【正文】 H S O . 2V1N）和電壓輸入端（ V2N、 V2P），經(jīng) ADE7755 內(nèi)部乘法累加后由 CF、 F F2輸出反映有功功率大小的脈沖，其中 CF 頻率高，可反映瞬時有功功率的大小， FF2 頻率低，反映平均有功功率的大小。在串行時鐘和數(shù)據(jù)端接了上拉電阻 R77 和 R78。本系統(tǒng)采用 MF RC500 來實現(xiàn)讀卡功能。CRC)。它包含一個易用的雙向 FIFO 緩沖區(qū)和一個可配置的中斷輸出。它支持的 幀包括 CRC 和奇偶校 驗。 模擬電路包含了一個具有非常低阻抗橋驅(qū)動器輸出的發(fā)送部分。 MF RC500 與單片機(jī)的接口 MF RC500 與單片機(jī)的接口電路圖如圖 所示。本讀卡器采用的是獨(dú)立讀寫選通，地址線和數(shù)據(jù)線復(fù)用的連接方式。 圖 MF RC500 與單片機(jī)的接口電路 采用這種連接方式向寄存器寫值時，首先置端口的狀態(tài)為輸出，送出需要改。實現(xiàn)更多的功能。它的總線控制有三種類型：獨(dú)立讀寫選通、共享讀寫選通和帶信號交換的共享讀寫選通。接收器可以檢測到并解碼非常弱的應(yīng)答信號。 狀態(tài)和控制部分允許對器件進(jìn)行配置以適應(yīng)環(huán)境的影響，并使性能調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。即使使用非常低成本的器件也能滿足高速非接觸式通信的要求。方便的并行接口可直接連接 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 到任何 8 位微處理器，給讀卡器 /終端的設(shè)計提供了極大的靈活性。 MF RC500 支持 ISO 14443A 所有的層。在掉電時存儲剩余電度數(shù)，也可做為系統(tǒng)的后備存儲芯片。 再通過軟件編程將照明電路的電量平均分配給 8位用戶，從而實現(xiàn)電能的計費(fèi)。 ADE7755 與微控制器（ MCU）的接口 ADE7755 與微控制器（ MCU）接口最簡單的方法是使用 CF 高頻輸出，如圖 所示。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 輸出頻率與輸入電壓大小的關(guān)系如下式所示： F=（ 1V 2V G 41?F ） / 2REFV （ 4－ 8） 式中： F—— 引腳 F F2 輸出的脈沖頻率（ Hz） 1V ， 2V —— 通道 1， 2 差動輸入電壓有效值（ V） G—— 增益（ ），由 G0 和 G1 的邏輯輸入確定 REFV —— 基準(zhǔn)電壓（ 177。在純正弦情況下功率因數(shù)的計算是正確的，而諧波是 由一系列純正弦波組成的，因此諧波功率因數(shù)和有功功率的計算也是正確的。當(dāng) CF 用于校驗時，輸出頻率還應(yīng)該用頻率計數(shù)器進(jìn)一步平均以消除紋波。 該濾波器的幅頻響應(yīng)特性為： )(1)( HzffH ?? （ 4－ 7） 在線路頻率為 50Hz時， )100(2 Hz? 成分的衰減大約 為－ 22dB。 30 mV ADE7755 的實際應(yīng)用 1） 當(dāng)輸入的電壓信號與電流信號不同相時 在電壓與電流同相的情況下，瞬時功率信號中的有功功率分量（即直流分量）為（ V I/2）；而在電壓與電流不同相（設(shè)電流滯后 電壓 ? 角）的情況下，瞬時功率信號中的有功功率分量（即直流分量）為（ V I/2） ?cos 。 表 通道 1的增益選擇 G1 G0 增益 最大差動信號 0 0 1 177。 470mv，該通道同時具有過電流保護(hù)功能。 ? 具有正負(fù)電能指示功能，防竊電。 ? 滿足 IEC687/1036 標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于它的輸出為脈沖信號，所以 CPU通過中斷引腳可以方便準(zhǔn)確的進(jìn)行電量的累計。 最早的電子式電子表只能通過使用分立的元件來實現(xiàn)，但是隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電能計量新技術(shù)和新產(chǎn)品不斷問世，目前已開發(fā)出用于各種電能計量的專用集成電路，如單相電子式電能表專用集成電路 BL093雙向單相全電子式電能表專用集成電路 BL093 靜止式電子電度表專用大規(guī)模集成電路 GW6832PA等。由于 ??tu 和 ??ti 都是隨時間變化的周期函數(shù)，所以 ??tp 也是隨時間周期變化的。圖中 74LS138 譯碼器的作用是將 ～ 的 三根地址數(shù)據(jù)復(fù)用線擴(kuò)展為 Y0～ Y7八根控制線，用于對外電路進(jìn)行控制。 圖中 74LS373 為三態(tài) 8 口鎖存器，用于分離 P3 和 P4 口的地址和數(shù)據(jù)，由于1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBA TitleNumber RevisionSizeBDate: 21May206 Shet of File: C:\Documents and Setings\Administrator\桌面 \123\ By: 74LS245 2864 CE OE WE 74LS138 Y0 Y1 74LS245 74LS245 74LS373 74LS373 74LS373 AD0～ AD7 AD9～ AD12 D13～ AD15 RD WR 6264 CE OE WE 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBA TitleNumber RevisionSizeBDate: 21May206 Shet of File: C:\Documents and Setings\Administrator\桌面 \123\ By:80C196KB 圖 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 80C196KB 的 P3 口是分時復(fù)用的地址 /數(shù)據(jù)總 線。其中： 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 A0～ A12：地址線； D0～ D7： 數(shù)據(jù)線 OE：數(shù)據(jù) 輸出允許信號 WE：寫選通信號 CE：片選信號 VCC：電源（ +5V） GND：地。 數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展 系統(tǒng) 需要的數(shù)據(jù)存儲空間較大 ,因此需要擴(kuò)展一片 6264 作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲器 .本設(shè)計的數(shù)據(jù)存儲器是只針對上節(jié)點(diǎn)設(shè)計的。 （ 3）控制線的連接。本設(shè)計中 2864 與 80C196KB 連接說明如下： （ 1）地址線的連接。 系統(tǒng)存儲器的擴(kuò)展 程序存儲器的擴(kuò)展 80C196KB 內(nèi)部沒有程序存儲器，因此設(shè)計中采用一片 2864 作為系統(tǒng)的程序存 儲器。其通用寄存器的數(shù)量遠(yuǎn)比一般的 CPU的寄存器的數(shù)量多，免除了中斷服務(wù)過程中 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 保護(hù)寄存器現(xiàn)場和恢復(fù)寄存器現(xiàn)場所支付的軟件開銷，并方便了程序設(shè)計。另外， 196 系列單片機(jī)特別設(shè)計為低功耗芯片。從 1976 年 Intel 公司推出 MCS48單片機(jī)以來，各公司推出了一系列 4 位、 8 位單片機(jī)。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 原理 方 框圖 如圖 所示 。 系統(tǒng)可以 采用主從式結(jié)構(gòu)，主從之間采用串行通信方式（ RS－ 485 總線和 SPI 總線）交換數(shù)據(jù)， 可使電量信息多級保存，防止丟失外，并且一旦當(dāng)系統(tǒng)某部分發(fā)生故障時也不會影響到其他部分，是整個系統(tǒng)的安全可靠性大大增強(qiáng)。 并通過總線方式實現(xiàn)用戶計量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳實現(xiàn)自動抄表 。編程常數(shù)）表倍率 。 以上的四種方案都是可行的，其管理系統(tǒng)也大同小異，只是根據(jù)保密性和可靠性要求選用不同的 IC 卡而已。工作時由高頻模塊和耦合元件發(fā)送電磁場，以提供射 頻 CPU卡所需要的工作能量以及發(fā)送數(shù)據(jù)給卡，同時接收來自卡的數(shù)據(jù)。 射頻 CPU卡 射頻 CPU卡是射頻識別系統(tǒng)的電子數(shù)據(jù)載體，卡中嵌有耦合元件和微電子芯片。 CPU卡 CPU 卡的硬件結(jié)構(gòu)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(yùn)算協(xié)處理器 CAU，其中： CPU一般均為兼容于 8 位字長單片機(jī)的微處理器。只有密碼正確，才能存取數(shù)據(jù)。 加密存儲器卡 加密存儲器卡（ Securitu Cards 接觸型）的芯片由非易失性存儲器和硬件加密邏輯構(gòu)成。采用液晶顯示器，可大大減少功耗，并且可顯示漢字，使界面清晰、明了。而且，現(xiàn)在已有集成電路（如： BL093 ADE7755）將模U I I/U 變換 模擬開關(guān) 過零檢測 過零檢測 V/F 轉(zhuǎn)換 CPU 液 晶 顯DOWN 控制鍵盤 IC 卡卡座 U I I/U變換 模擬乘法器 低通濾波器 V/F轉(zhuǎn)換器 CPU 液晶顯示器 控制鍵盤 IC 卡卡座 圖 功率累加式結(jié)構(gòu)圖 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 擬乘法器、低通濾波器和 V/F 變換器集成，其性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于分立元件。 功率累加式 將端口電流和電壓先送入模擬乘法器相乘，得到一個與功率 P 成正比的模擬電壓（或電流），再經(jīng)過 V/F 變換（或 I/F 變換）變成頻率信號 f 。同時，電壓和電流分別經(jīng)過零檢測電路。 U I I/U 變換 A/D 轉(zhuǎn)換 CPU 液晶顯示器 控制鍵盤 IC 卡卡座 A/D 轉(zhuǎn)換 AD0～ AD7 74LS373 74LS373 74LS373 74LS245 閉合開關(guān) 8 圖 模樹轉(zhuǎn)換式結(jié)構(gòu)圖 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 電壓頻率轉(zhuǎn)換式 采用電壓 /頻率（ V/F）轉(zhuǎn)換器加單片機(jī)實現(xiàn)對電流和電壓的 A/D 轉(zhuǎn)換。這種方案顯示直觀，讀數(shù)容易。 電能計量系統(tǒng)方案設(shè)計 現(xiàn)有電能計量方案有以下幾種： 機(jī)械電子式 前置通道采用原感應(yīng)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。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第 2章 方案設(shè)計與論證 帶身份識別的公寓電能計量控制系統(tǒng)主要包括電能計量系統(tǒng)和身份識別（預(yù)付費(fèi)）系統(tǒng)。 針對以上情況，本文提出了帶身份識別的公寓電能計量控制系統(tǒng)。 隨著學(xué)生公寓用電的商業(yè)化，越來越不便于學(xué)校對學(xué)生日常用電器的監(jiān)督和管理，因此導(dǎo)致很多學(xué)生隨意使用 一些諸如電爐子、熱得快等發(fā)熱性負(fù)載（以下統(tǒng)稱為惡性負(fù)載），時常導(dǎo)致一些公寓火災(zāi)，雖然目前已有一些比較成熟的遠(yuǎn)程抄表用電管理系統(tǒng)用于學(xué)生公寓，但還遵從一般的民用或小區(qū)管理模式，大都不具備惡性負(fù)載自動識別功能，即使具備也難以達(dá)到令人滿意的程度，時常導(dǎo)致一些識別錯誤，給學(xué)校用電管理部門和學(xué)生造成很大的不便。而由多個用戶共同承擔(dān)智能化的投入，從而提高了性價比，平均每戶造價僅略高于傳統(tǒng)感應(yīng)式電表。 IC 卡收費(fèi)方式：為用戶安裝具有 IC 卡接口的計量儀表，以 IC 卡 作為傳輸介質(zhì)在用戶和管理部門之間傳輸信息，自動實現(xiàn)計量儀表的抄收以及繳費(fèi)工作。 現(xiàn)行的抄表、收費(fèi)方式主要有以下三種： 人工抄表收費(fèi)方式：為用戶安裝普通計量儀表，按固定的時間由管理人員上門抄表和收費(fèi)。如：多費(fèi)率電能表（或稱分時電能表、復(fù)費(fèi)率表、峰谷表）、預(yù)付費(fèi)電能表（或稱 IC 卡表）、多用戶電能表、多功能電能表等。第四部分：計數(shù)器，是將與功率成正比的脈沖數(shù)顯示出來的器件。乘法器是電子式電能表的核心，電子式電能表的測量原理就是使用它來實現(xiàn)功率和電能的測量，表計的測量精度也主要取決于它。 1976 年日本首先研制出了電子式電能表，帶來電能計量裝置的革命性變革。這種表仍然采用了感應(yīng)式電能表的測量機(jī)構(gòu)，只是利用光電傳感器將電能轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，通過電子電路對脈沖信號的計算與處理，完成電能的計量工作，它可以通過電子部分的各種變換來實現(xiàn)人們不同的實際需求。當(dāng)有電流通過時，其電壓和電流線圈就將交變的電壓和電流轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔兊拇磐?，以此來?qū)動轉(zhuǎn)動部分（圓盤）旋轉(zhuǎn)，計數(shù)部分記錄圓盤所轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電能量顯示在計度器上。 電能計量裝置 電能表是一種計量某一段時間內(nèi)通過的電能的累積值的表計。 The upper management level PC at the core. through telephone lines or LAN munications at any time acquisition bottom PC data resources, through the pletion of various statistical database, analysis, can be kept informed of the entire campus apartment Finally, the harmonic grid data Energy and plete clearing business. This paper elaborates on the modulelevel design of software and hardware, antiinterference, IC card prepaid electricity circuit