毕业设计论文_基于stc12le5a60s2的低压电能表检测仪.docVIP

目录 1 引言 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究现状 1 2 总体设计方案 2 2.1 技术要求 2 2.2 方案论证 3 3 硬件电路设计 4 3.1 单片机的选择及外围电路设计 4 3.2 电流互感器的选择与连接 7 3.3 电能计量芯片的选择 7 3.4 LCD显示接口电路设计 12 3.5 键盘接口电路设计 13 3.6 电源电路设计 15 4 软件设计 15 4.1 主程序设计主程序的主要功能 16 4.2 中断服务程序设计 17 4.3 LCD1602程序设计 19 4.4 CS5490程序设计 21 4.5 键盘扫描程序设计 27 结 论 29 致 谢 30 附录：电路原理图 32 1 引言 1.1 研究背景 随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，家用电器越来越普及，人人用电、家家用电，使用电量大大增加。同时即将实行的分段电费计费制，将使用电大户的电费支出大幅度地增长，各种各样的窃电行为不可避免，对此，供电部门采取多种方法对用户的电能表进行定期校验或不定期的抽查。 通常校验用户电能表的方法为： 1.1.1、使用钳形电流表和秒表，现场检测电能表：用秒表实测电能表每转时间T1；查看电能表上标明的参数，算出电能表每转一转所需的电能，然后用钳形电流表测量电流求出有功功率，电能表每转1转所需电能与有功功率之比得到的时间即为电能表每转所需时间T2。通过T1与T2的比较，就可以判断电能表是否正常工作，从而达到检测目的。 但这种方法的误差很大，主要产生自秒表的掐表误差。 1.1.2、通过检验电能表的外观，确定电能表有无破坏痕迹。这种方法包括： 1) 检查电能表外壳、封铅及封条是否完好，外壳是否有变形、微小孔洞及铁丝等； 2) 检查电能表接线盒是否封闭完好，进出线是否紧固，电压连接片是否压紧。 3) 核对电能表铭牌上的型号、出厂编号及所计量负荷性质等是否与抄表卡相同，若不符即有窃电行为。 1.1.3、在被测电能表电路中接入标准电能表，然后对被测表和标准表同时采样进行比对。 1.1.4、采用专门的检测仪器对电能表进行校验。这种方法分为两种形式，一种方法是将电能表从供电线路上拆下，利用实验室的电能表校验台对电能表进行校验，另一种方法是不拆下电能表，利用电能表现场检测仪器对电能表进行现场校验。 电能表的现场检验因不影响用户用电而被供电部门广泛采用，随着电子技术的发展，供电部门迫切需要一种携带方便，操作简单，计量准确的单项电表检测仪，用于用户低压电能表的现场检验。 1.2 研究现状 电能表的校验是否准确，取决于有功功率的测量是否准确，有功功率的测量属于电气测量范畴，在电气测量方面，国内外已有大量的研究成果，就测量方法和采用的技术手段综述如下。 采用的技术手段上，一是采用微机加数据采集卡，二是采用微处理器结合自行设计的数据采集通道。 在互感器的选择上，一是在供电电路中接入固定式的电压互感器和电流互感器。二是电压互感器采用固定式，接线端使用线夹，电流互感器采用钳形互感器[6]。固定式互感器中磁路是封闭的，因而具有较好的线形和较小的相移，可以得到较高的精度。但需要停电接线，不便于现场检测。电压互感器采用固定式，接线端使用线夹，电流互感器采用钳形互感器，现场不用接线。固定式互感器的优点是显而易见的，采用线夹后可直接加在供电线路的母线上，避免了现场检测需要停电接线的麻烦。但钳形电流互感器的接触面存在空气间隙，使互感器磁路的磁阻显著增大，且随工况不同呈现非线形，使互感器的线形变差，且相移较大，给功率因数的测量带来影响，为了弥补这一缺陷，对结果采用分段线性化处理，可以提高测量精度。 在有功功率的测量方面，一是采用有效值转换，分别测量出电压、电流和功率因数，利用微处理器计算出功率；二是采用有功功率专用测量集成电路，直接测量出有功功率；三是利用各种电量的传感器，测量出电压、电流、功率因数或直接测量有功功率。采用专用电能计量芯片，直接测量出有功功率，测量方便，硬件电路简单，软件开销小。 2 总体设计方案 2.1 技术要求 由于目前使用的低压电能表多为电子式电能表，机械式电能表基本已淘汰，所以本设计以电子式电能表为检测对象。 本设计以STC公司的MCU为核心，采用电流互感器及电能计量专用芯片对电能进行实时计量，计算出被测电能表的误差，检验电能表计量的准确性。 具体要求如下： (1).电量测量范围：电压220VAC，电流0~40A，单相； (2).检验对象：电子式电能表； (3).测量误差：±0.5%FS； (4).测量方式：不拆线不断电； (5).方便野外使用，强阳光下可清晰显示； (6).220VAC供电。 2.2 方案论证 按照上述技术要求，系统由电流电压互感器、有功功率测量芯片、单片机、显示器、键盘和SD卡几部分