【正文】 最后，衷心感謝尊敬的老師們在百忙中抽出時間評審我的論文。也正是從此位開始輸出下一個相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個字節(jié)的下沉輸出DATD0。 硬件調(diào)試本次設(shè)計在硬件調(diào)試中出了一些問題，如下： 1. 在做PCB板的時候，需要封裝元器件，遇到很多問題，比如有的芯片找不到合適的封裝器件，需要自己設(shè)計新的封裝。167。 第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 按鍵模塊最常用的鍵盤鏈接方式有兩種： 1. 獨立式鍵盤模塊：這種鍵盤連接適用于案件數(shù)量比較少，單片機管腳比較富裕的情況，程序編寫比較容易，易于控制。當電網(wǎng)停電時，+，電網(wǎng)上電時，由7805三端穩(wěn)壓器的輸出引腳輸出的+5V直流供電。壓敏電阻的種類有很多，本設(shè)計中選用的是氧化鋅壓敏電阻20K500，20是其導通直徑，單位為毫米，直徑越大，擊穿時可以導通的電流越大，吸收的能量越大，保護越可靠。167。如果作為由IN+與IN輸入的輸入時，可是將電壓值設(shè)定在某一個較大范圍之內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)換的寬度。 DO—數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC多種封裝； (12腳)INT0：外部中斷0請求端，低電平有效。其特點有：1. 增強型6時鐘/機器周期，12時鐘/機器周期8051CPU；2. 工作電壓：（5V單片機）/（3V單片機）；3. 工作頻率范圍：040MHz，相當于普通8051[10]的0～80MHz，實際工作頻率可達48MHz；4. 用戶應(yīng)用程序空間4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字節(jié)；5. 片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)RAM；6. 通用I/O口（32/36個），復位后為： P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口），P0口是開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻；7. ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器/仿真器，可通過串口（）直接下載用戶程序，8K程序3秒即可完成一片；8. EEPROM 功能；9. 看門狗；10. 內(nèi)部集成MAX810專用復位電路（D版本才有），外部晶體20M以下時，可省外部復位電路；11. 共3個16位定時器/計數(shù)器，其中定時器0還可以當成2個8位定時器使用；12. 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平出發(fā)中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒；13. 通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART；14. 工作溫度范圍：075℃/40 +85℃；15. 封裝：LQFP44，PDIP40，PLCC44，PQFP44。模塊與模塊之間又通過MCU[7]統(tǒng)一地聯(lián)系在一起，共同地形成了功能強大的智能電表系統(tǒng)。它是指完成頻率選擇或頻率分辨任務(wù)的線性時不變系統(tǒng)的通用名稱。量化模擬放大器輸出與量化噪聲疊加。量化誤差最大值范圍是177。Fs)／2之間，只有一小部分留在直流到Fs／2內(nèi)，這正是Σ一△調(diào)制器所起的作用。如果對ADC輸入一個恒定的直流信號，那么多次采樣的結(jié)果總是相同的，而且分辨率受量化誤差的限制。i(t)=Vi(t)，也是隨著時間變化的函數(shù)，它在某個周期內(nèi)的平均值應(yīng)等于該函數(shù)對時間積分后，再除以時間間隔，所以平均功率應(yīng)為：P平均=E/△T = = (21)對于電壓電流均為正弦信號的交流電，式(21)等價為：P平均=E/T = U通過手持裝置或其他方式從電表內(nèi)將這些數(shù)據(jù)讀出，可以畫出不同記錄電量的時間曲線。3. 最大需量計量由于生產(chǎn)的特點，用戶負載(功率P)是隨著時間變化的，將一天分為若干段，每一段時間為T，在每一個T內(nèi)的平均功率，稱為用戶需量，T稱為需量周期。若均勻地對感應(yīng)式電能表的圓周進行分度和作上標記(打孔，銑槽或印上黑色分度線條等)，用穿透式或反射式光電頭發(fā)射光束，采集鋁盤旋轉(zhuǎn)的標記，然后再經(jīng)光電變換線路變換，普通感應(yīng)式儀表即可輸出與電能成正比的脈沖。167。當電力負荷大量增加時，會形成電網(wǎng)的負荷高峰，而當電力負荷減少時，又會形成電力負荷低谷。 軟件介紹 29167。 過采樣的頻域分析 10167。把采集的數(shù)據(jù)通過ADC0832把數(shù)據(jù)送給單片機，電源模塊為整個智能電表提供了穩(wěn)定的電源，LCD1602模塊為用戶提供了清晰，實時的電量信息。軟件分為啟動前的動態(tài)自檢程序，計量電量的電能脈沖采集程序，數(shù)據(jù)信息處理和交換的數(shù)據(jù)存儲程序，通訊中斷子程序。 Σ一△A／D轉(zhuǎn)換器的量化 10167。 主程序流程圖 29167。當電力負荷上的峰值和谷值相差很大時會使發(fā)、供電設(shè)備容量不能充分利用，運行不經(jīng)濟[2]。 感應(yīng)式電能表以前使用的電能表大部分以感應(yīng)式原理工作，即利用金屬鋁轉(zhuǎn)盤中感應(yīng)的電流與通有交流電的固定線圈的磁場相互作用，產(chǎn)生驅(qū)動力矩驅(qū)動鋁盤轉(zhuǎn)，累計消耗的電能。167。在一定結(jié)算期內(nèi)(如一個月)所有用戶需量中的最大值，即為該用戶的當月最大需量。電能表內(nèi)部一般設(shè)計有大容量數(shù)據(jù)存儲器用于保存負荷曲線記錄數(shù)據(jù)。I cosdt／T (22)其中U，I分別為交流信號有效值。I =[－] =－ (24)電壓與電流的相位無論相同與否，這種從瞬時功率信號中獲得有功功率的方法(低通濾波法)都是有效的。如果在這個直流信號上疊加一個交流信號，并且用比這個交流信號高很多的頻率采樣，得到的數(shù)據(jù)應(yīng)該是變化的，用這些結(jié)果的平均值表示ADC輸出的結(jié)果比單純的采樣得到的輸出分辨率要高很多，這種方法稱為過采樣。噪聲頻譜被整形后，數(shù)字濾波器可以去除大部分的量化噪聲，使總信噪比大大增加。假定量化誤差序列e（n）符合白噪聲分布，即e(n)是一平穩(wěn)的隨機序列：e(n)本身的任意兩值之間不相關(guān)，且與信號x(n)不相關(guān)：e(n)具有均勻等概率分布。使用頻域分析方法的一個優(yōu)點是可以利用代數(shù)形式表示信號。因此離散時間LTI系統(tǒng)也稱為數(shù)字濾波器。各個硬件模塊具體如下：1. STC89C52RC單片機是整個電子式電能表硬件的核心部分，它是電能表的“大腦”，外圍所有的硬件模塊都是在它的控制協(xié)調(diào)下進行工作的。STC89C52RC單片機[11]包含中央處理器、程序存儲器（ROM）、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元，以及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。(13腳)INT1：外部中斷1請求端，低電平有效。 商用級芯片溫寬為0176。 但值得注意的是，在進行IN+與IN的輸入時，如果IN的電壓大于IN+的電壓則轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果始終為00H。 電源模塊直流穩(wěn)壓電源[13]分為三種： 1. 固定電壓輸出電路：這種電路是最長用的直流穩(wěn)壓電源電路，設(shè)計制作簡單，成本比較低，應(yīng)用十分方便。500A是其直流擊穿電壓。167。 2. 44行列式鍵盤模塊：這種是鍵盤鏈接適用于按鍵比較多的連接，通過行列掃描來判斷是那個鍵按下，但程序編寫比較復雜。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 按鍵程序流程圖本設(shè)計的鍵盤采用的是獨立式鍵盤鏈接，一端接單片機管腳，一端接地，所以每當按鍵摁下單片機就會有低電平信號送入。 2. 如果在調(diào)試按功能劃分的器件上出現(xiàn)問題，可以按以下步驟進行：（1）檢查原理圖連接是否正確 （2）檢查原理圖與PCB圖是否一致。而本程序在到11個脈沖時接收的是最低數(shù)據(jù)，剛好相反使數(shù)據(jù)計算錯誤。53附 錄 1單相數(shù)字電度表硬件原理圖附 錄 2 單相數(shù)字電度表PCB制板圖附 錄 3PCB3D視圖外文資料翻譯DescriptionThe single slice machine is also called tiny controller, is because it was used in the industry to control realm at the earliest stage. Single slice machine from inside chip have CPU appropriation processor to develop only since then. At the earliest stage of design the principle is to pass to integrate a great deal of peripherals and CPU in a chip, making calculator system smaller, integrating more easily into plicated of but to mention to request a strict control equipments in the middle. The INTEL Z80 is the processor which designed according to this kind of thought at the earliest stage, from now on, single slice the development of the machine and appropriation processor went by different roads then.The single slice of the earlier period all of machines are 8 or them, the INTEL is most successful of 8031, because of in brief dependable but the function was quite good to acquire very big good opinion. Henceforth at 8031 up developed MCS51 series a single slice machine system. According to the single slice of this system machine system is still in the extensive usage till now. Because the industry controls the exaltation of[with] realm request, starting appearing 16 single slice machine, but because sex price wanted to don39。當然，限于學生的水平，設(shè)計中難免有不足和疏漏之處，歡迎老師們批評指正。直到第11個脈沖時發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATA0[17]，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。第5章 系統(tǒng)調(diào)試167。 應(yīng)注意的是LCD1602的程序[15]寫入（void wcmd）和數(shù)據(jù)寫入（void wdata）要分兩步進行，也就是說先要選第幾行第幾位顯示數(shù)據(jù)再把要顯示的數(shù)據(jù)輸入進去。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。圖37 DS1302接口電路原理圖167。三端穩(wěn)壓器是一種標準化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件。壓敏電阻是一種能對過電壓可靠保護的器件，平時不導通，當加在其上的電壓超過其導通電壓時將其擊穿，電流急劇增加，使系統(tǒng)電壓限制在可靠的范圍。圖35 電流采樣模塊原理圖2. 電壓通道電壓通道采用電阻分壓網(wǎng)絡(luò)獲得采樣電壓。 作為單通道模擬信號輸入時ADC0832的輸入電壓是05V且8位分辨率時 。 一般功耗僅為15mW； (11腳)TXD：串行數(shù)據(jù)發(fā)送端。 控制芯片STC89C52RC本課程設(shè)計單片機采用STC89C52RC單片機，STC89C51RC/RD+ 系列單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾/高速/低功耗的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機[9]，12 時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可任意選擇，最新的D版本內(nèi)部集成MAX810專用復位電路。各種硬件模塊構(gòu)成了整個數(shù)字電能表，每個硬件模塊都有著不同的功能，在整個電表硬件系統(tǒng)中都承擔著一定的作用。數(shù)字濾波器是數(shù)字信號處理的一個重要組成部分，數(shù)字濾波器實際上是一種運算過程。其中積分器模擬一個具有給定傳遞函數(shù)H(f)的模擬濾波器，H(f)表明其幅頻響應(yīng)特性與輸入頻率成反比。 Σ一△A／D轉(zhuǎn)換器的量化誤差分析當t足夠小時，xl(t)波形可以近似為連續(xù)波形x(t)，但是t不可能為“0’’， 這樣，編碼過程中xl(t)和x(t)就產(chǎn)生了量化誤差，也稱之為量化噪聲。如果簡單的使用過采樣的辦法使分辨率提高N位，則必須進行K=倍過采樣，為了使采樣不超過一個合理的界限，需要對量化噪聲整形使得大部分噪聲位于Fs／2到(K 過采樣過采樣ADC是一種數(shù)字輸出與模擬輸入成正比的線路，因為輸入量是任意的，輸出的數(shù)字是有位數(shù)限制的，輸出量是量化的，因此輸出與輸入之間存在著+112LSB的量化誤差，在交流采樣中，這種量化誤差會產(chǎn)生量化噪聲。并設(shè)電壓和電流波形都是正弦的，那么瞬時功率信號中的有功功率分量(直流分量)為：P（t）=v(t)設(shè)電壓為u(t)，電流為i(t)，則瞬時功率為p(t)=u(t)要求記錄時間為幾天，幾個月甚至一年。電能表的分時計量需要表計內(nèi)部自帶實時時鐘，并且將時段參數(shù)設(shè)置到表計中，電能表白動進行時段的切換。它們通常以感應(yīng)式電能表的電磁系統(tǒng)為工作元件，配以適當?shù)拿}沖發(fā)生裝置構(gòu)成。 電能表的分類電能表大致分為感應(yīng)式電能表，脈沖電能表和數(shù)字電能表。在電力系統(tǒng)中，某一時刻各類