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。
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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。