【導(dǎo)讀】為電表發(fā)展的主流。智能電表具有數(shù)據(jù)的保護(hù)，報(bào)警功能，斷電的顯示，負(fù)荷的控制，防。竊電功能，遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)等功能，從計(jì)量到數(shù)據(jù)處理都采用以集成電路為核心的電子器件，本文主要應(yīng)用IC卡單元，89C51單片機(jī)，LED顯示器等各個(gè)單元來(lái)完成費(fèi)。率的計(jì)算，數(shù)據(jù)的顯示，報(bào)警，使電表實(shí)現(xiàn)智能化。并根據(jù)階梯電價(jià)計(jì)算出卡內(nèi)電費(fèi)剩余

　　

【正文】 r(loop=0。loopdatabit。loop++) { SCK=1。 _nop_()。 rtdata=(rtdata1)。 //上升沿讀出數(shù)據(jù) if(SDI) rtdata+=1。 _nop_()。 第四章 軟件設(shè)計(jì) 24 SCK=0。 _nop_()。 } return(rtdata)。 } 本次設(shè)計(jì)的另一個(gè)重點(diǎn)就是現(xiàn)實(shí)程序， 1602 的顯示程序同樣按照其讀寫(xiě)時(shí)序圖完成，不同的是， 1602 的顯示，需要在主程序的開(kāi)始寫(xiě)一個(gè)初始化函數(shù)用以設(shè)定 1602 的顯示方式，光標(biāo)等等，在本次設(shè)計(jì)中，只涉及到 1602 的寫(xiě)程序，寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，同樣需要先寫(xiě)入地址，寫(xiě)地址時(shí)，先將 RS,EN 置低，延遲后再將 EN 拉高，賦予地址，最后將 EN 拉低，寫(xiě)數(shù)據(jù)與讀不同之處在于要將 RS 拉高其余同寫(xiě)地址時(shí)一樣，具體初始化函數(shù)，寫(xiě)函數(shù)如下 ： void init() { lcden=0。 dula=0。 wela=0。 set_time()。 write_(0x38)。 write_(0x0c)。 write_(0x06)。 write_(0x01)。 } void write_(uchar ) { rs=0。 lcden=0。 delay(5)。 lcden=1。 P0=。 lcden=0。 } 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 void write_date(uchar date) { rs=1。 lcden=0。 delay(5)。 lcden=1。 P0=date。 lcden=0。 } 本次設(shè)計(jì)采用 Keil uVision2 作為編程工具，用 Protues 進(jìn)行實(shí)物制作前的仿真， Keil作為現(xiàn)在主流的單片機(jī)編程工作具有操作簡(jiǎn)單，快捷的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以與 Protues 聯(lián)動(dòng) ,方便調(diào)節(jié)和仿真，另用 STCISP V31 將程序下載至單片機(jī)上運(yùn)行。 在本次軟件設(shè)計(jì)中，最困難的地方在于對(duì) ADE7758 的讀寫(xiě)操作， ADE7758 是一塊應(yīng)用非常廣泛的電能計(jì)量芯片，第一次使用該芯片時(shí)，對(duì)于串行的讀寫(xiě)操作了解不夠深入，導(dǎo)致在書(shū)寫(xiě)程序的過(guò)程中，時(shí)序先后發(fā)生錯(cuò)誤，不知道如何 移位讀取等等，后來(lái)參考一些例子以后最終調(diào)試成功。 第五章 仿真調(diào)試 26 第五章 仿真 調(diào)試 該程序是用 C 語(yǔ)言完成， C 語(yǔ)言具有簡(jiǎn)潔緊湊，靈活方便的特點(diǎn)，在調(diào)試程序的時(shí)候，軟件部分大致可以分為兩個(gè)部分，一部分是萬(wàn)年歷等信息的顯示部分，一部分是信號(hào)采集部分。第一部分，萬(wàn)年歷等信息的顯示部分，可以用 Protues 進(jìn)行仿真， Protues 是一款非常實(shí)用的仿真原件，通過(guò)載入程序到單片機(jī)中，利用 DS12887 時(shí)鐘芯片構(gòu)成的仿真效果圖，如下圖所示： 圖 仿真演示效果圖 Ⅰ 如上圖所示，當(dāng)路燈亮的時(shí)候，表示計(jì)價(jià)開(kāi)始 ，圖中 4 個(gè)鍵盤，通過(guò)鍵盤掃描程序，可以切換顯示萬(wàn)年歷，電價(jià)，余額等信息，當(dāng)電價(jià)為零時(shí)，蜂鳴器長(zhǎng)鳴，同時(shí)，綠燈熄滅，紅燈亮起， LCD 顯示屏顯示余額為零，效果如下圖所示： 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 圖 仿真演示效果圖 Ⅱ 由于 ADE7758 在 Protues 的庫(kù)里面沒(méi)有，所以無(wú)法進(jìn)行仿真，只有用實(shí)物進(jìn)行演示。 本次軟件設(shè)計(jì)中比較艱難的部分在于 ADE7758 的讀寫(xiě)程序以及 DS12887 在沒(méi)有實(shí)物的情況下經(jīng)行仿真，前者是因?yàn)閷?duì)于 SPI 接口的讀取掌握還是不到位，后者是因?yàn)檐浖姹締?wèn)題， 版本以前的庫(kù)中沒(méi)有 DS12887 時(shí)鐘芯片，出于經(jīng)費(fèi)和穩(wěn)妥起見(jiàn)的考慮長(zhǎng)時(shí)間滯留在此處，后來(lái)在朋友的幫助下得以解決。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 結(jié)語(yǔ) 如前期仿真中所示，電源部分使用 220V 交流電，通過(guò)變壓器變壓為 12V 之后，利用一塊 L7805 穩(wěn)壓芯片，很好的得到了一個(gè)較為穩(wěn)定，且接近 5V 的電壓，誤差在 + 左右，可以利用其很好為單片機(jī)與其 它 核心芯片進(jìn)行供電，且在自己搭建的電路中，采取了濾波等措施，電源質(zhì)量較良好。 采集電路部分，也是自己利用萬(wàn)用板搭建，運(yùn)用電壓互感器，電流互感器為核心，進(jìn)行變壓采樣，變壓后的電壓理想值為 ，由于實(shí)際環(huán)境等影響，其 電壓真實(shí)值為 ，但不會(huì)對(duì)功率計(jì)算造成太大的影響，電壓電流信號(hào)進(jìn) ADE7758 之后，即可由單片機(jī)進(jìn)行讀取，獲得有功功率，用于計(jì)算電價(jià)，在制作過(guò)程中，用 15W 的燈泡作為用戶的負(fù)載真實(shí)的采集電路 。 核心處理器件部分以 AT89C51單片機(jī)為核心運(yùn)行，分別可以顯示萬(wàn)年歷，電價(jià)，余額等信息，整體設(shè)計(jì)的實(shí)物圖 應(yīng) 附帶 包含 效果演示，萬(wàn)年歷，電價(jià)，以及余額 等部分 。 在硬件搭建過(guò)程遇見(jiàn)了很多問(wèn)題，比如， ADE7758 是一塊貼片封裝的芯片，由于條件限制萬(wàn)用板上不能進(jìn)行焊接，后來(lái)經(jīng)過(guò)尋找，在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)了一種小型 PC 貼片轉(zhuǎn)雙列直 插式的 PCB 電路板，但是由于技術(shù)水平有限， PCB 板還是沒(méi)做成功 。在調(diào)試 LCD1602 顯示的時(shí)候，由于操作不當(dāng)，導(dǎo)致 1602 損壞，屏幕 無(wú)法 顯示，造成了元器件的浪費(fèi)，同時(shí)在采集回路中，由于考慮不全，在采購(gòu)電阻時(shí)，只考慮到其電阻值的大小，沒(méi)有考慮到其功率的承受能力，導(dǎo)致 51K 電阻在稍微長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)熱比較嚴(yán)重，也導(dǎo)致功率的計(jì)算結(jié)果也產(chǎn)生了一定的誤差。 雖然最終沒(méi)能做出實(shí)物，但我收獲很多。 本次 畢業(yè)論文 的題目為 基于單片機(jī)的智能 IC 卡電表設(shè)計(jì) ， 由于我是負(fù)責(zé)硬件部分，所有的數(shù)據(jù)計(jì)算， 電路的設(shè)計(jì)、修改、完成 都是自己獨(dú) 立完成，進(jìn)一步了解了產(chǎn)品制作的流程 。 為了完成設(shè)計(jì)， 我也 同時(shí)查閱了大量的書(shū)籍和資料，自己獨(dú)立思考和學(xué)習(xí)能力得到了很好的鍛煉和提升，在設(shè)計(jì)同時(shí)，大量運(yùn)用了 Keil,protel99， Protues 等軟件，大大提升了熟練度，在 Protel 繪制電路 原理 圖， 在 protues 中畫(huà)了電路仿真圖，通過(guò) keil 編程并將程序?qū)雴纹瑱C(jī)中，最后在 protues 中仿真。通過(guò)這個(gè)過(guò)程我 了解到仿真與實(shí)際電路效果之間存在較大的差距，通過(guò)本次設(shè)計(jì)對(duì)于智能電表在設(shè)計(jì)過(guò)程 中 存在的問(wèn)題有了一些初步的了解，并著手解決這些問(wèn)題，并且本次設(shè)計(jì)是自己 和 另一個(gè)同學(xué)共同 設(shè)計(jì)并 仿真出來(lái)的 ，雖然 沒(méi)做出實(shí)物 ，但是大大提升了自己的綜合實(shí)踐能力 和團(tuán)隊(duì)合作能力 。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 參考文獻(xiàn) [1] 曹天漢等 . 單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M].第 2 版 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [2] 李建忠 . 單片機(jī)原理及 應(yīng)用 [M].第 2 版 .西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020 [3] 陳杰 . 黃鴻編著 . 傳感器與檢測(cè)技術(shù) [M].北京：高等教育出版社， 2020. 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