武汉大学毕业设计答辩.ppt

敬请各位老师批评指正 谢谢观看！ * 基于ADE7878的 智能三相电度表的设计 答辩人：黄鹤鸣 指导老师：蒋云峰 副教授 1.1 智能电表的技术现状和发展趋势 1. 绪论 相对于传统的感应式电表，智能电表有多功能、高精度、多费率、自动抄表等优势。因此，它是未来电度表发展的主流。 1、自动抄表技术发展颇具前景； 2、远程通信要求进一步加强； 4、扩展功能越来越强大。 3、模块化设计理念逐步深化； 目前，智能电表中比较成熟的主要有预付费表和复费率表。将来，智能电表的发展趋势主要有： 1.2 本文设计方案的特点 1、更为精确的计量功能； 2、电能的分时段计量功能； 3、远程通信功能； 4、按键查询功能； 5.主/从电源可靠供电功能； 本文针对配电网的电能计量，提出了基于ADE7878电能计量芯片的智能电度表设计方案，在普通的单显示电表基础之上实现了以下扩展功能： * 2、系统结构框图设计 单片机AT89S52的SPI端口复用，要对ADE7878与DS1302进行片选。 3. 系统硬件电路的设计 * 3.1 ADE7878电能计量芯片功能简介 1、内置成熟的专用电能计量功能数字信号处理器(DSP)。 2、有七路模拟量输入，分成电流和电压两个通道。 3、提供系统校准功能。 4、提供四种不同的电源模式。 5、提供了防窃电功能。 6、带有二路独立的中断申请输出口 IRQ0、IRQ1，三路独立的脉冲输出口 CF1、CF2、CF3，更多的通讯接口（I2C， SPI等）。 ADE7878是美国ADI公司推出的三相高精度多功能电能计量芯片： 3.1.1ADE7878引脚配置 ADE7878引脚配置图 IAP、IAN、IBP、IBN、ICP、ICN、INP、INN构成电流通道； VAP、VBP、VCP、VN构成电压通道； VDD为ADE7878提供电源，电源电压保持3.3V左右； SCLK、MISO、MOSI、SS构成了ADE7878的SPI端口； CF1、CF2、CF3构成电量的三路脉冲输出； IRQ0、IRQ1为ADE7878的中断输出口，低电平有效 ADE7878电能计量的实现 ADE7878内部功能块图 ADE7878构建的计量电路 3.1.2 计量电路原理 1、计量电路的设计中最重要的是实现电流、电压模拟信号的采样。 2、模拟信号采样电路主要由信号衰减网络和滤波网络组成，实现电流信号的差分输入和电压信号的单端输入。 3、采样电路参数的设计既要满足精度的要求，又不能超过电压、电流通道的电压输入范围。 3.2 单片机外围电路设计与器件选择 3.2.1 单片机AT89S52引脚配置及功能描述 AT89S52引脚配置图 PORT0、PORT1、PORT2、PORT3四个多功能I/O端口 P0可以提供地址总线（A0～A7）及数据总线（D0～D7） P2可以提供地址总线的高字节A8～A15 P1.0：定时/计数器输入 P1.5、P1.6、P1.7构成SPI端口 P3的引脚分配如下： P3.0：RXD，串行通信输入 P3.1：TXD，串行通信输出 P3.2：INT0，外部中断0输入 P3.3：INT1，外部中断1输入 P3.4：T0，计时/计数器0输入 P3.5：T1，计时/计数器1输入 3.2.2 ADE7878与单片机接口电路设计 该接口电路用来实现ADE7878与单片机的数据通信，一方面可以通过SPI口进行计量芯片ADE7878的初始化，另一方面ADE7878把数据处理的结果从CF1/CF2/CF3管脚以脉冲形式或从SPI口送出，供单片机进行计量处理。 3.2.3 单片机外围电路的设计 单片机AT89S52外围电路图 显示模块与单片机的接口电路在下一页单独介绍 3.3.4 显示模块HC1602与单片机的接口电路 电量显示采用16x2字符型液晶显示HC1602 单片机与HCl602的接口电路图 3.2.5 RS-485通信接口电路设计 电度表配备RS—485通信接口具有成熟性和性价比高的优势，硬件设计时预留出RS-485通信接口。采用MAX485接口芯片作为RS-485通信的低功耗收发器。 RS-485通信接口电路图 3.2.6 主电源模块设计 主电源模块电路图 4. 系统软件程序流程图设计 本文设计的智能三相电表的主程序流程图主要围绕电量参数的计量展开，是基于单片机用能量脉冲计数方式来实现有功和无功能量的计量这一前提而构建的。电能计量采用T0、T1中断方式进行，保证了电能计量的及时性。系统在进