課程設(shè)計(jì)報(bào)告-多用戶電子式電能表的設(shè)計(jì)-wenkub
2023-04-07 12:23:23 本頁(yè)面
【正文】 壞，造成這種破壞的可能是電源質(zhì)量低劣、接地故障等各種故障。184。184。470mV，其差動(dòng)信號(hào)由互感器的二次側(cè)電流流過(guò)電阻R30和R31產(chǎn)生，互感器二次側(cè)額定電流為5mA，當(dāng)過(guò)載4倍時(shí)，二次側(cè)電流為20mA，其流過(guò)電阻R30和R31產(chǎn)生的差動(dòng)信號(hào)為96mV，遠(yuǎn)小于峰值電壓半滿度值（235 mV）。60Mv1116177。電流采樣通道采用完全差動(dòng)輸入，V1P為正輸入端，V1N為負(fù)輸入端。 輸出的快速脈沖信號(hào)送給單片機(jī)，我們采用C8051F360單片機(jī)對(duì)方波信號(hào)進(jìn)行采集和計(jì)數(shù)，P2口（8位）工作即可對(duì)8戶電能脈沖進(jìn)行采集與計(jì)數(shù)，本實(shí)驗(yàn)我們將為每戶開辟1個(gè)字節(jié)的內(nèi)存計(jì)數(shù)。同時(shí)，基于E2PROM 24C16芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的掉電數(shù)據(jù)保護(hù)，基于74HC165芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的清零。本文給基于C8051F360 單片機(jī)的一種新型單相多用戶電能表設(shè)計(jì)，采用 AD7755電能計(jì)量芯片，電能計(jì)量準(zhǔn)確。電能表自誕生至今已有100多年的歷史，隨著電力系統(tǒng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及電能管理系統(tǒng)的不斷完善,電能表的結(jié)構(gòu)和性能也經(jīng)歷了不斷更新、優(yōu)化的發(fā)展過(guò)程:由最初的感應(yīng)電能表,發(fā)展到后來(lái)的感應(yīng)系脈沖電能表,直至現(xiàn)在的純電子式電能表。專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí) ＿091 ＿ 2012 年 1 月 6 日目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù) 3 設(shè)計(jì)目的 3 設(shè)計(jì)要求 3二、 硬件設(shè)計(jì) 3 設(shè)計(jì)總體框圖 3 設(shè)計(jì)參數(shù) 4 光電隔離電路 7 C8051F360單片機(jī)部分管腳及參數(shù) 8 器件選擇 8 設(shè)計(jì)原理圖 10三、 軟件設(shè)計(jì) 14 主程序框圖 14 顯示用戶及相應(yīng)電能子程序框圖 14 查詢鍵盤程序框圖 15 送LED顯示子程序框圖框圖 15 中斷子程序框圖 16 24C16讀程序框圖 17 24C16寫程序框圖 18四、 程序清單 19五、總結(jié)…………………………………………………………………………………………29多用戶電子式電能表的設(shè)計(jì) 石信亮摘要： 本文介紹了一種以單片機(jī)C8051F360為核心，采用專用電能計(jì)量芯片AD7755設(shè)計(jì)的單相多用戶電子式電能表，并提供了其硬件和軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，適合一戶一表使用。該電能表可實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量、數(shù)碼管顯示、時(shí)間校正及時(shí)，功耗低，掉電后自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等功能。感應(yīng)系電能表是利用處于交變磁場(chǎng)的金屬圓盤中的感應(yīng)電流與有關(guān)磁場(chǎng)形成力的原理制成的。該電能表具有分時(shí)段計(jì)量，八段數(shù)碼管顯示，時(shí)間校正及時(shí)，功耗低，掉電后自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。 設(shè)計(jì)要求基于AD7755芯片實(shí)現(xiàn)電能脈沖的發(fā)生；應(yīng)用單片機(jī)C8051F360編制程序完成脈沖的讀取、計(jì)數(shù)、計(jì)算、存儲(chǔ)、送顯示等功能；應(yīng)用74HC164及八段譯碼顯示器完成數(shù)據(jù)的顯示；應(yīng)用74HC165及鍵盤控制對(duì)脈沖清零；應(yīng)用E2PROM 24C16完成數(shù)據(jù)的定時(shí)寫入以防停電時(shí)數(shù)據(jù)丟失。簡(jiǎn)單的ADE7755外圍應(yīng)用電路是由電流采樣電路、電壓采樣電路、輕載調(diào)節(jié)電路、頻率選擇電路、高頻輸出和低頻輸出等組成。電流采樣通道最大差動(dòng)峰值電壓應(yīng)小于470mV，電流采樣通道有一個(gè)PGA，其增益可由ADE7755的G1和GO來(lái)選擇，見表1： 表1G1G0增益最大差動(dòng)信號(hào)001177。30Mv當(dāng)使用分流器采樣時(shí)，GG0都接高電平，增益選擇16，通過(guò)分流器的峰值電壓為177。R1C1和R2C2組成兩個(gè)低通濾波器，衰減掉那些無(wú)用的高頻分量，從而防止有用頻帶內(nèi)的失真。R5820166。AGNDJ9J8J7J6J5J4J3J2J1CL220pFCL+~220VV2PV2N 電壓采樣電路電壓輸入通道（V2N，V2P）也為差分電路，V2N引腳連接到電阻分壓電路的分壓點(diǎn)上，V2P接地。電路隔離的主要目的是通過(guò)隔離元件把干擾的路徑切斷，從而達(dá)到抑制干擾的目的，保護(hù)電子設(shè)備。傳統(tǒng)的光耦隔離電路雖然也能實(shí)現(xiàn)很高的線性度, 不過(guò)這些電路需要的電源種類較多, 線路比較復(fù)雜, 設(shè)計(jì)成本比較高。光電耦合器件是把發(fā)光器件(如發(fā)光二極管)和光敏器件(如光敏三極管)組裝在一起, 通過(guò)光線實(shí)現(xiàn)耦合構(gòu)成電) 光 ) 電的轉(zhuǎn)換器件。光電耦合器其主要特點(diǎn)為:1) 輸入、 輸出之間在電氣上相互絕緣。圖1 光電隔離電路 C8051F360單片機(jī)部分管腳及參數(shù)（1）由原理圖知：~，作為脈沖輸入端口。 器件選擇 AD7755電能脈沖發(fā)生器的選擇： AD7755是美國(guó)AD公司生產(chǎn)的專用于功率/電能測(cè)量的低成本集成電路。管腳功能如下:P1 DVDD,數(shù)字電路電源,5(177。660mV； P9 RESET,復(fù)位引腳,邏輯低使ADC和數(shù)字電路保持復(fù)位狀態(tài),清內(nèi)部寄存器；P10 REFIN/OUT,電壓基準(zhǔn)腳,片上基準(zhǔn)為5(177。P21DGND,數(shù)字電路參考地；P22 CF,校準(zhǔn)頻率輸出；P2P24 FF1,低頻輸出。AD7755內(nèi)有兩個(gè)以900kHz過(guò)采樣速率采樣的16位2階ΣΔ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。相乘后產(chǎn)生瞬時(shí)功率信號(hào)?！ ?高通濾波器是否接入受管腳AC/DC控制。如前所述,管腳FF2輸出與平均有功功率成正上的電壓有效值具有下列關(guān)系:fF1=fF2=U1U2G（f14）/U178。比如,取允許的最大值的一半。//LED 數(shù)據(jù)SCL EQU 。74HC165控制輸入輸出管腳CLK165 EQU 。對(duì)F360進(jìn)行初始化 LCALL I2C_RD 。定時(shí)器賦初值 MOV TH0,0b1H 。開總中斷 SETB TR0 。小數(shù)點(diǎn)所在的位數(shù) MOV A,R0 。壓棧商 MOV A,B 。顯示百位 POP ACC MOV B,10 DIV AB PUSH ACC MOV A,B LCALL XS。調(diào)用延時(shí)子程序 CJNE R7, 9, LOOP 。推挽輸出 MOV XBR1,40H 。壓棧保存累加器A中數(shù)據(jù) PUSH PSW 。 ，否則順序執(zhí)行 NEXT1: JNB , BJ2 。判斷外部脈沖的狀態(tài) NEXT5: JNB , BJ6 。與原來(lái)外部的狀態(tài)進(jìn)行比較 JMP NEXT1 。出棧，累加器A恢復(fù)之前的值 LCALL JIANPAN 。查詢字碼表中對(duì)應(yīng)的數(shù)MOV R4,8 。作邏輯與運(yùn)算，顯示帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)XS1:CJNE R6,05H,XS2 。POP ACCRET/////////清零////////////JIANPAN: MOV 40H,R0 。將鍵盤的狀態(tài)讀入74HC165NOP 。移出一個(gè)鍵盤的狀態(tài)JB QL,DO
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