毕业设计：电子电能表的复费率计统的设计.docVIP

题目： 电子电能表的复费率计统的设计 专业： 机电与车辆工程学院 班级： 08电信（1）班 姓名： 龚根驰 学号： 1665080108 指导教师： 闫该珍 日期： 2011年12月28号 目录 摘要 2 1. 绪论 3 1．1课题的理论意义和实际应用价值 3 1．2电能表行业发展现状及前景分析 4 1.3复费率计费方法 4 1.3.1 电能计量 4 1.3.2分时计量 5 1.3.3 最大需量计量 5 2. 系统设计 5 2.1 设计要求 5 2.2 系统框图 5 3. 硬件设计 7 3.1 8051单片机特性 7 3.2 最小系统 7 3.3 电能计量模块 8 3.3.1 ADE7755基本原理 8 3.1.2 ADE7755的使用 9 3.3.2 芯片功能引脚 10 3.4电源模块 12 3.4.1 电源端的干扰防护 12 3.4.2 +5V直流电源的实现 13 3.5电压电流采样模块 13 3．6时钟模块 14 3.7数据存储模块 16 3.8 RS485通信模块 17 3．9红外通信模块 18 3.10 LCD显示电路 21 4. 软件设计 21 4. 1主程序 21 4.2动态自检程序 21 4.3数据存储程序 23 4．4通讯中断子程序 24 5. 结论与展望 25 5.1工作总结 25 5．2进一步的工作方向 26 附录硬件模块电路原理图和程序 27 摘要 随着经济的迅速发展，用电量日益增加，为电网的稳定运行带来了诸多不良因素。国家采取多费率用电政策，以消峰填谷，平衡用电。复费率电能已经大规模取代了单一费率电能表。随着单片机技术的日益发展，以单片机为主控芯片的电子式电能表的生产已成规模。但是价格低廉、运行稳定、可靠性高、抗干扰能力强的电子式电能表还有待开发。论文在对电能计量和数字信号处理理论研究的基础上，以美国ADI公司生产的ADE7755为电能计量芯片，以8051制芯片，利用单片机技术，设计开发了一款单相复费率智能电子式电能表。硬件外围电路采用模块化设计。其中电压电流采样模块实现了将电网中的不可直接测量的大电压大电流转变成为可以用来处理测量的小电压小电流。电源模块为整个智能电表提供了稳定的电源。数据存储模块，红外通信模块和RS485通信模块的设计完成了电能信息的及时存储和交换。LCD模块为用户提供了清晰，实时的电量信息。软件分为启动前的动态自检程序，计量电量的电能脉冲采集程序，数据信息处理和交换的数据存储程序，通讯中断子程序。在单片机的核心控制下，实现了电子式电能表电能分时段计量、数据通信等功能。 关键词：复费率电能表，ADE7755,电能计量，信号处理。 1. 绪论 1．1课题的理论意义和实际应用价值 在电力系统中，某一时刻各类用电设备消耗的电功率总和称为电力负荷，电力负荷是随时间变化的，可用日(或年)负荷曲线来描述。当电力负荷大量增加时，会形成电网的负荷高峰，而当电力负荷减少时，又会形成电力负荷低谷。当电力负荷上的峰值和谷值相差很大时会使发、供电设备容量不能充分利用，运行不经济。为了平抑负荷曲线，可以采取经济手段调整负荷。 峰谷电价就是方法之一。这就要求采用复费率电表。大量单一费率的电表则会由于无法实现峰谷计费而被淘汰，由于目前微电子、计算机技术的发展，通讯手段的自动化要求也日益增加，远程抄表系统代替人工抄表的趋势越来越显著，这无疑又是对智能电能表大量生产的客观要求。因此可靠性高、功能强大、计量准确且性价比高的智能电表的研制是我国电力系统发展的客观要求。 1．2电能表行业发展现状及前景分析 电能表是我国电工仪表行业中产量最大的产品之一。近几年，国家连续出台的多项与电能表行业发展相关的政策以及房地产产业的迅速发展，为电能表需求的上升及保持行业发展的相对稳定起到了一定的保障作用。 随着高新技术尤其是电子信息技术的快速发展，电子式、多功能、高精度、多费率、自动抄表等产品的优势突显，且已经逐步成为电能表发展的主流，在未来几年里，这种趋势将更加明显。城乡电网改造，使电工仪器仪表行业步入了快速发的轨道，同时也为行业企业提供了一个科技创新的平台，电工仪器仪表生产企业抓住机遇，过对国外先进技术的兼收并蓄，并高标准、高起点自主丌发了一系列高技术产品。 1.3复费率计费方法 1.3.1 电能计量 作为电能表，最为重要的就是电能计量功能，电子式电能表具有输入，输出有功计量，输入，输出无功计量，视在电能计量等功能。一般电能计量是累计电量，为用表以来的用电量总和。电子式电