【正文】 數，就是對輸入的頻率信號累計脈沖個數。 1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 單相電子式電能表的硬件設計 21 整形電路 石英振蕩器控制門分頻器計數器數碼管顯示f xoA CB(a)ABC(b) 圖 分頻計數器原理框圖 （ a）框圖；（ b）脈沖波形 電源電路部分 單相電子式電能表的電源電路 為三個部分：電量計量電源電路、 RS485 通訊電源電路、 MCU 及其相關部分電源電路。為了解決這個問題，必須采用快速上電的方法，我采用 MAX809 電源監(jiān)控芯片，當上電電源 達到電壓門檻時， T1 三極管導通，開通電源通道，達到 MCU 快速上電的目的， VCC 的電壓為 =。 實時時鐘選用的是日本 EPSON 公司于 20xx 推出的 8025 時鐘芯片，內置高精度頻率可調整的 32768HZ 的水晶振子，無須外接晶體，使用簡便、精度高。 存儲容量為 8K 位、 1K 字節(jié)、 10 位地址線， 工作電壓范圍是 — 。 1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 單相電子式電能表的軟件設計 27 4 單相電子式電能表的軟件設計 電能表的軟件系統(tǒng)結構框圖 電能表的軟件系統(tǒng)有五大部分組成，包括程序初始化模塊、程序數據結構模塊、時鐘及顯示處理模塊、通訊處理模塊和 電量處理模塊。由于有 C23 的存在，管 理芯片的電源不會馬上消失，以提供電源方便管理部分進行數據保護。 8025 芯片應設置輸出 1S 中的時鐘脈沖信號，為了保證時間和工作的連續(xù)性，應保證電源不斷電。 發(fā)送器 接收器 數據 圖 傳送簡圖 RS— 485 通訊電路是通過 3 個光耦器件對單片機電路和 RS485 總線電路進行隔離的，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，對電路瞬態(tài)起保護作用。整個電源電路是以 78L05 這個穩(wěn)壓芯片進行設計的，是一種串聯(lián)的穩(wěn)壓電路。圖中電壓 —— 頻率轉換器送來的脈沖信號 fx 經整形電路整形后，可輸出一系列規(guī)則的矩形波，并輸入到控制門，A 點的波形如圖所示。％的水平。 ? ?? T dttituTP 0 )()(11 學院本科畢業(yè)設計（論文） 單相電子式電能表的硬件設計 19 ／頻率轉換器 目前采用的電壓／頻率轉換器，大多是利用積分方式實現(xiàn)轉換。 ?? ?? Nk kikuTP 1 )()(11 學院本科畢業(yè)設計（論文） 單相電子式電能表的硬件設計 18 穩(wěn)壓電源 外部接口CPU 顯示及鍵盤ROM RAM雙通道A/D轉換電壓 電流 圖 數字乘法器的電能表結構框圖 以 △ t 為時間間隔將上式中的積分做離散化處理，即對電壓、電流同時進行采樣，則 式 其中： tNT ?? 這就是用軟件計算被測平均功率即有功功率的數學模型。 （二）數字乘法器 微處理器在全 電子式電能表中主要用于數據處理，而在其測量機構中的 應用并不多。 設開關 S1 接 通﹢ UN 的時間為 T1，接通﹣ UN 的時間為 T2，且 T1＋ T2＝ T。電路的上半部分是調寬功能單元，下半部分是調幅功能單元。 IIIIII IV()*(+)=() (+)*(+)=(+)()*()=(+) (+)*()=()X max X maxY maxY maxo 圖 模擬乘法器的工作象限圖 實現(xiàn)兩個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)—— 被測電壓； Uu(t)—— 送給乘法器的等效電壓。 式 式中 u(t)—— 送往電能計量裝置的電流等效電壓； RL—— 負載電阻。 （一）電流輸入變換電路 要測量幾安培乃至幾十安培的交流電流，必須要將其轉變?yōu)榈刃У男⌒盘柦涣麟妷海ɑ螂娏鳎駝t無法測量。 其中核心部分是計量電路的設計，這也是電子式電能表計量功能的體現(xiàn)，它是電能表計量準確性的關鍵部分，但其他部分也是缺一不可的，他們相輔相成，特別是單片機控制器，它是電能表的靈魂，實現(xiàn)系統(tǒng)中各個部件協(xié)調控制。 六．按結構原理分，可分為感應式電能表、全電子式電能表、機 電一體化電能表。 無功不是用戶消耗的電能而是用戶曾經存儲起來的電能，這部分電能會與電網進行能量交換。國外有計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段費率進行計費、預付費提示、為抄表提供必要信息數據、可參與組網進入電能管理系統(tǒng)等。 （ 5）外部設備：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、數字乘法器或 A/D 模擬數轉換加高速微處理器構成。由于內部沒有可以轉動部分也成為靜止式電能表。 目前廣泛使用的電能計量裝置包括：計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、電能計量箱、電能計量集抄設備等。 ADE7755 其他電路部分 ，包括脈沖計數和電能方向指示。 瞬時功率是通過電壓、電流信號的直接相乘得到的，此瞬時功率信號經過低通濾波器得到有功功率，再經過數字 — 頻率轉換器累計脈沖得到有功電能量。必須加強電能計量的學習，加強電能計量新技術的學習，使電能計量工作管理規(guī)范化，符合國家標準，計量準確可靠。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。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。電能計量裝置就更顯得重要，電能表作為測量電能的專用儀表，自誕生已有 100多年的歷史。本次設計的多功能單相電子式電能表能采集計算電壓、電流、有功電能、無功電能，在電能表本體上有 LCD 顯示器，顯示采集和計算的各種所需數據；并具有 RS485 通訊接口。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。電力的生產和其他產品的生產不同，其特點是發(fā)電廠發(fā)電、供電部門供電、用戶用電這三個部門是連成一個系統(tǒng)，不能間斷地同時完成，而且是互相緊密聯(lián)系缺一不可，它們互相如何銷售，如何經濟計算，那就需要一個計量器具在三個 部門之間進行測量計算出電能的數量，這個裝置就是電能計量裝置。 計量電路部分 本次設計的單相電子式電能表的計量部分主要是針對 ADE7755 計量芯片的電路設計，它是有美國 ADI 公司 20xx 年研制生產的有功電能單相測量芯片。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，成為電能計量不可缺少的重要組成部分。電子式電能表在技術上從模擬乘法器到數字乘法器，性能越來越好，而價格越來越低，大規(guī)模批量生產工藝 也非常成熟，已形成了一個非常有活力、欣欣向榮的產業(yè)。 （ 4）管理部分：接收測量部件輸出的電功率信號，計算出各種所需的電量，并且管理顯示、時鐘、通信接口、數據存儲器等部件。 1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 電子式電能表 7 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、停電和復電 時間記錄、預付費表的所購電能將用盡時的報警及電壓異常報警。如需量周期為 15 min，滑差步進時間為5 min，即每 5 min 計算一次當前 15 min 的平均功率，并且與最大值進行比較，如果大于最大值，將其記錄為最大需量，如圖為最大需量計算說明。后者一般用于特殊行業(yè)，不用于電力貿易計量 。 四．按電流的測量范圍來分，可分為直通表和經電流互感器接入兩種。 ? ?222 /1 1 無有無有 有 WWWW WC O S ????? ??1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 電子式電能表 9 機電一體化電能表 又稱為脈沖電能表，它綜合了感應式及全電子式電能表的優(yōu)點。 從上面簡單的分析可以看出， 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)點是電能表內主回路與二次回路、電壓和電流回路可以隔離分開， 實現(xiàn)供電主回路電流互感器二次側不帶強電，并可提高電子式電能表的抗干擾能力。典型接線如圖 所示。凡是能夠適應兩個輸入電壓極性的四種組合的 乘法器