【正文】 過電機(jī) 轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，通過電燈轉(zhuǎn)換成光能等。 讓計(jì)算機(jī)根據(jù)電費(fèi)不同價(jià)格的時(shí)間分割點(diǎn) ，實(shí)現(xiàn)電能表的復(fù)費(fèi)率功能。抄表集中器內(nèi)有 GPRS 通信模塊， MC5，通過 GPRS 通信網(wǎng)與中心計(jì)算機(jī)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳或命令的下達(dá)。我們以 FM3307/8 單片機(jī)為核心，對(duì) 8 戶居民的用電量進(jìn)行測(cè)量，讓大家了解什么如何利用單片機(jī)來測(cè)量電量。 8 路脈沖輸出電能計(jì)量芯片 AD7755 能夠把居民的用電量轉(zhuǎn)換為一定數(shù)量的脈沖 。 工作時(shí)，電壓經(jīng)電阻的分壓、電流經(jīng)電流互感器在取樣電阻 上取樣后，送入專用電能芯片進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)送到 CPU 進(jìn)行計(jì)算。計(jì) 算機(jī)將用戶提前購(gòu)買的電量寫入電能表中，當(dāng)電量減到 0 時(shí)，P4， 動(dòng)作切斷供電 。在這些轉(zhuǎn)換中所消耗的電能為有功電能。 所謂多功能電能表是指除計(jì)量有功（無功）外還具有分時(shí)、測(cè)量需量等兩種以上的功能，并能顯示，存儲(chǔ)和輸出數(shù)據(jù)的電能表 本課題研究的功能電能表能夠讓居民可以方便的完成電量繳費(fèi) ，用戶對(duì)用電量更加清晰明了 。 100 多年來隨著電力系統(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)展過程。多功能電能表是指具有多功能、智能化等功能的新式電表，是智能電網(wǎng)的基本設(shè)備之一。 解決在生活中因違章使用大功率電器，使電路超負(fù)荷供電，從而造成電路老化引起火災(zāi)事故。 AD7755 只在 ADC 和基準(zhǔn)源中使用模擬電路 ，所有其它信號(hào)處理都使用數(shù)字電路，這使 AD7755 在惡劣的環(huán)境條件下仍能保持極高的準(zhǔn)確度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。當(dāng) AVDD降到 4V 一下 AD7755 也被復(fù)位 ，此時(shí) F1， F2 和 CF 都沒有輸出。 AD7755 的模擬輸入結(jié)構(gòu)具有寬動(dòng)態(tài)范圍 ，大大簡(jiǎn)化了傳感器接口可以與傳感器直接連接。它可提供基于輸電線電壓和電流計(jì)算的瞬時(shí)有功功率和平均有功功率。這種信號(hào)處理方法可在隨環(huán)境條件和時(shí)間變化的很大范圍內(nèi)提供優(yōu)異的穩(wěn)定性和精度。在各種負(fù)載條件下提供低頻（ F1/F2）和高頻（ CF）同步輸出。引腳CF 以較高頻率形式輸出有功功率瞬時(shí)值 ,用于校驗(yàn)或與 MCU 接口。內(nèi)部相位匹配電路使電壓和電流通道的相位始終是匹配的 ,無論通道 1 內(nèi)的高通濾波器（ HPL）是接通的還是斷開的。 3， CF的輸出即使在穩(wěn)定負(fù)載條件下仍然隨時(shí)間變化 ,這種變化是由于瞬時(shí)有功功率信號(hào)中的 cos2ω t 引起的 .CF 以高頻輸出時(shí) ,對(duì)瞬時(shí)有功功率進(jìn)行累加完成頻率轉(zhuǎn)換的過程 ,累加時(shí)間較短 ,減弱了對(duì) cos2ω t 的平均作用 ,部分瞬時(shí)功率信號(hào)成分通過了數(shù)字 — 頻率轉(zhuǎn)換器 ,解決辦法是 CF的輸出頻還應(yīng)該用頻率計(jì)數(shù)器進(jìn)一步平均 ,消除紋波。 圖 22： 三相有功功率測(cè)量原理示意圖 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的多功能電表設(shè)計(jì) 7 AD7755 有關(guān)電路 核心芯片，分流器，分壓電路，基本電壓源，保護(hù)電路，光電耦合器輸出電路 。兩個(gè)輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空。多種封裝形式，額定從 40 176。 C 。并行 輸 入 /輸 出 （ I/O）口 :通常 為獨(dú) 立的 雙向 口，任何口既可以用作 輸 入方式，又可以作 輸 出方式，通過軟 件 編 程 來設(shè) 定。串行通信有同步和異步之分， 這 可以用硬件或通用串行收 發(fā) 器 件來實(shí)現(xiàn) 。位數(shù)有半位， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 8， 10 位等等 ....， led 數(shù)碼管根據(jù) LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解 LED 的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長(zhǎng)等。很明顯，LCD 驅(qū)動(dòng)器只是一個(gè)接收器，而存儲(chǔ)器則既可以接收又可以發(fā)送數(shù)據(jù)。 I2C 總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與接口 在數(shù)據(jù)的傳輸過程中 ，必須確定數(shù) 據(jù)傳送的其實(shí)和結(jié)束。啟動(dòng)信號(hào)是一種電平跳變時(shí)序信號(hào) ，而不是一個(gè)電平信號(hào)。如果產(chǎn)生重 復(fù)起始條件而不產(chǎn)生停止條件，總線就會(huì)一直處于忙的狀態(tài)。數(shù)據(jù)保存壽命達(dá) 100 年以上。在上升沿時(shí)寫入 E2PROM 數(shù)據(jù)，在下降沿時(shí) 輸出E2PROM 數(shù)據(jù)。 WP=1 時(shí)，只能讀存儲(chǔ)器。 AT24CXX 的工作原理 器件地址 ，對(duì)于掛接在 I2C 總線上的多個(gè) I2C 器件 ， CPU 訪問其中的某個(gè)器件時(shí) ，首先是匹配器件地址，在器件地址中還包含了訪問該器件的讀寫方向。因此 2 根 I2C 總線上最多可以掛接 8個(gè) AT24C01/02 器件。顯然 2 跟 I2C 總線上最多可以掛接 2個(gè) AT24C08 或 1個(gè) AT24C16。 ① 字節(jié)寫 字節(jié)寫的過程包括啟動(dòng)條件 、寫入器件地址、存儲(chǔ)器單元地址、寫入數(shù)據(jù)以及停止條件。這里同樣存在單字節(jié)和雙字節(jié)存儲(chǔ)器單元地址的問題。其操作格式只需提供讀命令后數(shù)據(jù)即被讀出。 無論是當(dāng)前地址讀還是指定地址讀后的系列讀 ,存在頁內(nèi)回卷的問題。因?yàn)?RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò) ,一般只需二根連線 ,所以 RS485接口均采用屏蔽平衡雙絞線傳輸。 RS485是一個(gè)電氣接口規(guī)范 ,它規(guī)定了平衡驅(qū)動(dòng)器和接收器的電器特性而沒有規(guī)定插件傳輸電纜和通信協(xié)議。邏輯“ 1”以兩線間的電壓差為 +(2~6)V表示 ,邏輯“ 0”以兩線間的電壓差為 (2~6)V表示。若 A比 B大 200mV,RO為 ,反之為低電平。若 DE： 1驅(qū)動(dòng)器輸出 A和 B有效 ,若 DE： 0則它們呈高阻態(tài)。當(dāng)無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的多功能電表設(shè)計(jì) 18 DI： 1，則 A： 1， B： 0。 VCC,電源端 ,一般接 +5V 。若 A比 B大 200mV,RO為高 ,反之為低電平。若驅(qū)動(dòng)器輸出有效 ,器件作為線驅(qū)動(dòng)器用 ,反之作為線接收器用。 A同相接收器輸入和同相驅(qū)動(dòng)器輸出。數(shù)據(jù)通信的設(shè)計(jì)要綜合考慮地理環(huán)境、用戶用能行為、技術(shù)水平、管理體制和投資成本等因素。它支持 TCP/IP協(xié)議 ,是一個(gè)分組型數(shù)據(jù)網(wǎng) ,無需經(jīng)過 PSTN等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接 ,就可直接將數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式與 Inter互傳。 GSN具有移動(dòng)路由管理功能 ，它可以連接各種類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) ,并可以連到 GPRS寄存器。的主要功能是對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行鑒權(quán)和移動(dòng)性管理 ,建立移動(dòng)終端到 GGSN的傳輸通道 ，接收從 BSS傳送來的移動(dòng)終端分組數(shù)據(jù) ,通過 GPRS骨干網(wǎng)傳送給 GGSN。有的文獻(xiàn)中 ,把 GGSN稱為 GPRS路由器 ,負(fù)責(zé)存儲(chǔ)己經(jīng)激活的 GPRS用戶的路由信息。另外 GGSN還可具有地址分配、計(jì)費(fèi)、防火墻功能。對(duì)外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來說 ,GPRS系統(tǒng)中的 GGSN就是一個(gè)路由器 ,實(shí)現(xiàn) GPRS骨干網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) (、幀中繼網(wǎng)或 ATM網(wǎng) )之間的路由尋址功能。 PCU可作為模塊單元插入 BSC,或者作為獨(dú)立于 BSC的單元存在。 目前， GPRS 模塊廣泛應(yīng)用于電力、車載、監(jiān)控、移動(dòng)終端等領(lǐng)域，將傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸方式改變成為無線數(shù)據(jù)傳輸方式。 大 專幾年的生活轉(zhuǎn)眼就要結(jié)束了，這幾年是我人生中最重要的學(xué)習(xí)時(shí)間。 此時(shí)此刻，我要感謝電子系的全體老師幾年來對(duì)我的指導(dǎo)和幫助，他們廣博精湛的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度使我得到的不僅是知識(shí)，還有他們對(duì)知識(shí)孜孜不倦的追求精神及做人的 品質(zhì)，這將使我終身受益，尤其是對(duì)秦老師表示由衷的感謝。 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的多功能電表設(shè)計(jì) 24 參考文獻(xiàn) [1]閹石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京：高等教育出版社， 20xx [2]謝 嘉奎 .電子線路線性部分（第四版） [M].北京：高等教育出版社， 20xx [3]劉樂善、劉學(xué)清 .微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用 [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，20xx [4]何立民 .單片機(jī)高級(jí)教程 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Unit)作為分組接入和控制單元 ，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)新增 SGSN(Serving GPRS Support Node)和 GGSN(Gateway GPRS Sup