【正文】 鍵，根據(jù)按鍵要求對相應(yīng)用戶電量清零；電量采集轉(zhuǎn)化電路采用 AD7755 脈沖轉(zhuǎn)化芯片將電量采集 后轉(zhuǎn)化為脈沖信號， 用 戶的計量脈沖信號，經(jīng) I/O 接口電路連接到系統(tǒng)總線，在微處理器的控制下，采集并計其脈沖信號，達(dá)到 100 個脈沖時電量自加 1kW?h。 主要由 LED 顯示模塊、 AD7755 電能脈沖轉(zhuǎn)換 模塊、掉電存儲模塊和按鍵清零 等 模塊組成。電子式電能表與傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表相比，有效地提高了電能計量的準(zhǔn)確性。為緩解我國日趨尖銳的電力供需矛盾，調(diào)節(jié)負(fù)荷曲線，改善用電量不均衡的現(xiàn)象，全面實行峰、平、谷分時電價制度，“削峰填谷”，提高全國的用電效率，合理利用電力資源，國內(nèi)部分省市的電力部門已開始 逐步推出了多費率電能表，對用戶的用電量分時計費。 there are 6 LED digital tube in addition to the users of electronic watthour meter in front of the most high,digital tube display for households, and secondarily display line, after four for the user of electricity, clearly shows the user39。 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 摘要 此 課程設(shè)計 主要 是通過編程 來 實現(xiàn)電子式數(shù)碼 管 顯示 單相單 用戶 的 用電量 ，其硬件部分主要 以 C8051F360 單片機(jī)為 控制 核心， 連接 電能計量、 LED 顯示、掉電存儲、按鍵清零等功能模塊 組成整個系統(tǒng)模塊。s account number and power consumption. The curriculum design using the conversion pulse MCU C8051F360 main control chip, AD7755 chip, 74HC165 chip, 74HC164 buttonreset drive eight decoding display chip and 24C16 avoid losing data,chip, and through the Protel drawing, The Multisim software simulation, Silicon IDE development environment for software programming and debugging, find information, learning tools, and ultimately the user of electricity in the digital tube display function. Keywords: electric energy meter。在有條件的地區(qū)，即已經(jīng)實行一戶一表的居民用電區(qū)，也將有計劃的開發(fā)低谷用電，實行峰谷電價，以提高電能利用率，提高居民的用電質(zhì)量。 且 電子式電能表無論在價格、功能、精度、可靠性等方面都優(yōu)越于傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表 ，具有的強(qiáng)大 的 功能特點 和研究的必要性。被測信號 經(jīng) AD7755 轉(zhuǎn)換后將電壓、電流、電能等信號傳 輸 給單片機(jī) C8051F360 主控芯片 ， 然后 C8051F360 控制 其他 所有芯片的工作、計算和顯示 。 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 第 6 頁 共 35 頁 設(shè)計方案框 圖 根據(jù) 節(jié)中對總電路方案的設(shè)計可得到總的方案框圖如下圖 所示： 圖 設(shè)計總體框圖 電能表總電路圖 用 protel 軟件繪制單相單用戶電能表的總電路圖如下圖 所示： 線路 電壓 線路 電流 電壓 互感器 電流 互感器 電能轉(zhuǎn)換脈沖芯片 AD7755 光 電 耦 合 C8051F360 單片機(jī) 74HC164及八段譯碼顯示 E2PRM 24C16 74HC165鍵盤清零 穩(wěn)壓電源 穩(wěn)壓電源 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 第 7 頁 共 35 頁 圖 電能表總電路圖 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 第 8 頁 共 35 頁 4 設(shè)計的主要內(nèi)容 硬件設(shè)計 此課程 設(shè)計采用的是以單片機(jī) C8051F360 芯片 為核心的電路板 ，此板的各部分原理圖及內(nèi)部連接圖見附錄一所示 。 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 第 9 頁 共 35 頁 圖 C8051F360 單片機(jī)電路 單片機(jī)電路設(shè)計中 P2口接一并排開關(guān)，此設(shè)計中只用到 口，實現(xiàn)了對單用戶電脈沖輸入的模擬； 和 接八段數(shù)碼管控制其顯示； 和 分別接 AT24C16 的 SDA 和 SCL 管腳來控制存儲部分的電路； 、 和 這三個口分別與 74HC165 芯片的對應(yīng)管腳相連接，來實現(xiàn)用戶電量按鍵清零的功能。 74HC164 的使用原理為： 時鐘信號從低電平變?yōu)楦唠娖降臅r候?qū)⑤敵鲆粋€數(shù)據(jù)到輸出端 D0，當(dāng)時鐘第二次由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r候?qū)⑤敵龅诙€數(shù)據(jù)到D0，而第一個數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)移到 D1 端口。每一個時鐘信號的上升沿加到 CLK 端時，移位寄存器移一位， 8 個時鐘脈沖過后， 8 位二進(jìn)制數(shù)全部移入 74HC164 中。 圖 24C16 掉電保存電路 由于其控制引腳較少，占用單片機(jī)口線較少，在少量數(shù)據(jù)存儲中有非常大優(yōu)勢，因為在本設(shè)計中，我們只需將校表數(shù)據(jù)及少量的電能數(shù)據(jù)存儲其中，以做到系統(tǒng)掉電時不丟失數(shù)據(jù)，免除每次開機(jī)時的校表過程，故選用控制引腳簡潔的AT24C16 將非常的合適。兩路電壓信號經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器、濾波器、乘法器等，將信號輸入到數(shù)字一頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為一定頻率的脈沖信號。 另外在采集電流、電壓信號時，要合理選擇采集方式，輸入到通道一、通道二的電壓信號選在最大允許輸入信號的 1/3 到 2/3 范圍內(nèi)為宜。但是不會有太大偏差，不會對設(shè)備性能有太大影響。 主函數(shù)流程圖 程 序 初 始 化開 始啟 動 定 時 中 斷讀 2 4 C 1 6 里 的 數(shù) 據(jù)統(tǒng) 計 脈 沖 個 數(shù)讀 鍵 碼 值按 鍵 使 用 戶 用 電 量 清 零寫 入 2 4 C 1 6 數(shù) 據(jù)顯 示 用 戶 用 電 量 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 第 19 頁 共 35 頁 AT24C16 讀函數(shù)流程圖 發(fā) 送 起 始 地 址開 始向 2 4 C 1 6送 入 一 個 字 節(jié)串 行 數(shù) 據(jù)寫 失 敗 ？發(fā) 送 字 節(jié) 地 址將 字 節(jié) 地 址 送 入2 4 C 1 6重 新 發(fā) 起 始 條 件將 2 4 C 1 6里 的 數(shù) 據(jù) 讀 出讀 最 后 一 個 數(shù) 據(jù) 前 發(fā)非 應(yīng) 答 信 號發(fā) 終 止 條 件返 回否是 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 第 20 頁 共 35 頁 AT24C16 寫函數(shù)流程圖 開 始發(fā) 送 起 始 地 址向 2 4 c 1 6 中 送 入 一個 串 行 數(shù) 據(jù)發(fā) 送 字 節(jié) 地 址將 字 節(jié) 地 址 送入 2 4 C 1 6寫 失 敗返 回否是數(shù) 據(jù) 接 收 出錯 ？寫 數(shù) 據(jù) 到 2 4 C 1 6 并發(fā) 應(yīng) 答 信 號8 個 字 節(jié) 發(fā) 送完 ？是發(fā) 數(shù) 據(jù)否 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 第 21 頁 共 35 頁 顯示用戶電量流程圖 開 始把 用 戶 戶 號 、 “ — ” 線 、 小 數(shù)點 及 用 戶 電 量 各 個 位 上 的 數(shù) 字對 應(yīng) 的 段 號 放 入 數(shù) 碼 管 中顯 示 出 數(shù) 值延 時返 回 按鍵掃描清零函數(shù)流程圖 開 始引 腳 數(shù) 據(jù) 鎖 存控 制 時 鐘 引 腳通 過 移 位 輸 出 鍵 碼將 鍵 碼 所 對 應(yīng) 的 的 用戶 用 電 量 清 零返 回 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 第 22 頁 共 35 頁 中斷子程序流程圖 開 始定 時 器 賦 50m s初 值是 否 定 時50m s把 統(tǒng) 計 電 量 的 各 位數(shù) 字 分 離 出 來統(tǒng) 計 電 量 是 否 大 于統(tǒng) 計 電 量 清 零返 回是否是否 山東科技大學(xué)課程設(shè)計 第 23 頁 共 35 頁 5 課程設(shè)計總結(jié) 為期兩周的單片機(jī)課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束， 通過 對 這次課程設(shè)計的制作讓我對單片機(jī)的理論有了更加深 入的了解 ，并且 從中我學(xué)到了很多 書上并不存在 東西 ，并且深刻的認(rèn)識到 書本上的知識與實際的應(yīng)用存在著 很大 的差距 。 [3] 羅旭，張彥斌等 ， 單相電子式電能表的特點及其原理，第 1 期 :20xx 年 10 月。 表 1 F14 換算表 通常情況下先根據(jù)最大輸入電流和輸入電壓以及 F14 的取值范圍算出可選脈 沖 數(shù) 范圍 ，再 根 據(jù)自 己 的要 求確 定 實際 脈 沖數(shù) ，最 后 有公 式 F=（ *V1*V2*G*F14） /VREF2 向回推算出 VI、 V2 檢驗二者是否在各自的理想電壓范圍內(nèi)。通道二的輸入電阻可選的比較大，能夠進(jìn)行較精細(xì)的調(diào)節(jié)，取通道二的輸入電壓為 ,為最大允許輸入電壓有效值的 68%。 sbit DIN=P1^0。 unsigned