【正文】 if(key_temp == 0xff) /* key_status = key_state_3。 case key_state_1: if(key_temp == 0xff) key_status = key_state_0。 key_temp |= KeyPort。 key_temp = KeyPort。 static uchar key_value。 i++) { Write_data(addr,start_time[i])。 } ////**DS1302 初始化 ***///////////**DS1302 初始化 ***//////// void ds1302_reset(void) { uchar i,addr = 0x80。//允許數(shù)據(jù)傳輸 35 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 Send_byte(addr | 0x01)。 Send_byte(data1)。//清時鐘總線，產生下降沿，數(shù)據(jù)被讀出 if(IOD) { receive = receive | 0x80。 receive = 1。//置位時鐘總線，產生上升沿，數(shù)據(jù)被寫入 } } ///////****接收數(shù)據(jù) (1 字節(jié) )*****/////// uchar Receive_byte(void) { uchar i,receive=0。 0x01) //從傳輸數(shù)據(jù)最低位開始取 { IOD=1。 for(i=0。 } else { iic_noack()。 for(i=0。 iic_ack()。 iic_start()。 iic_stop()。 iicwr_byte(0xa1)。 iic_ack()。 scl = 1。 //要寫的數(shù)據(jù) 32 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 iic_ack()。 iic_ack()。 iic_start()。 //要寫的數(shù)據(jù) iic_ack()。 iic_ack()。 無 Return: 無 Others: ****************************************/ void write_byte(uchar add,uchar dat) { scl = 1。m) for(n=110。 X++。 // 算出指令碼 LCD_write_instruction(X)。= 0xF。 } void Display_String(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char *str) { unsigned char num。 //當要顯示第二行時地址碼 0x40。= 0x1。 // 顯示模式 LCD_write_instruction(0X0E)。 LCD_DATA=LCD_data。 LCD_EN=0。 LCD_RS=0。 LCD_DATA=1。 29 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 } LCD_EN=0。 LCD_RW=1。 if(10==num) { num=0。 } } void Timer0() interrupt 1 { static num=0。 addres +=2。 } GotoXY(1,1)。539。 GotoXY(0,1)。 init()。 uchar i。 ET0=1。 } void init() { TMOD=0x01。 uchar code shuzu[]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05}。數(shù)字部分（第五版） [M].北京 .高等教育出版社 .2021. [10] 康華光 .電子技術基礎 在程序的編寫上也有了進一步的了解，在之前我是完全不懂程序的編寫，對于程序總是感到頭疼，但經過這次設計，對編程也產生了興趣 ，雖然現(xiàn)在還不能隨性所欲的編寫各個程序，但我相信在以后的學習工作中能掌握這一技術。 對自己的動手能力是個很大的鍛煉。在實習中，我鍛煉了自己動手技巧，提高了自己解決問題的能力。我們了解到了焊普通元件與電路元件的技巧、工藝流程、功率計的工作原理與組成元件的作 用等。 智能化測控應用系統(tǒng)設計 ，是以學生自己動手，掌握一定操作技能并親手設計、制作、組裝與調試為特色的。但是由于以前做的實踐性工作不是很多，設計的器件不夠精確和環(huán)境不夠專業(yè)，該系統(tǒng)設計并不能實現(xiàn)精確的功率測量，但是由于時間的限制，以沒有在進一步的改進，這和工業(yè)生產生活中的要求還有差距。實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化調度。 20 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 本系統(tǒng)設計可推廣到各種電子測量系統(tǒng)中，實現(xiàn)直流電路各參數(shù)的測量。 電源部分使用 220V交流電，通過變壓器變壓為 9V之后，利用一塊 L7805穩(wěn)壓芯片，很好的得到了一個較為穩(wěn)定，且接近 5V 的電壓，誤差在 + 左右，可以利用其很好為單片機與核心芯片進行供電， 但在此次設計中由于經費、時間有限，并未采用原定供電方案，而是直接采用了 USB 接口供電。 本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能是分時段計費。分時計費功能在軟件部分的程序中實現(xiàn)較為容易，主要是分清各個時間段的收費標準，在按鍵的設計上，采用了復用的思想，在程序中運用了 矩陣 鍵盤掃描， 但按鍵數(shù)量有點多，對于程序編寫感到十分困難。在確定電流、電壓互感器能正常工作后，就要開始調試芯片 AD7755，首先，應用萬用表對各個引腳進行測試。 單片機及 LCD1602 顯示部分 在按照原理圖將單片機的最小系統(tǒng)焊接完成后，我們用 STCISP 軟件對其進行下載程序的調試，如圖 所示： 圖 程序燒寫 LCD1602 顯示部分，在 Proteus 軟件中進行了仿真，運行結果如圖 所示，在確認仿真可行后，我們調用單獨的顯示程序，能正常顯示。 軟件設計的主要功能是完成分時計費，程序流程圖如圖 所 示： 15 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 圖 主程序流程圖 電壓電流采集子程序 電壓電流采集子程序主要實現(xiàn)對電壓電流信號的同步采樣，其程序流程圖如圖 所示： 結束 開始 報警 程序初始化 是 讀取 AD7755 讀取完成？ 否 計算余額 余額是否為 0？ 否 檢測標志位 鍵盤掃描 LCD 顯示 檢測中斷？ 是 否 是 16 智能化測控應用系統(tǒng)設計報告 圖 電壓電流子程序圖 AD 轉換子程序 AD 轉換子程序主要是實現(xiàn)將采集的電壓電流信號進行 AD 轉換， 得到單片機能處理的數(shù)據(jù)，并計算出直流功率大小，然后鎖存功率，電流，電壓數(shù)據(jù)，以供顯示。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。 Proteus 軟件介紹 Proteus 軟件是來 自英國 Labcenter electronics 公司的 EDA 工具軟件。而 AD7755 本身就是一款處理器，不要編寫代碼，內部已經一體化了。 DS1302 有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。位 5 至 位 1 指示操作單元的地址 。 DS 1302 引腳 腳圖如圖 ： 圖 DS12887管腳圖 LCD1602 液晶顯示屏介紹 LCD1602是一款工業(yè)字符型液晶顯示屏，能夠同時顯示 32個字符，內部帶有 80*8為的內部 RAM緩沖區(qū)，可顯示阿拉伯數(shù)字，引文字母大小寫，常用符號和日文片假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，在本次設計中，可以通過LCD顯示萬年歷，分時 電價，剩余金額等數(shù)據(jù)信息，可以通過鍵盤來切換顯示。工作電壓寬達 ～ 。有功功率是從瞬時功率信號計算出來的，是用電流和電壓信號直接相乘得到的。 AD7755有 24腳 DIF和 SSOP兩張封裝。 ADS只在 ADC和基準源中使用模擬電路，所有其它信號處理都是用數(shù)字電路。 電流互感器在正常運行時，二次電流產生的磁通勢對一次電流產生的磁通 勢起去磁作用，勵磁電流很小，鐵芯中的總磁通就很小，二次繞組的感應電動勢不會超過幾十伏。上述兩個模塊通過與STC89C52 單片機進行連接，可以實現(xiàn)萬年歷的功能，且可以保證，在智能電表短時間斷電的情況下，時鐘不會停止運行，繼而 使 智能電表的分時計費系統(tǒng)可以準確的運行，我們用 Proteus 仿真 ,電路圖如圖 ： 圖 LCD顯示電路仿真圖 圖 LCD1602 顯示模塊，上圖中可以通過按鍵對 LCD 顯示進行調整，可以顯示，分時電價，余額等信息。 圖 計量模塊電路接線圖 圖 為芯片 AD7755 的具體接線圖， AD7755 作為一款適用范圍極廣且功能強大的電能計 量芯片在本次設計中擔任了重要的角色，通過 CF 管腳直接與單片機連接，與單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間相互通信，從而實現(xiàn)功率的計算，其中 CF 管 腳 與單片機 連接 。 通過 Proteus 軟件仿真 可以看到， 通過該電源 模塊可以很好的工作 ，并最終 得到一個穩(wěn)定的 5V 的電源。 考慮到控制精度，操作習慣和美觀以及成本等因素， 要完成對于電費的準確計算，并綜合本次課程設計成本 進行 考慮，最終選擇了方案二為本次設計的最終設計方案。 雖然兩種方案都能實現(xiàn)本次設計。有功功率偏移寄存器修正分辨率為 % （ ? 60 dB）。 在本方案中，由 AD7755進行功率的計算并進行校準，在該芯片中，通過有功增益寄存器寫入數(shù)據(jù)，可對輸出產生的平均功率 進 行改變，該芯片中在每個相位集成了一個有功偏移寄存器，該寄存器為 12位 寄存器，用以對有功功率 進 行校準，由于實際電路的工作環(huán)境的復雜和多變，以及芯片本身制造工藝和各通道之間 進 行的干擾，都會造成誤差的產生，有功功率寄存器的一個 LSB相當于有功功率乘法器輸出的 LSB的 1/16。但是此設計有諸多缺陷，首先，在信號采集方面，由于智能電表對于功率的計算，如果單純的使用單片機，會造成功率計算不準確，如果要提高計算的精度，對于信號的 AD 轉換就必須采用高精度期間，成本費用增加，其次即便使用了高精度的 AD，在功率計算，補償方面的程序也 相對 繁瑣，再則，由于使用分時計費系統(tǒng)，只用單片機內部時鐘信號 進行 粗略的計時，產生的時間誤差比較大，長時間的使用下會導致計時不準確，而使得電費的計算出現(xiàn)誤差。 智能電表的設計，是基于對用戶電壓電流信號進行采集，并通過微處理器進行核心運算，當電壓電流信號通過采 集以后，通過高精度的 AD 采樣保持，最終輸入微處理器， 并通過用 C 語言編寫的程序鍵控控制處理器 單片機，并且要求通過功率和電費的計算，進行顯示。 本設計的意義在于能夠實現(xiàn)電表的分時段計費功能，這對我國在控制人們合理使用電量上具有深遠的影響。本 新型智能電表 主要實現(xiàn)分時智能計費。居民用電絕大多數(shù)實行“分表制”，即若干集中居住的家庭使用一個總的電表，每戶裝一個分電表，作為居民交付電費的依據(jù)。 附錄 3 程序 代碼 ...........................................................................................................錯誤 !未定義書簽。 附錄 2 元件清單 ...........................................................................................................錯誤 !未定義書簽。 但是，當前 我國大多數(shù)地方對于 用電的管理 還比較 落后，用電收費多年來一直采用先用電、后抄表、再付費的傳統(tǒng)方 式。 所謂智能電表，就是應用計算機技術，通訊技術等，形成以智能芯片（如CPU）為核心，具有電功率計量計時、計費、與上位機通訊、用電管理等功能的電度表。 不僅具有傳統(tǒng)電表的功能，還能對用戶的用電情況進行管理和控制，智能電表利用微機技術，通訊技術等等，減少了能量的消耗，把采集，處理集中于一體，節(jié)省成本和人力資源，提高了工作效率，適應了現(xiàn)代用戶的需求。下面將首先對這兩種方案的組成框圖和實現(xiàn)原理分別進行說明，并分析比較它們的特點，然后闡述最終選擇方案的原因。 方案一 在本設計方案中，核心器件為微處理器，這里我們選用是 STC89C52 單片機，當信號采樣后通過 AD 轉換，送入微處理器，進行數(shù)據(jù)的分析和計算，智能電表的實現(xiàn)必須對用戶的功率進行準確的計算，在信號采集模塊中，通過電壓互感器和電流互感器，對用戶的電壓和電流信號進行采集，微處理器進行功率和電費的計算，可通過 LCD 顯示，并可以通過鍵盤對分時電價進行調整，實現(xiàn)顯示 的轉換和調整，并運用