2 相线接线端子8 脉冲接线端子3 零线接线端子9 多功能输出口接线端子4 零线接线端子10 多功能输出口接线端子5 跳闸控制端子11 485-A接线端子6 跳闸控制端子12 485-B接线端子1相线入零线入234相线出零线出经互感器接入式表B-2经互感器接入式电能表接线端子定义1 电流接线端子7 脉冲接线端子2 电流接线端子8 脉冲接线端子3 相线接线端子9 多功能输出口接线端子4 零线接线端子10 多功能输出口接线端子5 跳闸控制端子11 485-A接线端子6 跳闸控制端子12 485-B接线端子附录C单相远程费控智能电能表尺寸图本结构及尺寸适用于2级远程费控智能电能表；本结构的外观、开盖尺寸、侧视/后视尺寸、接线芯尺寸、接线端子等简图参见图C.1～C.5，接线端子定义参见表C-1、表C-2。
基于单片机的数字电能表的设计原理
基于单片机的数字电能表的设计原理王福君【期刊名称】《《现代制造技术与装备》》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】2页(P12-13)【关键词】数字电能表; 单机片; AD转换【作者】王福君【作者单位】四川轻化工大学物理与电子工程学院自贡 643002【正文语种】中文电能表总共可以分为三大类，即脉冲电能表、感应式电能表以及电子电能表。
本次设计主要采用了ADC0832芯片进行数据采样，然后通过数据总线传输给单片机STC89C51；最后通过LCD1602显示出来。
每个模块之间通过MCU统一地联系在一起，形成了十分强大的智能电能表系统。
1 单片机最小系统STC89C51单片机控制芯片其本身在实验室中的应用就十分广泛，同时它的可用性和低廉价格也非常适合各高校引进与使用。
单片机的可擦除只读存储器不仅可以反复擦除1000次，还采用了ATMEL高密度且非易失存储器制造技术制造，使工业标准的MCS-51指令集与其输出管脚相兼容。
由于它将多功能8位CPU和闪速存储器组合在了单个芯片之中，ATMEL的STC89C51是一种高效的微控制器；而常用的STC89C51相较之下则是一种精简版本。
晶振可以在1.2～12MHz之间任选，甚至可以达到24MHz或更高，但是频率越高功耗也就越大。
在本实验套件中，采用的是12M的石英晶振；和晶振并联的两个电容大小对振荡频率有微小影响，可以起到频率微调作用。
当采用石英晶振时，电容可以在20～40pF之间选择；当采用陶瓷谐振器件时，电容要适当地增大一些，在30～50pF之间，通常选取30pF的陶瓷电容就可以。
复位电路分为上电自动复位和开关复位。
在上电瞬间，电容两端电压不能突变，此时电容的负极和RESET相连，电压全部都加在了电阻上，RESET的输入为高，芯片就会被复位；然后，+5V电源给电容充电，电阻上的电压就会逐渐减小，最后将会约等于0，芯片随之正常工作。
并联在电容的两端的就是复位按键，当复位按键没有被按下时，电路会实现上电复位；在芯片正常工作后，通过按下按键就会使RST管脚出现高电平，以此来达到手动复位的效果。
单相电子式电能表的工作原理及应用研究
单相电子式电能表的工作原理及应用研究引言：随着电力行业的发展和电能计量技术的进步，传统的机械式电能表逐渐被单相电子式电能表所取代。
单相电子式电能表具有精确计量、安全可靠、智能化管理等优势，因此在电力系统中得到了广泛的应用。
本文将对单相电子式电能表的工作原理及应用进行详细研究。
一、工作原理1. 电能表结构单相电子式电能表的结构主要由电流传感器、电压电路、信号处理器、运算器、存储器、显示器和通信接口等组成。
电流传感器负责感知电流信号，电压电路用于测量电压波形，信号处理器负责对感测到的电流和电压信号进行滤波、放大和线性化处理，运算器进行电能计量和数据处理，存储器用于存储计量结果，显示器用于显示电能数据，通信接口用于与外部系统进行数据交互。
2. 电能计量原理单相电子式电能表的电能计量基于电能守恒定律和欧姆定律。
当电流通过电能表流过时，电流传感器感测到电流信号，并经过电压电路测量电压信号，通过信号处理器进行滤波和放大处理后送到运算器进行电能计量。
根据欧姆定律和电能守恒定律，电能计量可通过电流和电压的乘积来实现。
运算器根据采集到的电流和电压信号，通过特定算法计算出瞬时功率，再积分得到电能。
3. 主要特点和优势单相电子式电能表相比传统机械式电能表具有以下主要特点和优势：(1) 高精确度：单相电子式电能表采用数字信号处理技术，具有较高的计量精度和稳定性。
(2) 多功能性：单相电子式电能表可实现电能测量、功率因数测量、需量测量等多种功能。
(3) 抄读方便：单相电子式电能表的计量数据可以通过通信接口传输，实现自动抄表和远程监控。
(4) 负载容量大：单相电子式电能表能够适应不同负载条件，满足工业和家庭用电需求。
(5) 节能环保：单相电子式电能表的电能损耗较低，能够减少能源浪费。
二、应用研究1. 工业应用单相电子式电能表在工业领域广泛应用，可用于对电动机、照明设备、变压器等的电能计量，帮助企业实现能耗监测和用电管理，提高能源利用率和降低生产成本。
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。
单相电子式电能表形式及功能
单相电子式电能表一、DDS131L型单相电子式电能表1、主要技术参数2、主要用途用于城镇居民小区及农村等单相用电户电能计量。
3、主要功能本产品具有双向计度功能，能够精确地测量正、负两个方向的有功电量，并以同一方向累计电能。
4、主要特点1．准确度高：全电子式设计，采用进口专用计量芯片，具有精度高、灵敏度高、可靠性好、宽范围、低功耗、重量轻等特点。
2．长寿命：采用SMT技术，选用知名品牌、长寿命元器件，精度不受频率、温度、电压、高次谐波影响，安装位置任意，整机出厂后无需调整。
可延长检定周期，大大降低了电力计量部门的工作量，可靠性较其它同类产品有明显提高。
3．运行稳定：工作电压范围宽，使电表运行具有较强的稳定性，免维护。
4．功耗低：采用优良设计，降低自身功耗，在大范围使用时，可降低电网线损，提高供电效率。
5．可根据用户需求增加红外、485接口通信功能；通讯协议符合《DL/T 645-2007多功能电能表通信协议》、 Modbus协议，用户采购前需先提出需该功能。
6．可根据用户需求增加远程控制用户拉合闸功能，用户采购前需先提出需该功能。
二、DDSY241型单相电子式预付费电能表1、主要技术参数2、主要用途用于新建或改造单相用电户的电能计量，具有预付费功能。
特别适合于居民住宅小区、机关、厂矿、学校等单位物业管理部门解决收费难问题。
3、主要功能1．本产品具有双向计度功能，能够精确地测量正、负两个方向的有功功率，并以同一方向累计电能。
用于交流单相有功电能的计算和预购。
2．预购电量、IC卡传递数据，实现数据回读，包括：剩余电量、累计购电量、总电量等信息。
3．储存用户住址、姓名、电表常数、倍率等信息。
4．剩余电量报警，提醒用户及时购电。
4、主要特点1．准确度高：全电子式设计，采用进口专用计量芯片及管理芯片，具有精度高、灵敏度高、可靠性高、宽范围、低功耗、重量轻、便于安装等特点。
2．长寿命：采用SMT技术，选用国际知名品牌、长寿命元器件，精度不受频率、温度、电压、高次谐波影响，安装位置任意，整机出厂后无需调整。
单相电能表课程设计
单相电能表课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单相电能表的基本结构、工作原理和安装要求。
2. 使学生了解单相电能表的分类、技术参数及选用原则。
3. 帮助学生掌握单相电能表的接线方法、读数和故障分析方法。
技能目标：1. 培养学生独立安装、调试单相电能表的能力。
2. 提高学生使用单相电能表进行电量测量、数据分析和处理的能力。
3. 培养学生解决实际应用中单相电能表问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电能表及电力测量的兴趣，培养主动学习的态度。
2. 培养学生严谨、细致的实验操作习惯，树立安全意识。
3. 增强学生的节能环保意识，认识到合理使用电能的重要性。
课程性质：本课程为电气工程及自动化专业选修课程，以实践操作为主，理论讲解为辅。
学生特点：学生具备一定的电工电子基础知识，具有较强的动手能力和好奇心。
教学要求：结合实践操作，注重理论知识与实际应用相结合，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程目标的分解，使学生在学习过程中达到预期的学习成果，为后续课程和实际工作打下基础。
二、教学内容1. 单相电能表的基本概念：介绍单相电能表的定义、分类及其在电力系统中的应用。
- 教材章节：第一章第一节- 内容列举：直接式单相电能表、间接式单相电能表、电子式单相电能表2. 单相电能表的工作原理与结构：讲解单相电能表的工作原理、主要部件及其功能。
- 教材章节：第一章第二节- 内容列举：工作原理、电流线圈、电压线圈、铝盘、永久磁铁等3. 单相电能表的安装与接线：阐述单相电能表的安装要求、接线方法及注意事项。
- 教材章节：第二章第一节- 内容列举：安装位置、接线方式、绝缘处理、接地等4. 单相电能表的技术参数与选用：介绍单相电能表的主要技术参数、选用原则及注意事项。
- 教材章节：第二章第二节- 内容列举：额定电压、额定电流、准确度级、脉冲输出等5. 单相电能表的读数与故障分析：讲解单相电能表的读数方法、常见故障及其原因分析。
基于71M6521的数字单相多功能电能表的设计
上， 设计了计量精度高 、 工作稳定 、 成本相对较低 的数 字单 相多功能 电能 表 ， 以实现对三 相 电流 、 电压 ， 有功 、 无功功率 ， 电能脉 冲的输 出等的计量 该数字单 相多功能表可用 于
电力 系统 、 矿 企 业 、 能 大 厦 的 电力 监 控 。 工 智 关键 词 ： 量 ； １ ６２ ；多 功 能 电 能 表 ；单 相 ；电 力 监控 计 ７Ｍ ５１ 中 图 分 类 号 ： Ｍ９ １ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１０ —５ １ ２ ０ ） ００ ０ － Ｔ ３ ０ １ ３ （ ０ ８ ２ －０９０ ５ ４
ｌ ７ ６２ １ ５ １芯片功 能介 绍 Ｍ
Ｔｒ ｉ ｅｉ ａ 司生 产 的７ Ｍ６２ 是 一 个 高 度 集 ｄ ｎ公 １ ５１ 成的 Ｓ Ｃ（ Ｏ 系统 级 芯 片 ） 包 括 ＭＰ 内核 、 Ｔ ， Ｕ Ｒ Ｃ、 Ｆａｈ和 Ｌ Ｄ驱 动 器 。 另 外 ， 芯 片 还 配 备 了 １ ｌｓ Ｃ 该
当了一部分 成本。本 文 中的设 计使用 了计量 ＋
ＭＰ Ｕ结合 在一 起 的专 门 电能 芯 片 ， 成 本相 当于 其
传统多功能电能表 中的电能计量芯片 ， 节省 了微 控 制器 的开 销 ， 而且 使用 了较 少 的外 围 电路 ， 计 设
方便 ， 比传统 电能 表成 本更 低 。
Ｑ ｎ ｎ， Ｗ Ｎ ｉ ｑ ｇ ｔ ｍｉ Ａ Ｇ Ｑｎ ｉ Ｍｉ ｇｎ （ ａ ｇｈ ｎＨ ｌｉｇＧ ｏｐ ａ ｇｈ ｕ３ ３ ，Ｃ ｉａ Ｈ ｎ ｓｅ ｏｄｎ ｒｕ ，Ｈ ｎ ｚｏ ４ ｈｎ ） １２ １
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｂ ｓｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ａ ｄ ｆ ａｕ ｅ ｏ ｉ ｇｅ ｐ ａ ｅ ｎ ｉ ｕ ｃｉｎ ｅｅ ｔｉ ｅ ｅ ｇ ａ ｕ ｅ ｎ ｈｐ ｈ ａ ｉ ｕ ｃ ｉ ｎ ｅ ｔ ｒ ｆ ｓ ｌ ｈ ｓ ｍｈ — ｎ ｔ ｌｃ ｒ ｎ ｒｙ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｃ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｃ
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
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多功能单相数字电能表的设计
作者：刘砚菊， 张永良， LIU Yan-ju， ZHANG Yong-liang
作者单位：沈阳理工大学,信息科学与工程学院,辽宁,沈阳,110168
刊名：
沈阳理工大学学报
英文刊名：TRANSACTIONS OF SHENYANG LIGONG UNIVERSITY
年，卷(期)：2006,25(4)
被引用次数：1次
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2.王敏;于洋;陈亮基于以太网的预付费用电控制管理系统[期刊论文]-沈阳工业学院学报 2004(04)
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本文链接：/Periodical_sygyxyxb200604008.aspx。