【正文】 用電設備消耗的電功率總和稱為電力負荷，電力負荷是隨時間變化的，可用日(或年)負荷曲線來描述。 顯示模塊 27第4章 軟件設計 29167。 過采樣 9167。硬件外圍電路采用模塊化設計，其中電壓電流采樣模塊實現(xiàn)了將電網中的不可直接測量的大電壓大電流轉變成為可以用來處理測量的小電壓小電流。在單片機的核心控制下，實現(xiàn)了數(shù)字電度表電能分時段計量、數(shù)據(jù)通信等功能。 Σ一△A／D轉換器的量化誤差分析 11167。 顯示程序 30167。針對這樣的情況和需求，本文提出了解決方法。而且作用在電壓線圈兩端的電壓越高，通過電流線圈的電流越大(即單位時間的用電量P越多)，則驅動鋁盤轉動的力矩M轉越大。 數(shù)字電能表全數(shù)字電能表采用專門的電能計量芯片，利用單片機的強大功能實現(xiàn)對用電量的自動計量和分時段計算，并通過外圍電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，電量顯示，自動抄表等功能。數(shù)字電能表采用滑差式方法測量最大需量。167。是電壓信號超前于電流信號的相位差值，cos稱為功率因數(shù)，它表征了電網中實際消耗電能的平均功率(有功功率)與U，I的乘積(視在功率)的比值。從以上推導可知，當功率因數(shù)為1即電壓電流同相位時，瞬時信號中的有功功率分量(直流分量)為(V如果模擬輸入信號本身就是交流信號則不必疊加交流信號，采用過采樣的方法同樣也能得到較高的采樣分辨率。167。它具有與信號的相加性，可以按數(shù)理統(tǒng)計方法分析量化誤差。輸出信號Y可以表示為輸入信號X在求和點處和輸出信號相減，即(x—y)，并與模擬濾波器(積分器)的傳遞函數(shù)及放大增益g相乘，然后再與量化噪聲Q相加。其功能是將一組輸入的數(shù)字序列通過一定的運算后轉變?yōu)榱硪唤M輸出的數(shù)字序列。單片機通過燒制在其中的各種程序[8]，控制著其它硬件模塊的工作狀態(tài)。芯片如圖33所示。(14腳)T0：定時器/計數(shù)器0計數(shù)輸入端。C～+70176。 CLK—芯片時鐘輸入。167。 2. 可調輸出電壓電路：這種電路可根據(jù)自身的需要調節(jié)輸出電壓，可調范圍也比較大。本設計考慮到系統(tǒng)電壓為220V，允許177。 時鐘模塊分時計費電度表中利用單片機內部定時器作為時鐘基準，無需附加外部元件，通過軟件編程和單片機內部的中斷就可實現(xiàn)實時時鐘功能。 由于本設計只需要按鍵來調時間，通過設計只需要三個按鍵來完成，所以本設計采用獨立是鍵盤模塊。 第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。本程序用的是死循環(huán)對鍵盤不停的掃描。 （3）檢查原理圖與器件的DATASHEET上引腳是否一致。 4. 有用功算法錯誤：這塊程序是最難的部分，最開始的時候我沒有把有用功的余數(shù)單獨提取出來，這樣少算了很多度數(shù)。t get a very extensive application than the disregard. Develop greatly along with the consumption electronics product after 9039。畢業(yè)設計是大學生活最重要的一部分，在做畢業(yè)設計的這段日子里，大家共同研究、討論，攻克難關，同時又參閱了大量國內外專家、學者的著作，使我了解更多的知識，學到了很多東西。 3. AD程序錯誤：ADC0832從第4個脈沖下沉開始由DO端輸出轉換數(shù)據(jù)最高位DATA7，隨后每一個脈沖下沉DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。 時間程序流程圖如45所示。 顯示程序LCD1602的初始化：寫指令38H：顯示模式設置；寫指令08H：顯示關閉；寫指令01H：顯示清屏寫指令；寫指令06H：顯示光標移動設置；寫指令0CH：顯示開及光標設置見上節(jié)。 第3腳：VL為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。電能表中單片機STC89C52RC與時鐘芯片DSl302的接口電路如圖37所示。本穩(wěn)壓電源可作為TTL電路或單片機電路的電源。2. 雷擊保護本設計采取在電源輸入并聯(lián)壓敏電阻的辦法，當遇到雷擊時由于系統(tǒng)電壓會急劇升高，此時靠熱敏電阻已經不能防護，必須在輸入端口再并聯(lián)壓敏電阻。CT的變比和負載電阻Rb的大小根據(jù)差動峰值電壓而定。此時芯片開始轉換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端CLK輸入時鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。 DI—數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。 工作頻率為250KHZ，轉換時間為32μS； 除作I/O端口外，它還提供特殊的第二功能，其具體含義為：(10腳)RXD：串行數(shù)據(jù)接收端。L電流采樣電壓采樣雙通道AD單片機顯示鍵盤時鐘電源N 圖32 硬件系統(tǒng)框圖167。 數(shù)字電度表總體設計方案框圖 數(shù)字電能表的總體設計方案如圖32所示。有限脈沖響應濾波器容易設計，能與采樣抽取過程合并計算，具有線性相位特性等優(yōu)點，但是它需要計算大量的系數(shù)，無限脈沖響應濾波器具有非線性特性，不能與采用抽取過程合并，而且需要考慮穩(wěn)定性和溢出等問題，所以應用起來比較復雜，交流采樣場合比較多采用有限脈沖響應濾波器。圖22所示頻域線形化模型對Σ一△調制器做進一步分析。167。Fs)／2之間的無用信號而又不影響有用信號，從而提高信噪比，實現(xiàn)使用低分辨率ADC達到高分辨率的效果。 167。當電壓和電流信號相位不同時，設電流信號滯后于電壓信號60176。要計算用電設備在一段時間內消耗的總的有功功率應該在這段積分時間內，對瞬時功率進行累加。8. 負荷曲線記錄為了滿足用電監(jiān)測，關口表競價上網等功能，電能表需要帶時標(記錄時刻)記錄多種電量，一般記錄間隔可以設定為一分鐘或幾十分鐘，記錄的電量數(shù)據(jù)有：有功電能，無功電能，電壓，電流，有功功率，無功功率等。進而使發(fā)電機及供電網發(fā)揮最大的功效。 脈沖電能表脈沖電能表是一類輸出電能脈沖的儀表。第1章 電度表的分類及本設計方案選定167。特別是近幾年，一些企業(yè)還通過在國外建廠等形式消化國內的市場，出口創(chuàng)匯不斷攀升。 按鍵模塊 26167。 模數(shù)轉換 9167。本設計是基于單片機STC89C52RC的單相電度表設計，能實現(xiàn)家庭用電計費，并能完成分時計費功能， 本設計還有數(shù)字鐘的功能，能夠顯示時間，還配有三個按鍵能夠對時間進行調整。關鍵詞：數(shù)字電度表，STC89C52RC，分時計費，數(shù)字鐘 THE DESIGN OF SINGLEPHASE DIGITAL AMMETERABSTRACTWith the development of economy and the incensement of the electrical quantity，the running of the grid is threaten heavily．The government of China has adopted the policy of different prices of the electrical power，in order to keep balance of the electrical quantity consumption．Multitariff Watt—hour Meter has taken the position of the singletariff Watthour Meter widely．With the development of single—chip Technology，the research of digital Watt Σ一△ADC的調制器和量化噪聲整形 12167。 按鍵程序流程圖 30167。可以采取經濟手段調整負荷，峰谷電價就是方法之一。 M轉=K1具有計量準確度高，可靠性好等優(yōu)點。最大需量的計算方法是：每個滑差步進時間到時，計算截止到當前時刻的一個需量周期的平均功率，并且與最大值進行比較。 系統(tǒng)選定比較方案一： 單片機：STC89C51RC AD芯片：ADC0809 顯示電路：LED 乘法器電路：時分割乘法器 方案二： 單片機：STC89C52RC AD芯片：ADC0832 顯示電路：LCD1602 乘法器電路：數(shù)字乘法器 方案比較： 方案一的單片機STC89C51RC的內存大小和計數(shù)器數(shù)量無法滿足本設計的要求，而方案二的單片機STC89C52RC具有8K內存和3個計數(shù)器完全可以滿足設計的需要。在實際電網中，電壓電流信號基本上都不是只包含50Hz頻率分量的正弦信號，而是含有很多諸如l00Hz，150Hz，200Hz等諧波的信號。I)／2，176。167。 Σ一△A／D轉換器的量化A／D轉換器的量化過程是用一等間隔階梯波函數(shù)xl(t)去逼近一時間連續(xù)函數(shù)的波形x(t)。其模型如圖21所示。 圖22 頻域線形化模型如果：g=1，H(f)=1／F (210)則有：Y=(x—y)／F+Q (211)整理得：Y=Xf／(F+1)+QF／(F+1) (212)由式(212)可以看出當頻率F接近于0時，輸出y接近于x并且沒有噪聲分量。因此它本身就是一臺數(shù)字式的處理設備。2. ADC0832是雙通道A/D轉換芯片，在整個硬件電路中發(fā)揮著重要作用。圖33 STC89C52RC芯片圖引腳的功能：1. 主電源引腳　　 Vss(20腳)：地線　 　Vcc(40腳)：+5V電源2. 外接晶振或外部振蕩器引腳XTAL1(19腳)：當采用芯片內部時鐘信號時，接外部晶振的一個引腳；當采用外部時鐘信號時，此腳應接地。(15腳)T1：定時器/計數(shù)器1計數(shù)輸入端。C，工業(yè)級芯片溫寬為40176。 電壓電流采樣模塊一方面為了將數(shù)字電能表的計量芯片與電力線隔離，另一方面又要完成電壓電流的采樣．前置模擬電壓和電流取樣電路一般有兩種，一種是通過電阻分壓和分流的方法獲得的，另一種是通過電壓互感器和電流互感器的方法獲得。 3. 多路輸出電壓電路：這種電路可同時滿足不同芯片對于不同電壓的需要，但電路時機比較復雜。30％的浮動，壓敏電阻177。但是這種做法有很多缺點。圖38 獨立式鍵盤接法本設計采用獨立式鍵盤接法如圖38所示，三個按鍵的一端分別接單片機的三個管腳，另一端接地，這樣就使的每當按鍵按下就會使單片機的相應管腳個到一個低電平。 第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 由于按鍵有可能在非自愿的情況下被按到，所以按鍵按下后有一個防抖動程序使程序延時5ms后再判斷鍵盤連接的單片機管腳是否為低電平，這樣防止鍵盤被意外按下，如果按鍵真的被按下，程序要判斷是那個鍵被按下；如果調時鍵被按下，程序會計數(shù)一次并且關閉中斷使時間計數(shù)停止，這時如果時鐘鍵被按下，先要運行防抖動程序，判斷按鍵是否真的按下，要是按下時鐘加一；如果分鐘鍵被按下，也要先運行防抖動程序，判斷按鍵是否真的按下，要是按下分鐘加一。 （4）用萬用表檢查是否有虛焊，引腳短路現(xiàn)象。結　論本設計是基于STC89C52RC的單相數(shù)字電度表的設計，本電度表能夠對家庭用電進行計費，也解決了錯峰分段計費問題，以及體現(xiàn)出節(jié)約用電的思想。s, the single slice machine technique got a huge exaltation. Along with the extensive application of INTEL i 960 series especially later ARM series, the 32 single slice machine replaces 16 single slice the high level position of the machine quickly, and gets into an essential market. And traditional of 8 single slice the function of the machine also got to fly to raise soon, handling an ability to pare with to raise few a hundredfold in 8039。在此我要深深感謝所有曾給予我關心和支持的老師和同學們。 2. 中斷初始化錯誤：在起初初始化中斷時，我把TMOD設了兩次分別問0x01和0x10,這樣的話只能使定時器1工作，應該為0x11才行。 時間程序流程圖圖45 時間程序流程圖每次數(shù)字鐘中斷程序完成10次，代表時間過了一秒，就需要運行時鐘程序，使秒鐘加一；如果秒鐘為60就代表是一分鐘，這樣分鐘加一秒鐘清零；如果分鐘為60就代表是一小時，這樣小時加一分鐘清零；如果時鐘為24就代表一天，這樣時鐘清零。 主程序流程圖41如下：圖41 主程序流程圖 167。 第2腳：VDD接5V正電源。芯片內部具有可編程日歷時鐘和31個字節(jié)的靜態(tài)RAM，日歷時鐘可自動進行閏年補償，計時準確，接口簡單，工作電壓范圍(2．5V5．5V)，功耗低芯片自身還具有對備份電池進行涓流充電的功能，有效延長了備用電池的使用壽命。此直流電壓經過LM7805的穩(wěn)壓和C3的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產生了精度高、穩(wěn)定度好的直流輸出電壓。1. 過壓保護本設計在系統(tǒng)電源輸入采用串聯(lián)熱敏電阻保護措施，當系統(tǒng)電壓過高時，由于電流會相應增高，導致熱敏電阻發(fā)熱，熱敏電阻的阻值會相應升高，根據(jù)分壓原理，在熱敏電阻上分壓保護，使整個電能表工作在可靠的電壓范圍內，從而起到保護