基于STM32F103单片机智能电表交流电压电流设计.doc

PAGE 1 摘要 随着电力系统电量的日益扩大和电压运行等级的不断提高，传统的电量检测系统暴露出越来越多的缺点，难以满足现代电网向自动化、数字化的需要。 本设计由STM32单片机核心板电路、交流电压电流检测模块电路、WIFI模块电路组成。通过电压互感器TV1005M和电流互感器TA1005M分别检测交流电压和交流电流值，手机APP和WiFi模块互联后，可以实时显示交流电压、交流电流、功率和电量实时显示在手机上。当功率超过200W时，继电器自动断开。功率不超过200W时，可以手动控制继电器的开关。手机和WiFi模块连接后，手机上显示计时时间。 关键字：单片机；WIFI模块；交流电压电流检测；安卓APP 目录 TOC \o "1-3" \h \u 8244 第一章 绪论 3 17029 1.1课题背景及其意义? 3 16043 1.2?国内外的研究状况? ???? 3 2269 1.3本文的主要研究内容及论文结构安排 4 30344 第二章 方案的设计与论证 5 28717 2.1控制方案的确定 5 1275 2.2控制方式的选择 5 9295 2.2.1 单片机芯片的选择 5 17486 2.2.2无线遥控模块的选择 6 25805 第三章 硬件电路的设计 7 21131 3.1系统的功能分析及体系结构设计 7 27023 3.1.1系统功能分析 7 23028 3.1.2系统总体结构 7 9701 3.2模块电路的设计 8 29288 3.2.1 STM32单片机核心电路设计 8 9422 3.2.2 ESP8266WIFI模块电路设计电路设计 10 2814 3.2.3 TV、TA-1005-1M交流电压电流互感器模块电路设计 11 1362 第四章 系统软件设计 17 18966 4.1 编程语言选择 17 14423 4.2单片机程序开发环境 17 19288 4.3 ARM软件开发流程 18 32436 4.4 FlyMcu程序烧录软件介绍 19 20085 4.5 PL2303串口程序烧写模块介绍 20 21737 4.6 程序流程图 21 1752 第五章 系统焊接与调试 23 28121 5.1 电路焊接 23 7261 5.2 系统调试 24 6251 5.2.1 系统程序调试 24 14047 5.2.2硬件测试 24 26460 5.3 实物测试 25 10059 致谢 27 21626 参 考 文 献 28 绪论 1.1课题背景及其意义? 交流电与人们的生活紧密联系，不论是学习、工作还是娱乐都离不开交流电。电网电压在使用中会因为各种突变引起电压电流突变。有时大的电压变化可能损坏用电设备，特别是在工厂出现这种情况将会造成巨大的经济损失。因此能够实时显示电网电压和用电电流并能把数值上传到上位机进行集中监控的电压电流仪表具有重要意义。? 交流数字电压电流表是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（交流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，由各种单片A/D?转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。新型数字电压表以其高准确度、高可靠性、高分辨率、高性价比等优良特性倍受人们的青睐。 1.2?国内外的研究状况? ???? 电压电流测量是电子测量的一个重要内容。测量仪器总的可分为两大类：即 模拟式和数字式的。模拟式的电压电流表是指针式的。用磁电式电流表作为指示器，并在电流表表盘上以电压或电流刻度。它主要由电阻R和表头串联组成，测量部件表头的设计是利用载流线圈在磁场中受力矩作用的原理。数字式电压电流表首先将模拟量通过模/数（A/D）变换器变成数字量，然后用电子计数器计数，并以十进制数字显示被测电压值。? 模拟式电压电流表由于电路简单、价廉，特别是在测量高高频电压时，其测量准确度不亚于数字电压电流表，故在目前，在电压电流测量中仍将占有重要的地位。数字式电压电流表在近年来已成为极其精确，灵活多用的电子仪器，并且价格正在逐渐下降。数字式电压电流表能很好地与其他数字仪器相交接，因此在电压测量系统中是非常重要的。目前数字电压电流表具有实时显示、显示范围宽、分辨率高、输入阻抗高、集成度高、功耗小、抗干扰能力强、可扩展能力强等特点。 1.3本文的主要研究内容及论文结构安排 .主要介绍本设计的课题背景及国内外研究状况； .主要说明系统方案的选择； 第3章.主要