【正文】 03U67 4H C 1 6 4A1B2CLK8/MR9Q713Q612Q511Q410Q36Q25Q14Q03U27 4H C 1 6 4A1B2CLK8/MR9Q713Q612Q511Q410Q36Q25Q14Q03U77 4H C 1 6 4A1B2CLK8/MR9Q713Q612Q511Q410Q36Q25Q14Q03U87 4H C 1 6 4R61KR 2 33 90L4L5 L6 L 11 L 1 3A1B2CLK8/MR9Q713Q612Q511Q410Q36Q25Q14Q03U57 4H C 1 6 4+5L 18 L 1 5 L2 L 10 L 8L1 L3 L7S M 1 S M 2 S M 3 S M 4 S M 5 S M 6R R R Y e l l o w G r e e nG r e e n R R RR Y e l l o wL 14RR 2 25 .1 KR 2 15 .1 K+5圖 74HC164 與 LED 數(shù)碼管顯示電路圖 數(shù)碼管顯示電路采用 74HC164,本次設(shè)計使用六個共陽極 LED 數(shù)碼管，其數(shù)碼管段碼值如表 ： 表 段碼值 88H EBH 4CH 49H 2BH 19H 18H 0CBH 08H 09H 7FH 數(shù)值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 74HC164 芯片是一個 8 位移位寄存器，串行輸入，并行輸出，當(dāng)時鐘信號端（ CLOCK）出現(xiàn)上升沿時，開始向 164 中寫入數(shù)據(jù)，串行數(shù)據(jù)輸入端為 A,B的線與，當(dāng) A、 B 中任意一個為低電平時， 禁止新數(shù)據(jù)輸入，但本設(shè)計可以直接向 164 送數(shù)據(jù)，因 管腳為 A、 B 的線與，當(dāng) 管腳為 1，則向 164 送 1，若 為 0，則向 164 送 0。 設(shè)計系統(tǒng)框圖 圖 設(shè)計總體框圖 3 硬件電路設(shè)計 24C16 功能介紹 圖 24C16 管腳圖 CAT24WC16 支持是一個 16 位串行 CMOS EEPROM，功耗小，有一個 16字節(jié)頁寫緩存區(qū)，通過 I2C 總線接口進行操作，有專門的寫保護功能。 基于 AD7755 芯片實現(xiàn)電能脈沖的發(fā)生；應(yīng)用單片機 C8051F360 編制程序完成脈沖的讀取、計數(shù)、計算、存儲、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 及鍵盤控制對脈沖清零；應(yīng)用 E2PROM 24C16完成數(shù)據(jù)的定時寫入以防停電時數(shù)據(jù)丟失。 脈沖數(shù) ：每 1000 個脈沖為 1 度電 。 本次設(shè)計用戶數(shù)為八戶，即實現(xiàn)八位用戶循環(huán)顯示電能量。 Application E2PROM chips was plete data of the timing 24 y write in case of power data is lost. Keywords： electric energy meter。 關(guān)鍵詞 ： 8 用戶電能 表； AD7755； 24C16； C8051F360 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 3 ABSTRACT Electrical meter is through user power supply voltage and current realtime sampling, using special integrated circuit of electric energy meter, the sampling voltage current signal processing and multiplication convert to electric proportional to the pulse output, through the JiDuQi or digital display shows users with the use of the power. This paper will design a C8051F360 chips as the core, equipped with electric energy conversion module, LED display module, power lost storage module function module, realizes to eight of the power consumption and the collection detection. The design for the eight users at home, which realize the eight users cyclic display electric energy. At the same time, based on the single chip microputer chip realize 24 y E2PROM chips was the power lost data protection, based on the 74 HC165 chip microcontroller cleared of realization. Based on AD7755 chip realize the energy pulsing occur。本文將設(shè)計一個以 C8051F360芯片為核心，配有電能轉(zhuǎn)換模塊、 LED 顯示模塊、掉電存儲模塊等功能模塊，實現(xiàn)對八戶的用電狀況進行采集檢測。 本次設(shè)計用戶數(shù)為八戶，即實現(xiàn)八位用戶循環(huán)顯示電能量。 C8051F360 single chip microputer application program to plete pulse to read, counting, putation, storage, send display function。 8 the user watthour meter。同時，基于 24C16芯片實現(xiàn)單片機的掉電數(shù)據(jù)保護，基于 74HC165 芯片實現(xiàn)單片機的清零。 循環(huán)顯示： 8 戶電能循環(huán)顯示，每隔 3S 顯示一戶。 2 設(shè) 計內(nèi)容 設(shè)計系統(tǒng)方案 根據(jù)設(shè)計題目要求 ,以及原始資料的精度要求 ,電能轉(zhuǎn)化脈沖芯片有 AD7755可供選擇 ,因為它 是一種高準確度電能測量集成電路，穩(wěn)定性強 并且價格不貴 ；單片機芯片選擇 C8051F36x 器件，它具有片內(nèi)上電復(fù)位電路、 VDD 監(jiān)視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器，是真正獨立工作的片上系統(tǒng)； 數(shù)據(jù)保護電路芯片 可選FM24C16 ，用先進的鐵電技術(shù)制造的 16K 位的非易失憶的記憶體；另外 要求為LED 顯示 ， 使用 74LS164 串入并出 8 位移位記存器進行存儲數(shù)據(jù) ； 因為各芯片需提供直流電源 ,我們要進行設(shè)計交直流變 化和降壓電路 ， 大體的設(shè)計選擇框架思路就是這些 。其中 I2C總線協(xié)議規(guī)定，任何數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器，任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。如若想送一個數(shù)據(jù) 49H，需先把數(shù)據(jù)送給寄存器 A，將寄存器 A 中的數(shù)據(jù)帶進位循環(huán)右移，此時 C 中的數(shù)據(jù)為 1,先將時鐘輸入端CLOCK 清零，再將時鐘輸入端 CLOCK 置一，讀入 C 中的數(shù)據(jù)送給 164 的 Q0,再將寄存器 A 中的數(shù)據(jù)右移一位，此時 C 中的數(shù)為 0，然后尋找時鐘輸入端的上升沿，將 0 寫入，此時 164 的 Q0 管腳變?yōu)?0， Q1 管腳變?yōu)?1，照此規(guī)律依次將八位二進制數(shù)存入 164 中，最 后 Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7 中的數(shù)據(jù)分別為01001001，即 49H。 C8051F360 功能介紹 C8051F360 單片機為主要部件，它具有片內(nèi)上電復(fù)位電路、 VDD 監(jiān)視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器器件，是真正能獨立工作的片上系統(tǒng)。 圖 C8051F360 電路圖 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 5 5V 穩(wěn)壓電源的設(shè)計 電源電路 設(shè)計是整個電路設(shè)計中的重要部分，其性能的好壞對整個電路的影響極大， 是整個系統(tǒng)能穩(wěn)定工作的前提和關(guān)鍵，系統(tǒng)的各個單元電路都需要使用直流電源供電。 220V~5V 轉(zhuǎn)換電路中，相關(guān)參數(shù)如下： C1=330uf，為濾波電容； C2=，用于抵消輸入線較長時的電感效應(yīng)，以防止電路產(chǎn)生自激震蕩； C3=1uf，用于消除輸出電壓中的高頻噪聲。電路隔離主要有：模擬電路的隔離、數(shù)字電路的隔離、數(shù)字電路與模擬電路之間的隔離。應(yīng)山東科技大學(xué)課程設(shè)計 6 用這個 電路解決了彈載黑匣子的電壓采樣信號的光電隔離問題。 圖 是一種典型反相應(yīng)用電路 , 當(dāng)輸入端有電流流過時 , 發(fā)光二極管發(fā)光 ,使光電三極管導(dǎo)通 , 其集電極就有電流 I C 流過。 4) 光電耦合器的傳輸特性具有非線性和隨溫度變化性 。 線路電壓 220V,基本電流 Ib 為 5A,動態(tài)范圍 400(規(guī)定準確度的電流范圍為2%Ib~Imax,即 100mA~40A)。線路電壓經(jīng)電壓分壓器分壓 ,也降到允許的最大電壓范圍之內(nèi) ,接 V2P 和 V2N。 fF1= U1 U2 G f14U2REF U1=5 350=1750μ V= 并以最大電流產(chǎn)生的壓降和表 1,選擇 G=16 U2=fF1 U1 G f14= 16 = 原理圖中 R C1,R C2,R C3,R4∥ (R5~R16)、 C4 為抗混疊濾波器。的外部相位誤差將產(chǎn)生 %的測量誤差?？紤]到選用的分流器和基準源都存在允差 ,原理圖中設(shè)置了校準網(wǎng)絡(luò) ,通過短接或斷開 J1~J10,可在177。考慮到分流器存在寄生電感 ,較大時需要 進行補償。 VDD再經(jīng) R22(10Ω )、 C10(100nF)和 C11 (220μ F)濾波 ,接 AD7755 的模擬電路電源管山東科技大學(xué)課程設(shè)計 8 腳 AVDD。 和 分配給 LED 顯示部分作為時鐘信號和數(shù)據(jù)輸入。 電源 參數(shù) 220V~5V 的共兩套，一套給 AD7755，另一套給顯示模塊和 5V~ 電源。它的技術(shù)指標(biāo)滿足 GB/T172151998 標(biāo)準規(guī)定的準確度等要求。 5%)V； P2AC/DC,高通濾波選擇腳 ,邏輯高 ,高通濾濾器使能； P3 AVDD,模擬電路電源 ,5(177。 8%)V,可接外部基準源； P11 AGND,模擬電路參考地 。 它由模擬電路 (模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、基準電路與電源電壓監(jiān)測電路 )和數(shù)字信號處理電路兩部分組成。被測電流經(jīng)可編程增益放大器 (PGA)放大后接電流通道的 ADC,并由此 ADC 轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號。此信號經(jīng)低通濾波器濾除其中的交流分量 ,提取出負載消耗的瞬時有功功率。邏輯高 ,HPF 使能。 表 f14 等選擇表 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 10 表 第 7 列是與兩個通道都輸入最大電壓所對應(yīng)的最高輸出頻率(Hz)。 設(shè)計參數(shù) 如下 基準電壓 ： 220V177。鞏固了 以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。這次課程設(shè)計讓我的實際動手能力得到了大大的鍛煉讓我解決實際問題的能力得到了大大的提高并對本專業(yè)的課程布滿了濃厚的興趣及對以后的學(xué)習(xí)充滿了信心 ； 決定在以后的學(xué)習(xí)生活中加強練習(xí)端正心態(tài)迎接新的挑戰(zhàn)。最后終于得出了實驗程序和結(jié)果。LED 顯示部分的數(shù)據(jù)輸入 SCL EQU 。74HC165 的串行輸出信號 CLK165 EQU 。調(diào)用初始化子程序 LCALL I2C_RD 。定時器定時 50ms MOV TL0,0A0H SETB ET0 。初始戶名 LOOP : MOV A,R0 LCALL XSYUSHU 。調(diào)用顯示小數(shù)點子程序，顯示第三位 MOV A,10 LCALL XS 。判斷是否顯示完八戶，顯示完順序執(zhí)行 LCALL I2C_WR 。交叉開關(guān)使能 MOV PCA0MD,00H 。脈沖計數(shù)首地址 PUSH ACC 。與原來外部的狀態(tài)進行比較 JMP BJ01 。判斷是否清零 RETI 。不滿 99，低位加 1 LJMP EX01 AD12:MOV R1,00H INC R1 INC R1 EX01:RET 山東科技大