【正文】 含通訊接收幀事件和通訊發(fā)送幀事件，當(dāng)程序查詢到通訊接收幀完標(biāo)志位置時(shí)，通訊接收幀事件發(fā)生，程序進(jìn)行通訊格式的判斷，如果通訊幀格式正確，再進(jìn)行通訊地址的比較，如果通訊幀中的地址域時(shí)本機(jī)的地址或廣播地址，表示是對(duì)本機(jī)通訊，則程序進(jìn)行通訊命令的解釋及執(zhí)行，同時(shí)如果要返回?cái)?shù)據(jù)幀，置通訊發(fā)送標(biāo)志，準(zhǔn)備好發(fā)送數(shù)據(jù)幀，則通訊發(fā)送數(shù)據(jù)幀事件發(fā)生，啟動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)幀。整個(gè)程序我是采用查詢方式執(zhí)行的，通過(guò)查詢電表事件發(fā)生的條件，判斷電能表事件是否發(fā)生，來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的操作。通訊通道為 RS—485。圖 程序初始化由上圖可見(jiàn)，程序初始化模塊包括 MCU 初始化和電能表部件初始化兩部分，是對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行初始化。由于有 C23的存在，管理芯片的電源不會(huì)馬上消失，以提供電源方便管理部分進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)。8025 芯片應(yīng)設(shè)置輸出 1S 中的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，為了保證時(shí)間和工作的連續(xù)性，應(yīng)保證電源不斷電。發(fā)送器 接收器數(shù)據(jù) 圖 傳送簡(jiǎn)圖RS—485 通訊電路是通過(guò) 3 個(gè)光耦器件對(duì)單片機(jī)電路和 RS485 總線電路進(jìn)行隔離的，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，電路中的 TVS1 管并聯(lián)在 RS485A 總線和 RS485B總線的兩端，對(duì)電路瞬態(tài)起保護(hù)作用。整個(gè)電源電路是以 78L05 這個(gè)穩(wěn)壓芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)的，是一種串聯(lián)的穩(wěn)壓電路。圖中電壓——頻率轉(zhuǎn)換器送來(lái)的脈沖信號(hào) fx 經(jīng)整形電路整形后，可輸出一系列規(guī)則的矩形波，并輸入到控制門，A 點(diǎn)的波形如圖所示。％的水平。／頻率轉(zhuǎn)換器目前采用的電壓／頻率轉(zhuǎn)換器，大多是利用積分方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。穩(wěn) 壓 電 源 外 部 接 口CPU顯 示 及 鍵 盤ROMA雙 通 道 /轉(zhuǎn) 換電 壓 電 流 圖 數(shù)字乘法器的電能表結(jié)構(gòu)框圖 以△t 為時(shí)間間隔將上式中的積分做離散化處理，即對(duì)電 壓、電流同時(shí)進(jìn)行采樣，則 式 其中： tNT????TdtiuP0)(1???NkiuP1)(1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 單相電子式電能表的硬件設(shè)計(jì) 19這就是用軟件計(jì)算被測(cè)平均功率即有功功率的數(shù)學(xué)模型。 （二）數(shù)字乘法器 微處理器在全電子式電能表中主要用于數(shù)據(jù)處理，而在其測(cè)量機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用并不多。設(shè)開(kāi)關(guān) S1 接通 ﹢UN 的時(shí)間為 T1，接通﹣ UN 的時(shí)間為 T2，且 T1＋T 2＝T。電路的上半部分是調(diào)寬功能單元，下半部分是調(diào)幅功能單元。 IV()*+=()X maxX maxYo圖 模擬乘法器的工作象限圖 實(shí)現(xiàn)兩個(gè)輸入模擬量相乘的方法有多種多樣。U(t)＝Ku Uu(t) 式 式中 u(t)——被測(cè)電壓； Uu(t)——送給乘法器的等效電壓。 式 式中 u(t)——送往電能計(jì)量裝置的電流等效電壓； RL——負(fù)載電阻。（一）電流輸入變換電路 要測(cè)量幾安培乃至幾十安培的交流電流，必須要將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈刃У男⌒盘?hào)交流電壓（或電流） ，否則無(wú)法測(cè)量。其中核心部分是計(jì)量電路的設(shè)計(jì)，這也是電子式電能表計(jì)量功能的體現(xiàn)，它是電能表計(jì)量準(zhǔn)確性的關(guān)鍵部分，但其他部分也是缺一不可的，他們相輔相成，特別是單片機(jī)控制器，它是電能表的靈魂，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各個(gè)部件協(xié)調(diào)控制。 六．按結(jié)構(gòu)原理分，可分為感應(yīng)式電能表、全電子式電能表、機(jī)電一體化電能表。 無(wú)功不是用戶消耗的電能而是用戶曾經(jīng)存儲(chǔ)起來(lái)的電能，這部分電能會(huì)與電網(wǎng)進(jìn)行能量交換。國(guó)外有計(jì)量視在最大需量的需求。4． 管理功能電子式電能表的管理功能包括按時(shí)段費(fèi)率進(jìn)行計(jì)費(fèi)、預(yù)付費(fèi)提示、為抄表提供必要信息數(shù)據(jù)、可參與組網(wǎng)進(jìn)入電能管理系統(tǒng)等。（5）外部設(shè)備：包括接口部分、外殼等。它是電子式電能表的心臟，一般由模擬乘法器、數(shù)字乘法器或 A/D 模擬數(shù)轉(zhuǎn)換加高速微處理器構(gòu)成。由于內(nèi)部沒(méi)有可以轉(zhuǎn)動(dòng)部分也成為靜止式電能表。目前廣泛使用的電能計(jì)量裝置包括：計(jì)量用電流電壓互感器、電能表、互感器與電能表之間的二次回路、電能計(jì)量箱、電能計(jì)量集抄設(shè)備等。1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電能計(jì)量 4 ADE7755 其他電路部分，包括脈沖計(jì)數(shù)和電能方向指示。瞬時(shí)功率是通過(guò)電壓、電流信號(hào)的直接相乘得到的，此瞬時(shí)功率信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器得到有功功率，再經(jīng)過(guò)數(shù)字—頻率轉(zhuǎn)換器累計(jì)脈沖得到有功電能量。必須加強(qiáng)電能計(jì)量的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)電能計(jì)量新技術(shù)的學(xué)習(xí)，使電能計(jì)量工作管理規(guī)范化，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)量準(zhǔn)確可靠。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。s life as an important secondary energy, power in modern society is monly used, so energy metering device in hair, offer, electricity position is very important. Electricity measurement device is more important, the special power as measurement watthours meter, has since birth history of over 100 years. Watthour meter in power management with instruments of very large proportion, its capability directly affects the efficiency of power management and scientific and cultural level. More than 100 years, along with the power system, all based on the power for the development of power industry and power management system, perfecting the structure and properties of the meter has experienced constantly updated, optimizing the process of development. As a special measuring electric power meter its capability directly affects the efficiency of power management, to make electricity measurement instruments to adapt to industrial modernization and power management modernization rapid development needs) phase watthour meter arises at the historic moment.This design singlephase electronic watthour meter has electricity meters, surveillance, control, management four function, due to internal no mechanical friction and high accuracy, high sensitivity, easy to realize automatic measurement, can be realized with RS 485 distance munication. This design is muti_function singlephase) phase watthour meter can acquisition calculation voltage, current, power, reactive power meritorious there in watthour meter ontology, LCD monitor and display the collection and calculation of the data。電能計(jì)量裝置就更顯得重要，電能表作為測(cè)量電能的專用儀表，自誕生已有 100多年的歷史。本次設(shè)計(jì)的多功能單相電子式電能表能采集計(jì)算電壓、電流、有功電能、無(wú)功電能，在電能表本體上有 LCD 顯示器，顯示采集和計(jì)算的各種所需數(shù)據(jù)；并具有 RS485 通訊接口。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。電力的生產(chǎn)和其他產(chǎn)品的生產(chǎn)不同，其特點(diǎn)是發(fā)電廠發(fā)電、供電部門供電、用戶用電這三個(gè)部門是連成一個(gè)系統(tǒng)，不能間斷地同時(shí)完成，而且是互相緊密聯(lián)系缺一不可，它們互相如何銷售，如何經(jīng)濟(jì)計(jì)算，那就需要一個(gè)計(jì)量器具在三個(gè)部門之間進(jìn)行測(cè)量計(jì)算出電能的數(shù)量，這個(gè)裝置就是電能計(jì)量裝置。 計(jì)量電路部分本次設(shè)計(jì)的單相電子式電能表的計(jì)量部分主要是針對(duì) ADE7755 計(jì)量芯片的電路設(shè)計(jì)，它是有美國(guó) ADI 公司 2022 年研制生產(chǎn)的有功電能單相測(cè)量芯片。使電能表精度提高。AVDD 和 DVDD 兩路電源為模擬和邏輯直流正 5V。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和用戶用電管理水平要求的不斷提高，電子式電能表得到了迅猛的發(fā)展，成為電能計(jì)量不可缺少的重要組成部分。電子式電能表在技術(shù)上從模擬乘法器到數(shù)字乘法器，性能越來(lái)越好，而價(jià)格越來(lái)越低，大規(guī)模批量生產(chǎn)工藝也非常成熟，已形成了一個(gè)非常有活力、欣欣向榮的產(chǎn)業(yè)。1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電子式電能表 6（4）管理部分：接收測(cè)量部件輸出的電功率信號(hào)，計(jì)算出各種所需的電量，并且管理顯示、時(shí)鐘、通信接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等部件。 2． 監(jiān)視功能監(jiān)視功能為最大需量和防竊電監(jiān)視；其次還有缺相指示、停電和復(fù)電時(shí)間記錄、預(yù)付費(fèi)表的所購(gòu)電能將用盡時(shí)的報(bào)警及電壓異常報(bào)警。如需量周期為 15 min，滑差步進(jìn)時(shí)間為 5 min，即每 5 min 計(jì)算一次當(dāng)前 15 min 的平均功率，并且與最大值進(jìn)行比較，如果大于最大值，將其記錄為最大需量，如圖為最大需量計(jì)算說(shuō)明。后者一般用于特殊行業(yè)，不用于電力貿(mào)易計(jì)量。 四．按電流的測(cè)量范圍來(lái)分，可分為直通表和經(jīng)電流互感器接入兩種。??22/1無(wú)有無(wú)有 有COS?????1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電子式電能表 9 機(jī)電一體化電能表又稱為脈沖電能表，它綜合了感應(yīng)式及全電子式電能表的優(yōu)點(diǎn)。從上面簡(jiǎn)單的分析可以看出，MCU 是系統(tǒng)的控制器，起著決定性的作用。2．電流互感器 采用普通互感器（電磁式）的最大優(yōu)點(diǎn)是電能表內(nèi)主回路與二次回路、電壓和電流回路可以隔離分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)供電主回路電流互感器二次側(cè)不帶強(qiáng)電，并可提高電子式電能表的抗干擾能力。典型接線如圖 所示。凡是能夠適應(yīng)兩個(gè)輸入電壓極性的四種組合的乘法器，稱為四象限乘法器 [9]。前者稱為電壓平衡型時(shí)分割乘法器，后者稱為電流平衡型時(shí)分割乘法器。1．調(diào)寬功能單元假定輸入電壓 ux 為正值，積分器接通 ux 和﹢U N，輸出電壓 u1 從 a 點(diǎn)（見(jiàn)圖）逐漸向下變化（a b 段） ，在 a b 段內(nèi)，u 1u2，達(dá)到 b 點(diǎn)時(shí)，u 1＝u 2。 目前在全電子式電能表制造業(yè)中，采用時(shí)分割模擬乘法器的占有相當(dāng)大比例。采用數(shù)字乘法器的全電子式電能表的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。由采樣理論可知，連續(xù)信號(hào)離散后得到的時(shí)間序列不丟失原信號(hào)的信息，不僅采樣頻率要滿足奈奎斯特定律，而且必須等分連續(xù)的信號(hào)周期，否則會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。由于 ab 段和 cd 段的積分斜率是一樣的，故積分時(shí)間也相等，均為 T/2。在電子式電能表中，分頻器和計(jì)數(shù)器一般采用 CMOS 集成電路器件。電源是保證電能表正常運(yùn)行的先決條件，因此在進(jìn)行電源電路設(shè)計(jì)時(shí)要考慮1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 單相電子式電能表的硬件設(shè)計(jì) 22多方面因素，如設(shè)計(jì)原理的正確性、電源容量的冗余量，要選擇合適的元件參數(shù)。1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 單相電子式電能表的硬件設(shè)計(jì) 24 通訊部分本次設(shè)計(jì)的單相電子式電能表采用 RS—485 通訊信道， RS—485 通訊信道是用來(lái)和其他電能表組成 RS—485 通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)抄表。它是一個(gè) I2C 總線接口的芯片，最高時(shí)鐘頻率為 400HZ，通信速率較高，它的 I2C地址是 60H。采用低功耗 CMOS 技術(shù)，同時(shí)具有寫保護(hù)，執(zhí)行寫操作時(shí)，在主器件產(chǎn)生停止信號(hào)后開(kāi)始內(nèi)部數(shù)據(jù)的擦寫，在內(nèi)部擦寫過(guò)程中，器件不應(yīng)答主器件的請(qǐng)求，因