【正文】 格適中，： 電源電路電子式預付費電度表有三組電壓：+5V單片機，+12V供磁保持繼電器，177。實踐證明，系統(tǒng)失效和硬件損壞是各種干擾引起的，而90%左右的干擾來自于電源。這是非常耗時的但又必須做的。如該產(chǎn)品程序通過一個月就夠了，但要變成產(chǎn)品起碼要一年半的時間。==1是不允許的情況，因為這時所有的三極管均導通，功耗很大。=1，=0時三極管VTVTVT8導通，而VTVTVT6截止。磁保持繼電器能使電磁線圈中保持上次驅(qū)動脈沖所注入的磁場不變，即在正常工作時不需要驅(qū)動電流，只在需要改變觸點狀態(tài)時加上200ms左右的負向脈沖即可。（3）讀順序地址內(nèi)容讀順序地址內(nèi)容的操作與讀當前地址內(nèi)容的操作類似，只是在AT24CXX發(fā)送第一個字節(jié)以后，主器件不發(fā)和STOP，而是發(fā)ACK應答信號，控制AT24CXX發(fā)送下一個順序地址的8位數(shù)據(jù)字。在接收到從器件的地址中R/位為1的情況下，AT24CXX發(fā)送一個應答信號并且送出8位數(shù)據(jù)字。像字節(jié)寫操作一樣，一旦停止信號被接收到，則開始內(nèi)部寫周期。先將寫控制字節(jié)、字地址發(fā)送到AT24CXX，接著發(fā)x個數(shù)據(jù)字節(jié)，主器件發(fā)送不多于一個頁面的數(shù)據(jù)字節(jié)到AT24CXX。根據(jù)通信規(guī)約，起始信號，停止信號和應答信號的時序如圖 所示:圖 起始信號，停止信號和應答信號的時序3) 寫操作AT24CXX系列E2PROM的寫操作有字節(jié)寫和頁面寫2種。SDA和SCL線上通常接有上拉電阻，當SCL為高電平時，對應的SDA線上的數(shù)據(jù)有效，而當SCL為低電平時，允許SDA線上的電平變動?？刂谱止?jié)位0為 讀/寫操作控制碼，如果此位為1，則下一字節(jié)進行讀操作，若此位為0，則下一字節(jié)進行寫操作。 此3個控制位用于片選或者內(nèi)部塊選則，標準的I2C規(guī)約允許選擇16KB的存儲器?？刂谱止?jié)的結構如下所述： 其中：控制字的位7位4為從器件地址，確認其間的類型，此4位碼由Philips公司的I2C規(guī)約所決定，1010碼即從器件為串行E2PROM。輸入引腳內(nèi)接有濾波器，能有效抑制噪聲。其特點是：單電源供電，采用低功耗CMOS技術，工作電壓范圍寬，自定時寫周期，頁面寫周期的典型值是2ms，具有硬件寫保護。上述的通信規(guī)約在內(nèi)部有I2C接口的單片機中是通過對相關的特殊功能寄存器（I2C的控制寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、狀態(tài)寄存器）操作完成的。I2C總線傳送的格式為：開始位以后，主器件送出8位的控制字節(jié)，以選擇從器件并控制總線傳送的方向，其后傳送數(shù)據(jù)。I2C總線數(shù)據(jù)傳送時，在時鐘線高電平期間，數(shù)據(jù)線上必須保持有穩(wěn)定的邏輯電平狀態(tài)，高電平為數(shù)據(jù)1，低電平為數(shù)據(jù)0。無論是主器件還是從器件，接收一字節(jié)后必須發(fā)出一個應答信號ACK。I2C總線的通信規(guī)約：I2C采用主/從方式進行雙向通信。系統(tǒng)中所有的單片機、外圍器件都將數(shù)據(jù)線和時鐘線的同名腳相連在一起，總線上的所有節(jié)點都由器件引腳給定地址。I2C總線采用器件地址的硬件設置方法，是硬件系統(tǒng)飛擴展簡單靈活。讀、寫的方法復雜，常被用作單片機系統(tǒng)的非易失性數(shù)據(jù)存儲器。EEPROM芯片按接口分量類：并行接口芯片和串行接口芯片。K1,K2為IC卡座的一對常閉觸點，當有卡插入時，K1,K2開路，VT3導通，給IC4DE ，此信號用來檢測有無卡插入。（3）片內(nèi)并行接口①P0、PPP3口都是8個引腳的I/②P0是OC門輸出，帶載能力為8個TTL門③PP2的帶載能力是4個TTL門④初始狀態(tài)所有端口為高電平=1 51單片機控制引腳圖本系統(tǒng)采用基于HD44780控制芯片的1602液晶顯示屏，功耗小，可靠性高，電路簡單。除此之外，還可以在片外擴展RAM和ROM，并且各有64KB的尋址范圍，也就是最多可以在外部擴展264KB存儲器。指令部件有：程序計數(shù)器PC、指令計數(shù)器IR、指令譯碼器ID、數(shù)據(jù)指針。時鐘可有兩種方式產(chǎn)生，即內(nèi)部方式和外部方式。暫存器在乘法指令中用來存放乘數(shù)，在除法指令中用來存放除數(shù)，運算后其中為部分運算結果。51單片機的基本結構如圖 圖 51單片機的基本結構其結構特點如下：8位CPU ；片內(nèi)振蕩器及時鐘電路；32根I/O線；外部存儲器ROM和RAM尋址范圍各64K；2個16位的定時器/計數(shù)器；5個中斷源，2個中斷優(yōu)先級；全雙工串行口；布爾處理器。二極管VD10的作用是當斷電時，可使電容C13所存儲的電荷迅速釋放，所以下次上電時可靠復位，電容31可濾除高頻干擾，防止單片機誤復位，按鍵S和電阻R50構成按鍵復位電路。本設計選用Atmel公司的AT89C51，其中內(nèi)部有4KB的程序存儲器，硬件電路簡單，： Atmel公司的AT89C51IC4與時鐘電路（包括晶體振蕩器，電容C14,C15和內(nèi)部電路），上電復位電路（包括R23,C13,S2,VD10,C31,R50）構成單片機的最小系統(tǒng)。51系列單片機的指令系統(tǒng)中，2～3B的指令很多。5V的工作電壓，32768HZ為表用晶體振蕩器為SM9003提供時鐘，CC7為積分電容，R8為參考電壓調(diào)整電位器，本電路無需機械式計數(shù)器。管腳圖及定義:；： SM9003管腳圖 SM9003管腳定義管腳號符號說明1VI1電流取樣信號輸入2VI2電流取樣信號輸入3GNDA模擬地端4Vv電壓取樣信號輸入5NC與4腳內(nèi)部互相聯(lián)結6VR1參考電壓1外調(diào)整端7VR2參考電壓2外調(diào)整端8POUT有功功率計算輸出脈沖9IND負向有功功率指示10IC測試控制端11VSS負電源（5V）12GNDD數(shù)字地端13DMO1脈沖電機驅(qū)動輸出114DMO2脈沖電機驅(qū)動輸出215OSCIN晶振輸入16OSCOUT晶振輸出17VDD正電源（+5V）18C1積分電容119COM積分電容公共端20C2積分電容2兩種輸出波型:將SM9003的測試控制端10腳接地時，脈沖輸出腳（8腳）。⑧20年使用壽命。③具有防潛動功能。電路設計先進，內(nèi)部集成有緩沖放大器，乘法器，V/F型A/D轉(zhuǎn)換器等電路。電表的硬件電路可分為電能計量電路，控制電路，顯示電路。 ： SM9003內(nèi)部電路模型在正弦穩(wěn)態(tài)情況下，設正弦電壓和電流分別見公式（）： 公式（）式中u為交流電壓瞬時值，i為交流電流瞬時值，U為交流電壓有效,I為交流電流有效值，ω為交流電的角頻率，φ=φuφi為電壓電流相位差。5 當插入無效卡時，系統(tǒng)提示“wrong card”。1 上電時，液晶顯示屏上顯示“electrograph”隨將存放在EEPROM中的剩余電能調(diào)入到ROM中。6 當表內(nèi)剩余電能為0時自動斷電，這時用戶不能用電，在用戶將重新購電的IC卡插入卡槽時，完成上訴第一項的功能，恢復供電。2 ?？▽Ｓ?。由于卡與讀寫器都需要將射頻技術結合進去，因此會增加成本。無接觸通信使讀寫器在10cm范圍就可以對卡片操作，無需插拔；且射頻CPU卡使用時無方向性，卡片可以任意方向閃過讀寫器表面完成操作。由高頻模塊和耦合元件發(fā)送電磁場，以提供射頻CPU卡所需的工作能量以及發(fā)送數(shù)據(jù)給卡，同時接收來自卡的數(shù)據(jù)，此外，大多數(shù)射頻CPU卡讀寫器都配有上傳接口，以便將所獲取的數(shù)據(jù)上傳給另外的系統(tǒng)，如計算機，機器人控制裝置等。CPU卡（smart cards接觸型）內(nèi)嵌芯片相當于一個特殊類型的單片機，內(nèi)部除了帶控制器存儲器，時序控制邏輯外，還帶有算法單元和操作系統(tǒng)。方案（3）CPU卡CPU卡的硬件構成包括CPU，存儲器（含RAM,ROM,EEPROM等），卡與讀寫終端通信的I/O接口及加密運算處理器CAV，： CPU卡邏輯結構其中①CPU一般均為兼容于8位字長單片機（如MC68HC05,Intel8051等）的微處理器，它將在cos (chip operation system,片內(nèi)操作系統(tǒng))控制下，實現(xiàn)卡與外界的信息傳輸，加密，解密和判別處理等。方案（2）加密存儲器卡加密存儲器卡(Security cards接觸型)的芯片，由非易失性存儲器和硬件加密邏輯構成，： 加密存儲器卡邏輯結構加密存儲器卡的特點：具有安全控制邏輯，安全性能好；同時采用ROM,PROM,EEPROM等存儲技術；從芯片制造到交貨，均采用較好的安全保護措施；為提高安全性，加密存儲器卡的存儲空間被分為不同的功能區(qū)。采用液晶顯示器，可以大大減少功耗，使界面清晰明了。單片機對頻率信號f進行累加，便可得到電能。方案（3）電壓頻率轉(zhuǎn)換式采用電壓/頻率（U/F）轉(zhuǎn)換器加單片機實現(xiàn)對電流和電壓A/D轉(zhuǎn)換器。方案（2）模數(shù)轉(zhuǎn)換式對電流和電壓分別采樣，再通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入單片機進行相乘運算，并在CPU中設置一個定時器，定時對功率進行累加。方案（1）機械電子式前置通道采用原感應式電度表電路，通過對轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動圈數(shù)的計數(shù)來測量電能，具體方案是在轉(zhuǎn)盤上涂上大約1cm寬的黑條，在轉(zhuǎn)盤的上方或下方設置一紅外線發(fā)生接受對管。因此研究本課題具有重要的實用意義。出現(xiàn)混亂，甚至陷入死機循環(huán)。像家用電腦和普通儀表對死機是允許的，通過人工復位、重新設置等手段就可恢復，但對電度表而言則是致命的。隨著微電子技術的迅猛發(fā)展，微控制器（單片機）和大規(guī)模集成電路在電能計量領域的廣泛應用，使電度表的技術水平和性能得到長足發(fā)展。作為使用者，用數(shù)一目了然，不再和鄰里發(fā)生用量上的矛盾，還做到了即時控制；作為管理者，解決了抄表難、算帳麻煩、收費難等一系列令人頭痛的難題；作為新樓盤的開發(fā)者，智能IC卡表的應用，作品將錦上添花，增加賣點，提升品牌價值；作為電供給部門，將先行回收投資，提高管理效能，利國利民利業(yè)；如果集體消費群體，智能IC卡表的應用，將使管理者不再為收費為難，省心省力，事半功倍。提高樓盤智能化水平采用智能IC卡表預付費系統(tǒng)，無疑會避免產(chǎn)生這類矛盾。在抄表方式上，使用遠程自動抄表系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)手工抄表方法存在的速度慢、可靠性差、自動化程度低等問題。數(shù)字乘法器型電子式電能表擴展功能方便，適合與配電自動化系統(tǒng)集成，將成為電子式電能表的主要發(fā)展方向。19世紀末感應式電能表的制造理論就已基本形成。關鍵詞： 電度表；單片機；預付費；電能計量AbstractThis thesis mainly singlephase watthour meter is the design of electronic prepaid, including energy metering system scheme selection, prepayment system, power supply circuit, control circuit and display circuit protection, energy storage and magnetic circuit, keeping circuit, IC card interface circuit module design, programming and design etc. Meter stability, Energy metering system used in measuring SM9003 meritorious electric integrated circuit chips, contains four quadrant simulation on timemultiplier, integrators, voltage, frequency converter rate VFC counter and the control logic, it can be sinusoidal voltage and current multiplication, convert frequency output. Just click on the out put pulse accumulative total count, the electricity, display circuit measurement in 1602 LCD LCD, control circuit ATMEL pany in AT89C51, energy storage circuits. AT24C04 choose memory In order to ensure function under the condition of the stability and reliability of reducing cost increase.Prepayment meter is first after the power purchase cost, as users of consumption mode, with several clear. Also do a realtime control, To improve the management efficiency and benefits the country and the industry, If the collective consumer groups, smart IC card application form, will make no charge for managers and saving, besides.Keywords: electrograph。只需對輸出脈沖累計計數(shù)，就可計量出電能，顯示電路中選用LCD 1602液晶顯示屏， 控制電路中選用ATMEL公司的AT89C51單片機，電能存儲電路中選用AT24C04存儲器。山東科技大學學士學位論文畢 業(yè) 設 計 任 務 書自動化專業(yè) 專本XXX班 學生 XXX 一、 畢業(yè)設計題目：單項電子式預付