【正文】 秦老師在百忙之中對(duì)我的設(shè)計(jì)給予了細(xì)心的指導(dǎo)和耐心的指導(dǎo)，他在學(xué)術(shù)上精益求精、一絲不茍的精神和工作上嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)，以及忘我的學(xué)習(xí)態(tài)度給我留下了深刻的印象。尤其是在偏遠(yuǎn)的地區(qū)和移動(dòng)的環(huán)境，使用 GPRS 模塊為做無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵钠骷慕K端產(chǎn)品被廣泛使用。因?yàn)椴捎孟嗤膮f(xié)議 ,GPRS可以看作是 Inter的子網(wǎng) ，能夠使用 GPRS的移動(dòng)終端可以視為移動(dòng)主機(jī)。 GGSN可以把 GSM網(wǎng)中的 GPRS分組數(shù)據(jù)包進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換 ,從而可以把這些分 組數(shù)據(jù)包傳送到遠(yuǎn)端的 TCP IP或 。 GSN可以完成移動(dòng)臺(tái)和 各 種 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 絡(luò)之 間 的 數(shù) 據(jù)傳 送 和 格 式轉(zhuǎn) 換 。在國(guó)外己有許多發(fā)展成熟的自動(dòng)抄表系統(tǒng) ,他們采用的信息傳輸方式有 :電視電纜、電力線載波、無(wú)線電波和公用電話網(wǎng)等。 DI驅(qū)動(dòng)器輸入端。 圖 61： MAX485 圖 62： MAX485 的收發(fā)功能 、 RS485電平與 TTL電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路 RS485的驅(qū)動(dòng)接口部分通常由 Maxim公司生產(chǎn)的差分平分器首發(fā)芯片MAX481/483/485/487/489等 ,每種型號(hào)的芯片內(nèi)部均集成了一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器。 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。 、RS485電平與 TTL電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路 ,RS485的驅(qū)動(dòng)接口部分通常由 Maxim公司生產(chǎn)的差分平分器首發(fā)芯片 MAX481/483/485/487/489等 ,每種型號(hào)的芯片內(nèi)部均集成了 一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器。平衡雙絞線的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比 ,在 l00Kbps速率下才能使用規(guī)定最長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度 ,只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。 ④指定地址讀 ,指定地址讀是指讀出指定單元的數(shù)據(jù)。由于存儲(chǔ)器容量大的器件 AT24C3 AT24C64 的存儲(chǔ)器單元地址為 2 個(gè)字節(jié)格式如圖所示。在訪問(wèn)某個(gè)器件時(shí) ， CPU 發(fā)出的器件地址中 A A A0 值與 該器件引腳 A A A0 電平相一致 ，才能訪問(wèn)到該器件。 ● A0A1A2，地址輸入引腳。電源等級(jí)根據(jù)用戶需要有 、 、 2.. 等四種，低功耗工作電流 1mA，備用狀態(tài)不到10uA，較常見(jiàn)的有 8 腳 DIP 封裝、 8 腳 SOIC 封裝。啟動(dòng)信號(hào)是由主控器主動(dòng)建立的，在建立該信號(hào)之前 I2C 總線必須處于空閑狀態(tài) ，總線在起始條件后被認(rèn)為處于忙的狀態(tài)如圖所示。除了發(fā)送器和接收器外器件在執(zhí)行數(shù) 據(jù)傳輸時(shí)也可以被看作是主機(jī)或從機(jī)（見(jiàn)表 1）。圖 2 是共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。 現(xiàn) 代的 單 片機(jī)的 I/O 口也有不同的功能 ，有的 內(nèi) 部具有上拉或下拉 電阻 ，有的是漏極 開(kāi) 路 輸 出，有的能提供足 夠 的 電 流可以直 接驅(qū)動(dòng) 外部設(shè)備 。 C 至 +85 176。 圖 23： 原理示意圖 無(wú)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) 8 第三章 多功能電表核心 74HC164與 LED數(shù)碼顯示 74HC164 是高速硅門 CMOS 器件 ，與低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件的引腳兼容。內(nèi)部的空載閾值特性保證 ADE7755 在空載時(shí)沒(méi)有潛動(dòng)。 ADE7755 是一種高準(zhǔn)確度電能測(cè)量集成電路 ,其技術(shù)指標(biāo)超過(guò) IEC1036 規(guī)定的準(zhǔn)確度要求。該器件規(guī)范超過(guò)無(wú)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) 4 IEC61036 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的精度要求。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(wú)論通道 1 內(nèi)的高通濾波器 HPL，是接通的還是斷開(kāi)的。真正確保公寓、學(xué)校、宿舍、網(wǎng)吧等用電量相對(duì)大的場(chǎng)所的用電安全。 伴隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的前進(jìn)步伐 ，工業(yè)及居民用電急劇增加，龐大的供電網(wǎng)絡(luò)給用電管理單位帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，也給居民、工廠帶來(lái)了諸多不便。而記錄這種電能的電表為有功電能表。由于采用了專用的電能處理芯片，使得電壓電流采樣分辨率大為提高，且有足夠的時(shí)間來(lái)更加精確的測(cè)量電能，從而使電能表的計(jì)量準(zhǔn)確度有了顯著改善。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 題 目 基于單片機(jī)的多功能電表設(shè)計(jì) 系 別 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 20xx年 4 月 無(wú)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) i 摘要 隨著物質(zhì)生活的富裕，很多人搬入城市，電量成為大家生活的 1部分。 CPU 用于分時(shí)計(jì)費(fèi)和處理各種輸入輸出數(shù)據(jù)，通過(guò)串行接口將專用電能芯片的數(shù)據(jù)讀出，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)段完成分時(shí)有功電能計(jì)量和最大需量計(jì)量功能，根據(jù)需要顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)、通過(guò)紅外或 RS485 接口進(jìn)行通訊傳輸，并完成運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)，記錄存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)。 伴隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的前進(jìn)步伐 ，工業(yè)及居民用電急劇增加，龐大的供電網(wǎng)絡(luò)給用電管理單位帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，也給居民、工廠帶來(lái)了諸多不便。為此我國(guó)在“十二五 規(guī)劃”中提出建設(shè)“智能電網(wǎng)” 的解決方案 ，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、電信網(wǎng)三網(wǎng)融合。 無(wú)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) 3 第二章 脈沖輸出的電能計(jì)量集成電路 論述 AD7755 是一種高準(zhǔn)確度電能測(cè)量集成電路 ，其技術(shù)指標(biāo)超過(guò)了 IEC1306 規(guī)定的準(zhǔn)確度要求。內(nèi)部的空載閾值特性保證 AD7755 在空載時(shí)沒(méi)有潛動(dòng)。 ADE7755 中使用的唯一模擬電路是 ADC 和參考電壓電路。 ADE7755 只在 ADC 和基準(zhǔn)源中使用模擬電路 ,所有其它信號(hào)處（如相乘和濾波）都使用數(shù)字電路 , 這使 ADE7755 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。 額 ADE7755單相表計(jì)量 原理框圖 無(wú)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) 5 圖 21 AD7755面臨的問(wèn)題及注意事項(xiàng) 1，在某些特殊場(chǎng)合的使用過(guò)程中 ,有時(shí)會(huì)出現(xiàn) AD7755 的 CF 和 F1/F2 兩個(gè)輸出有不同步現(xiàn) 象 ,這是由于在負(fù)載電流小于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IEC1036 和國(guó)家標(biāo) GBN7215規(guī)定的啟動(dòng)電流時(shí) (AD7755 的啟動(dòng)電流要小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的啟動(dòng)電流 ),AD7755 的CF 端的工作方式和 F1/F2 端的工作不完全相同 ,F1/F2 端可能會(huì)處于工作和不工作之間 ,導(dǎo)致兩端口輸出不完全一致 ,按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ,負(fù)載電流小于啟動(dòng)電流 ,電能表可以不作計(jì)量 ,因此雖然不同步但輸出結(jié)果都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 74HC164 是 8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器 ，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。 C 和 40 176。 I/O 是 單 片機(jī)的重要 資 源，也是衡量 單 片機(jī)功能的重要指 針 之一。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。主機(jī)是初始化總線的數(shù)據(jù)傳輸并產(chǎn)生允許傳輸?shù)臅r(shí)鐘信號(hào)的器件。 圖 41： 起始信號(hào) 無(wú)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) 11 停止位時(shí)序 ，當(dāng) SCL 位為高位時(shí) ， SDA 線由低到高的轉(zhuǎn)換。 AT24CXX 的引腳說(shuō)明 AT24CXX的典型封裝引腳如圖 所示。 無(wú)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) 14 ● VCC，電源端。 對(duì)于 AT24C04，由于存儲(chǔ)器單元尋址時(shí)存在高位地址 A8位 ，此時(shí) A8將借用器件地址的 A0位 ，由于 A0 位懸空處理 ，因此， 2 根 I2C 總線上最多可以掛接 4個(gè) AT24C04。在發(fā)出停止條件后，對(duì)于這類非易失性的存儲(chǔ)器，都要經(jīng)歷一個(gè)寫(xiě)周期后才能再次對(duì)該芯片進(jìn)行操作。該操作首先要通過(guò) 1 個(gè)寫(xiě)入讀出數(shù)據(jù)的地址操作 ,習(xí)慣上稱為偽啟動(dòng) ,在得到操作的當(dāng)前地址后 ,再進(jìn)行與當(dāng)前地址讀一樣的操作。因此 ,RS485更適合短距離的數(shù)據(jù)傳輸。 MAX481/483/485/487為 8引腳封裝 ,其引腳分布與典型工作電路如圖所示 ,引腳功能說(shuō)明如下。 DI驅(qū)動(dòng)器輸入端。 MAX481/483/485/487為 8引腳封裝 ,其引腳分布與典型工作電路如圖所示引 腳功能說(shuō)明如下。當(dāng) DI： 0，有 A： 0， B： 1，當(dāng) DI： 1則 A： 1， B： 0。 GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱 ,構(gòu)建在 GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上 ,對(duì)原有的 GSM網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和無(wú)線系統(tǒng)的設(shè)備及功能進(jìn)行了升級(jí)和增強(qiáng) ,被稱為 。 G S N 可 以 是 一種 類 似于路由器的獨(dú) 立又備 ,也可以與 GSM中的 MSC集成在一起。 GGSN是連接 GPRS網(wǎng)絡(luò)與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。每一個(gè) GPRS終端都有一個(gè)自己的 IP地址 ,并可以依據(jù)此尋址。 無(wú)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) 23 謝辭 在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，無(wú)論是確定工作方案、收集資料還是撰寫(xiě)論文，我都得到了秦逸平老師的全力幫助和耐心指導(dǎo)。 另外在設(shè)計(jì)過(guò)程中還得到了設(shè)計(jì)小組成員的大力幫助，在此表示感謝，我將在以后的工作中不斷努力學(xué)習(xí)，在不久的將來(lái)成為一名優(yōu)秀的技術(shù)人才。 此時(shí)此刻，我要感謝電子系的全體老師幾年來(lái)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