【正文】 本次畢業(yè)設(shè)計，我感到收獲很大，在設(shè)計過程中，遇到了很多在沒有遇到過的問題，在老師與同學(xué)的幫助下，都得到了妥善解決。設(shè)計軟件采用模塊化設(shè)計方法。并且列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。 LCD1602顯示接口電路 鍵盤接口電路設(shè)計 鍵盤的數(shù)目及功能確定在微控制器應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都要有人機對話功能。其中：W/R：寫入/讀取控0=讀取寄存器1=寫入寄存器RA0～RA4：寄存器地址位 (4) CS5460與AT89C51的連接電路。這些增加的功能更加便于與微處理器（MPU）接口，并能方便地實現(xiàn)電壓、電流、功率的測量和用電量累積等功能。(3)使用環(huán)境條件1) 環(huán)境溫度：40℃～+85℃；2) 相對濕度：溫度為40℃時不大于90%?？紤]到方便檢測這一問題，我們選擇鉗形電流互感器。、S2為接收管，G為對光點，在對接過程中，只需調(diào)動手輪，使三個光點在鋁盤上，成一直線，就告完成。CC2對頻率有微調(diào)作用，晶體或陶瓷諧振器的頻率范圍可在0MHz～24MHz/33MHz之間選擇。鍵盤部分具有手動測量功能和自動測量功能。傳統(tǒng)的數(shù)碼管具有：低功耗、低損耗、低壓、壽命長、耐老化、防曬、防潮、防火、防高（低）溫，對外界環(huán)境要求低，易于維護，同時其精度要求比較高，稱量快，精確可靠，操作簡單。利用互感器將供電電路的電壓、電流轉(zhuǎn)換為弱電信號，計算機通過有功功率測量通道對電參數(shù)進行實時采集并計算出電能，通過光電采樣器對被測電能表進行采樣，從而計算出被測電能表的相對誤差。采用的技術(shù)手段上，一是采用微型計算機加數(shù)據(jù)采集卡，二是采用微處理器結(jié)合自行設(shè)計的數(shù)據(jù)采集通道。 Microprocessor目次1 引言 3 研究背景 3 研究現(xiàn)狀 42 總體設(shè)計方案 5 技術(shù)要求 5 方案論證 6 總體方案 73 硬件電路設(shè)計 8 單片機的選擇及外圍電路設(shè)計 8 光電采樣器的選擇及接口電路 10 電流互感器的選擇與連接 12 電壓互感器的選擇與連接 13 電能計量芯片 15 顯示接口電路設(shè)計 19 鍵盤接口電路設(shè)計 21 電源電路設(shè)計 224 軟件設(shè)計 23 主程序設(shè)計 24 中斷服務(wù)程序設(shè)計 25 25結(jié)論 26致謝 27參考文獻 28附錄：電能計量 光電檢測、鍵盤、顯示及單片機外圍電路設(shè)計圖 311 引言 研究背景 電能是各類能源中使用最為廣泛的能源，與國民經(jīng)濟的發(fā)展和日常生活有著不可分割的聯(lián)系，隨著人民生活水平的不斷提高，家用電器越來越普及，每戶居民的用電量也大大增加，因此每戶居民每月的電費支出也大幅度地增長；隨著社會市場經(jīng)濟的發(fā)展，新興工業(yè)猶如雨后春筍，用電量大大增加。本文內(nèi)容涉及微控制器、電氣測量技術(shù)等多項應(yīng)用技術(shù)，具有一定的應(yīng)用價值與實際意義。這種方法分為兩種形式，一種方法是將電能表從供電線路上拆下，利用實驗室的電能表校驗臺對電能表進行校驗，另一種方法是不拆下電能表，利用電能表現(xiàn)場檢測儀器對電能表進行現(xiàn)場校驗。具體要求如下：(1).電量測量范圍：電壓220VAC，電流0~40A，單相；(2).檢驗對象：單相電能表；(3).測量誤差：177。便于對鉗形互感器帶來的相移進行修正或補償，但電路較為繁瑣，軟件開銷量較大。其過程如下：首先對電壓和電流進行測量，然后把測量值送入CS5460芯片，每次采樣后，利用單片機較強的運算功能，計算出本次采樣周期內(nèi)消耗的電能△W2i，則被測電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過N轉(zhuǎn)后的實際電流，如公式（22）。本設(shè)計選擇AT89C51的內(nèi)部時鐘方式。GST一4型的光電系統(tǒng)見圖，它是由兩個發(fā)光器件F1 、F2和兩只光敏接收元件Sl、S2，以及一只對光管G組成。電流互感器有固定式與鉗形供電互感器幾種。本設(shè)計采用山東力創(chuàng)科技有限公司生產(chǎn)的LCTV3JCF系列微型精密電壓互感器,其主要資料如下。10％電源供電。1) 配置寄存器：0X0000012) 偏置寄存器：0X0000003) 增益寄存器：0X4000004) 脈沖速率寄存器：0X0FA0005) 周期計數(shù)寄存器：0X000FA06) 時基寄存器：0X8000007) 狀態(tài)寄存器：0X0000018) 屏蔽寄存器：0X0000009) 有符號寄存器：0X00000010) 無符號寄存器：0X000000 (3) 命令解釋及操作 對CS5460的操作是通過向其傳輸命令字來實現(xiàn)的， CS5460提供了寄存器的讀/寫和校準控制等在內(nèi)的7個操作命令，所有的命令長度均為1個字節(jié)（8位）。E：使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 鍵盤電路設(shè)計在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。本穩(wěn)壓電源可作為TTL電路或單片機電路的電源。本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容涵蓋了電子、控制、軟件等幾方面的知識。老師對本課題的研究設(shè)計給予極大的關(guān)注和支持；同時老師那治學(xué)的嚴謹態(tài)度、廣博的知識面和豐富的研究經(jīng)驗以及敬業(yè)的精神給我留下深刻的印象，使我受益菲淺，在老師的指導(dǎo)下，我的畢業(yè)設(shè)計達到了預(yù)期的目標。 主程序設(shè)計主程序的主要功能如下：(1) 對單片機系統(tǒng)進行初始化；(2) 顯示器初始化；(3) 電能計量芯片初始化；(4) 內(nèi)存單元附初值；(5) 進行鍵盤掃描，檢測各功能鍵的閉合情況，并執(zhí)行相應(yīng)的子程序。 矩陣式鍵盤此矩陣式鍵盤根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)置了功能鍵與數(shù)字鍵。鍵盤電路的設(shè)計應(yīng)使CPU不僅能識別是否有鍵按下，還要能識別是哪一個鍵按下，而且能把此鍵所代表的信息翻譯成計算機所能接受的形式，計算機所用的鍵盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。數(shù)碼管是采用BCD編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。 CS5460芯片引腳排列圖XOUT（Pin 1）：晶體振蕩器輸出；CPUCLK（Pin 2）：CPU時鐘輸出；VD+（Pin 3）：數(shù)字電路電源正極；DGND（Pin 4）：數(shù)字地；SCLK（Pin 5）：串行時鐘輸入；SDO（Pin 6）：串行數(shù)據(jù)輸出；CS（Pin 7）：片選；NC（Pin 8 、Pin 18）：空腳；VIN+（Pin 9）：差分電壓正輸入端；VIN（Pin 10）：差分電壓負輸入端；VREFOUT（Pin 11）：參考電壓輸出；VREFIN（Pin 12）：參考電壓輸入；VA（Pin 13）：模擬地；VA+（Pin 14）：模擬電源正極；IIN（Pin 15）：差分電流負輸入端；IIN+（Pin 16）：差分電流正輸入端；PFMON（Pin 17）：電源掉電監(jiān)視輸出；RESET（Pin 19）：復(fù)位輸入；INT（Pin 20）：中斷輸出；EOUT（Pin 21）：電能脈沖輸出；EDIR（Pin 22）：功率方向指示輸出；SDI（Pin 23）：串行數(shù)據(jù)輸入；XIN（Pin 24）：晶體振蕩器輸入。(7) 。(2) 測量方法及要求：測量前應(yīng)估計被測電流的大小，選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，對被測電流大小不好預(yù)測時，應(yīng)將量程開關(guān)置于最高檔，然后根據(jù)測量值的大小，變換到合適量程。2) 基本上排除所有干擾：產(chǎn)生干擾無非是鋁盤的銹斑和毛刺，本產(chǎn)品從光路和電路兩方面對抗干擾作了合理的設(shè)計，可抗除5mm的斑點和毛刺。單片機的整個復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外部分，外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號通過復(fù)位引腳RST進入片內(nèi)斯密特觸發(fā)器在與片內(nèi)復(fù)位電路相連。自動測量鍵在任何時刻按下后，當(dāng)?shù)谝粋€脈沖到來時，清除定時器T1及△ti計時單元，開始W2的累加，當(dāng)?shù)贜+1個脈沖到來時，計算r值并顯示。液晶顯示屏（LCD）具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢，可視面積大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強等優(yōu)點。但需要停電接線，不便于現(xiàn)場檢測。固定式互感器中磁路是封閉的，因而具有較好的線形和較小的相移，可以得到較高的精度。用秒表實測電能表每轉(zhuǎn)時間T1；查看電能表銘牌上標明的常數(shù)，算出電能表每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)所需電能，然后用鉗形電流表測量電流求出有功負荷P，電能表每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)所需電能與有功負荷之比得到的時間即為電能表每轉(zhuǎn)所需時間T2。采取的技術(shù)方案是以微控制器為核心，利用微型電壓互感器和鉗形電流互感器分別將單項供電電壓和電流變換為弱電信號，實現(xiàn)對供電電路的電壓和電流進行實時檢測，同時通過電能計量芯片測量實際的有功功率，充分利用微控制器較強的運算功能，計算出一定時間內(nèi)消耗的電能，同時利用光電采樣器對被測表的計量的電能進行檢測，從而計算出被測電能表的誤差。該系統(tǒng)經(jīng)過實際使用，具有較好的防竊電保護電力設(shè)施的作用。