【正文】 過流、過壓等三種情況。顯示分兩行顯示，每行 16 個字符。單片機通過 12C 總線進行電量參數(shù)的定時存儲，通過按鍵進行電量參數(shù)的查詢，通過液晶 HCl602 進行電量參數(shù)的顯示，通過 RS． 485 總線進 行電量參數(shù)的遠程數(shù)據(jù)傳送，采用 AT24C02 芯片進行電量參數(shù)的存儲。內(nèi)置時鐘的設(shè)計使系統(tǒng)設(shè)計簡單化，節(jié)省了成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。這種信號處理方法可在隨環(huán)境條件和時間變化的很大范圍內(nèi)提供優(yōu)異的穩(wěn)定性和精度。文獻 [19][21]闡述了 ADE7758計量芯片在電能表設(shè)計中的具體應(yīng)用。 測量電路的集成化、模塊化是計量芯片的發(fā)展趨勢。隨著抄表到戶的逐步實施以及電力部門的體制改革，自動抄表成為用戶強烈的需求，因此越來越多地要求電能表配備 通信接口。在這種背景下，電能表的功能、性能、以及可靠性設(shè)計等都有了顯著提高與改進，電能表技術(shù)面臨難得的發(fā)展機遇。 2 分析了三相多功能工業(yè)電能表的電能計量原理。畢業(yè)論文 基于單片機的多費率電表設(shè)計 摘 要 本文以智能計量總表為研究對象，采用計量芯片 ADE7758 和 AT89C52 設(shè)計三相電能表，介紹了計量電路原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點以及分段計量的軟件設(shè)計與實現(xiàn)。 AT89552 通過對脈沖計數(shù)實現(xiàn)能量的計量 本論文研究了基于高精度電能芯片 ADE7758 和三相多功能工業(yè)電能表 ,主要內(nèi)容如下 : 1 論述了本課題的意義和電能表的發(fā)展過程 ,并討論了電能表的發(fā)展趨勢。電能表的計量精度、功能擴展、抄表方式等發(fā)生了深刻變化，電能的科學(xué)管理和合理利用進入實施和操作階段。 具有通信接口尤其是 RS 一 485 接口成為趨勢。當設(shè)計一個新的產(chǎn)品時，開發(fā)人員只需要將精力集中于產(chǎn)品的新模塊、新功能的開發(fā)，以及模塊的集成上，進而有效縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高產(chǎn)品設(shè)計的可靠性。在 250C 條件下，有功能量計量在 1000： l動態(tài)范圍內(nèi)誤差小于 ％。2 方案的對比與選擇 計量模塊 用于測量電量的計量模塊：有 ADE7755,ADE7751,ADE7758 其中 ADE7751 具有分時計費功能，能夠在停電后一段時間內(nèi)保持正常工作， ADE7755 還可提供 基于輸電線電壓和電流計算的瞬時有功功率和平均有功功率 ADE7755 中使用的唯一模擬電路是 ADC 和參考電壓電路。實時時間可以精確到秒，日均誤差小于 0． 5s。 采用 ADE7758 計量芯片和 AT89C52 設(shè)計三相電能表，單片機的 TO、 T1 對ADE7758 的 APCF、 VARCF 端子發(fā)出的脈沖計數(shù)，實現(xiàn)有功、無功等多個電量參數(shù)的計量。 內(nèi)容顯示與設(shè)計要求 課題內(nèi)容圍繞三相電能表多個電量參數(shù)的計量、存儲、顯示、按鍵查詢展開。 通過按鍵進行時鐘初值輸入調(diào)整。 表 41 ADE7758 引腳功能描述 ADE7758 pin function description 引腳編號 助記符 功能及應(yīng)用 1， APCF, 有功脈沖輸出，與單片機的 T0 口相接，通過計數(shù)實現(xiàn)有功電量的累加； 17 VARCF 無功脈沖輸出，與單片機 T1 端口相接，通過計數(shù)實現(xiàn)無功無量的累加， 2,11 DGND,AGND 分別為模擬部分，數(shù)字部分接地引腳，需直接接地。方案選擇輸入信號最大為177。在進行電流、電壓信號衰減后，要進行抗混疊濾波設(shè)計。 圖 42 計量電路原理圖 以 ADE7758 的 A 相電流、電壓通道為例分析。對于 B、 C 兩相電路結(jié)構(gòu)，設(shè)計與 A 相同。 ADE7758 每產(chǎn)生一個有功或無功脈沖，對應(yīng)的 LED3 或 LED2 會閃亮一次。 R15 為阻值可調(diào)的電位器，用來調(diào)整液晶顯示的對比度；當 VO 端子對地電壓為 OV 時藏晶顯示最為清晰。 表 41 HC1602 操作說明 RS R/W 操作說明 0 0 把指令寫入寄存器初始化 LCD 0 1 讀 LCD“忙”狀態(tài)標志 1 0 把數(shù)據(jù)寫入寄存器，顯示 儲AT24C02 存儲芯片采用 AT24C02。單片機執(zhí)行中斷服務(wù)程序，把處理的結(jié)果，包括事件的代碼、發(fā)生次數(shù)以及發(fā)生的時間，存儲到 AT24C02 中分配的地址單元。硬件電路設(shè)計參考圖 46 所示。 CD4053 有三個控制端子 A、 B、 C。 表 43 CD4053 真值表 控制端子 信道選擇 INH C B A 0 0 0 0 cx,bx,ax 0 1 1 1 cy,by,ay 塊控制 系統(tǒng)電源模塊由主電源和后備電源兩部分組成。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，判斷問題的原因、位置并提出改進措施。可以按照文獻 [26]的有關(guān)制版介紹，在電腦上運行 Protel 軟件，從繪制簡單的 PCB 電路開始，逐步熟悉設(shè)計過程。這樣，當芯片損壞時，可以方便進行芯片的替換。短路測試用來分析 PCB 電路各芯片電源端子與接地端子之間有無短路問題。把 ME300B 的仿真頭連接到 PCB 板對應(yīng)的單片機插座上，打開 ME300B 主機電源，觀察到開發(fā)板上的 LED 燈沒有閃爍，表明系統(tǒng)沒有短路故障。 485 總線發(fā)送和從 R8 485 總線接收數(shù)據(jù)。測 試結(jié)果表明，單片機能夠向 RS485 總線投送數(shù)據(jù)以及從 RS485 總線正確接收數(shù)據(jù)。 嵌與存儲函數(shù) 存儲芯片采用 AT24C02．存儲模塊與單片機的接口定義如下 :SDA ； SCL 。 ADE7758 與單片機的接口定義如下： DOUT ；SCLK ； DIN ； CS ；其中 DIN 端子與 DSl302 的 I/O 端子復(fù)用 接口；單片機的 端口如下： DIO 。電能計量采用中斷方式進行，保證了電能計量的及時性。在一天中進行兩次存儲，分別發(fā)生在 00:00 和 12:00 兩個時刻。當負荷功率小于 90％ P0 時flag3 l；當負荷功率大于朋時 flag3 O；在 P0～ 90％ P0 之間時， flag3 保持上次賦值結(jié)果不變。也就是說， ADE7758 寄存器內(nèi)部能量的累加與單片機對能量的有效計量不是同步的。在主程序的一次循壞過程中，當負荷功率小于 90％朋時 flag3 1；當負荷功率大于尸秒時 flag3 O；在 PO90％ PO 之間時， flag3 保持上次賦值結(jié)果不變；其中 flag4 用來存儲上次循環(huán)中 flag3 的墩值。計數(shù)脈沖 CT3 或 CT4 累加滿 20，即或尉對應(yīng)的電量累加 。 M 400 時， N 200X+（ M200） Y 元 。 INTO、 INTl 中斷采用邊沿觸發(fā)方式，中斷標志位由硬件清除；通過調(diào)用兩條語句“ IT0 I:ITI I；”進行外部中斷邊沿觸發(fā)設(shè)置。0xlc 0xlc 判斷為真。0x0c 0x0c 分時段電量顯示 K3 按下 P2amp。 P2amp。 表 64 中斷屏蔽寄存器位描述 位地址 位標志 默認值 功能描述 3 SAGA 0 A 相電壓掉電中斷使能 4 SAGB 0 B 相電壓掉電中斷使能 5 SAGC 0 C 相電壓掉電中斷使能 14 PKV 0 單相過壓中斷使能 15 PKI 0 單相過流中斷使能 ADE7758 計量芯片具有對外部負荷電路的斷相、過流、過壓檢測功能。 與斷相事件有關(guān)的 ADE7758 寄存器初始化參數(shù)計算。 本課題設(shè)計的多費率電表從用戶的需求、電表的性能、價格等各個方面考慮，比較適合市場需求，但由于時間關(guān)系通訊部分 的軟件只提出了設(shè)想，總體上還是比較成功的。 [4]周文舉。 [9]黃 聚永，袁慧梅等。 [13]蔡澤彬，鄧磊。 [17]李大鵬，王祁。 [21]應(yīng)懷樵，沈松，劉進明。 [25].Katsuhiko Ogata． Moden Control Engineering． Publishing house of electronics industry， 2020： 1 96― 202 26].Kes tam. An electronic water meter design using MSP430F41x， Texas Instruments Incorporated， 2020,6 原理圖 摘 要 ABSTRACT 目 錄 緒 論 1 電能表技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 方案的對比與選擇 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖與設(shè)計要求 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計及介紹 系統(tǒng)硬件調(diào)試與功能函數(shù)定義 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn) 參考文獻 附錄 A0 1 A1 2 A2 3 GND 4 WP 7 SCL 6 SDA 5 VCC 8 U AT24c02 WR VCC GND 顯示輔助漢字 上電復(fù)位 顯示總電量 配置 IN/0 口 計量、通信和掉電保護 配置定時器 中斷程序 初始化 ADE7758 復(fù)位看門狗 循環(huán)模式 初始化操作 flag3 flag4 返回 flag3 瞬時有功功率計算 小負荷計量量畢？ 0 flag3 N 1 flag3 Y 開始 瞬時有功功率計算 結(jié)束 T0 中斷服務(wù)入口 總的有功電量計算 脈沖數(shù) CT3+1 E3+ CT3 0 返回 小負荷電量？ 脈沖數(shù) CT4+1 CT4 20？畢？ E4+ Y CT4 0 Y CT3 20？畢？ Y N N N INT0 中斷入口 關(guān)閉 INT0 中斷 延時 1 秒左右 鍵盤掃描 保存鍵值并等待 按鍵釋放 功能按鍵處理 開 INT0 中斷 返回 Y N 有鍵按下？