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基于單片機(jī)的多功能電表設(shè)計(jì)_畢業(yè)論文(參考版)

2025-07-05 19:47本頁面
  

【正文】 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 基于單片機(jī)的多功能電表設(shè)計(jì) 24 參考文獻(xiàn) [1]閹石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京:高等教育出版社, 20xx [2]謝 嘉奎 .電子線路線性部分(第四版) [M].北京:高等教育出版社, 20xx [3]劉樂善、劉學(xué)清 .微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用 [M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,20xx [4]何立民 .單片機(jī)高級教程 應(yīng)用與設(shè)計(jì) [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,20xx [5]沙占友 、 孟志永 、 王彥 .單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì) [M].北京 : 電子工業(yè)出版社 , 20xx [6]馬忠梅等 .單片機(jī)的 C 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 1997 。 另外在設(shè)計(jì)過程中還得到了設(shè)計(jì)小組成員的大力幫助,在此表示感謝,我將在以后的工作中不斷努力學(xué)習(xí),在不久的將來成為一名優(yōu)秀的技術(shù)人才。 此時(shí)此刻,我要感謝電子系的全體老師幾年來對我的指導(dǎo)和幫助,他們廣博精湛的學(xué)識,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度使我得到的不僅是知識,還有他們對知識孜孜不倦的追求精神及做人的 品質(zhì),這將使我終身受益,尤其是對秦老師表示由衷的感謝。母校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和老師的廣博豐富的知識令我敬佩。 大 專幾年的生活轉(zhuǎn)眼就要結(jié)束了,這幾年是我人生中最重要的學(xué)習(xí)時(shí)間。 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 基于單片機(jī)的多功能電表設(shè)計(jì) 23 謝辭 在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間,無論是確定工作方案、收集資料還是撰寫論文,我都得到了秦逸平老師的全力幫助和耐心指導(dǎo)。 目前, GPRS 模塊廣泛應(yīng)用于電力、車載、監(jiān)控、移動終端等領(lǐng)域,將傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸方式改變成為無線數(shù)據(jù)傳輸方式。以西門子模塊為例,早期的兩個(gè)型號 TC35i 和 MC39i,就是分別為短信模塊和 GPRS模塊。 PCU可作為模塊單元插入 BSC,或者作為獨(dú)立于 BSC的單元存在。每一個(gè) GPRS終端都有一個(gè)自己的 IP地址 ,并可以依據(jù)此尋址。對外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來說 ,GPRS系統(tǒng)中的 GGSN就是一個(gè)路由器 ,實(shí)現(xiàn) GPRS骨干網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) (、幀中繼網(wǎng)或 ATM網(wǎng) )之間的路由尋址功能。每個(gè) GGSN和 SGSN都至少擁有一個(gè)網(wǎng)內(nèi)固定 IP地址 ,它們都應(yīng)有 IP路由功能 ,并能與 IP路由器互連。另外 GGSN還可具有地址分配、計(jì)費(fèi)、防火墻功能。 GGSN是連接 GPRS網(wǎng)絡(luò)與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。有的文獻(xiàn)中 ,把 GGSN稱為 GPRS路由器 ,負(fù)責(zé)存儲己經(jīng)激活的 GPRS用戶的路由信息。 GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn) GGSN(Gateway GPRS Support Node) 。的主要功能是對移動終端進(jìn)行鑒權(quán)和移動性管理 ,建立移動終端到 GGSN的傳輸通道 ,接收從 BSS傳送來的移動終端分組數(shù)據(jù) ,通過 GPRS骨干網(wǎng)傳送給 GGSN。 G S N 可 以 是 一種 類 似于路由器的獨(dú) 立又備 ,也可以與 GSM中的 MSC集成在一起。 GSN具有移動路由管理功能 ,它可以連接各種類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) ,并可以連到 GPRS寄存器。 , GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如圖 GPRS網(wǎng)絡(luò)是對 GSM的平滑升級 ,通過在 GSM系統(tǒng)的無線側(cè)新增 PCU Packet Control Unit)作為分組接入和控制單元 ,在網(wǎng)絡(luò)側(cè)新增 SGSN(Serving GPRS Support Node)和 GGSN(Gateway GPRS Support Node)實(shí)施用戶管理和分組支撐 ,將電路交換系統(tǒng)和數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)合二為一 ,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的有效利用,拓展系 統(tǒng)功能。它支持 TCP/IP協(xié)議 ,是一個(gè)分組型數(shù)據(jù)網(wǎng) ,無需經(jīng)過 PSTN等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接 ,就可直接將數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式與 Inter互傳。 GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱 ,構(gòu)建在 GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上 ,對原有的 GSM網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和無線系統(tǒng)的設(shè)備及功能進(jìn)行了升級和增強(qiáng) ,被稱為 。數(shù)據(jù)通信的設(shè)計(jì)要綜合考慮地理環(huán)境、用戶用能行為、技術(shù)水平、管理體制和投資成本等因素。 VCC電源端 ,一般接+5V。 A同相接收器輸入和同相驅(qū)動器輸出。當(dāng) DI: 0,有 A: 0, B: 1,當(dāng) DI: 1則 A: 1, B: 0。若驅(qū)動器輸出有效 ,器件作為線驅(qū)動器用 ,反之作為線接收器用。 DE驅(qū)動器輸出使能端。若 A比 B大 200mV,RO為高 ,反之為低電平。 MAX481/483/485/487為 8引腳封裝 ,其引腳分布與典型工作電路如圖所示引 腳功能說明如下。 VCC,電源端 ,一般接 +5V 。 A 同相接收器輸入 和同相驅(qū)動器輸出。當(dāng)無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 基于單片機(jī)的多功能電表設(shè)計(jì) 18 DI: 1,則 A: 1, B: 0。 DI驅(qū)動器輸入端。若 DE: 1驅(qū)動器輸出 A和 B有效 ,若 DE: 0則它們呈高阻態(tài)。 RE為低時(shí) ,RO有效 ,為高時(shí) ,RO呈高阻狀態(tài)。若 A比 B大 200mV,RO為 ,反之為低電平。 MAX481/483/485/487為 8引腳封裝 ,其引腳分布與典型工作電路如圖所示 ,引腳功能說明如下。邏輯“ 1”以兩線間的電壓差為 +(2~6)V表示 ,邏輯“ 0”以兩線間的電壓差為 (2~6)V表示。但必須注意 ,收發(fā)器只有在共模電壓不超過一定范圍 :7— 12V,的條件下才能正常工作。 RS485是一個(gè)電氣接口規(guī)范 ,它規(guī)定了平衡驅(qū)動器和接收器的電器特性而沒有規(guī)定插件傳輸電纜和通信協(xié)議。因此 ,RS485更適合短距離的數(shù)據(jù)傳輸。因?yàn)?RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò) ,一般只需二根連線 ,所以 RS485接口均采用屏蔽平衡雙絞線傳輸。 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 基于單片機(jī)的多功能電表設(shè)計(jì) 17 第六章 電能表與抄表集中器的紐帶 RS485總線 RS485簡介 RS485是 1983年電子工業(yè)協(xié)會 (EIA)為了擴(kuò)展 RS422的應(yīng)用范圍在其基礎(chǔ)上制定的標(biāo)準(zhǔn) , RS485 接口在總線上是容許連接多達(dá) 32 個(gè)收發(fā)器 ,可以擴(kuò)展到 128或 256個(gè)。 無論是當(dāng)前地址讀還是指定地址讀后的系列讀 ,存在頁內(nèi)回卷的問題。該操作首先要通過 1 個(gè)寫入讀出數(shù)據(jù)的地址操作 ,習(xí)慣上稱為偽啟動 ,在得到操作的當(dāng)前地址后 ,再進(jìn)行與當(dāng)前地址讀一樣的操作。其操作格式只需提供讀命令后數(shù)據(jù)即被讀出。對于讀操作不存在寫周期需延時(shí)等待的問題 ,即在發(fā)生一次讀操作后可以馬上再進(jìn)行讀寫操作。這里同樣存在單字節(jié)和雙字節(jié)存儲器單元地址的問題。在發(fā)出停止條件后,對于這類非易失性的存儲器,都要經(jīng)歷一個(gè)寫周期后才能再次對該芯片進(jìn)行操作。 ① 字節(jié)寫 字節(jié)寫的過程包括啟動條件 、寫入器件地址、存儲器單元地址、寫入數(shù)據(jù)以及停止條件。 接口工作時(shí)序 有關(guān) AT24C 的啟動條件、停止條件、應(yīng)答信號、非應(yīng)答信號、數(shù)據(jù) 的傳輸、數(shù)據(jù)的接收等時(shí)序 由于 AT24C 是標(biāo)準(zhǔn)的器件詳見部分。顯然 2 跟 I2C 總線上最多可以掛接 2個(gè) AT24C08 或 1個(gè) AT24C16。 對于 AT24C04,由于存儲器單元尋址時(shí)存在高位地址 A8位 ,此時(shí) A8將借用器件地址的 A0位 ,由于 A0 位懸空處理 ,因此, 2 根 I2C 總線上最多可以掛接 4個(gè) AT24C04。因此 2 根 I2C 總線上最多可以掛接 8個(gè) AT24C01/02 器件。 在訪問 I2C 器件時(shí) ,緊跟在器件地址后要訪問存儲器單元地址, 對于 AT24C01/02,單個(gè)字節(jié)的存儲器地址已經(jīng)足夠表示想要訪問的任何一個(gè)存儲器空間。 AT24CXX 的工作原理 器件地址 ,對于掛接在 I2C 總線上的多個(gè) I2C 器件 , CPU 訪問其中的某個(gè)器件時(shí) ,首先是匹配器件地址,在器件地址中還包含了訪問該器件的讀寫方向。 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 基于單片機(jī)的多功能電表設(shè)計(jì) 14 ● VCC,電源端。 WP=1 時(shí),只能讀存儲器。 ● WP,寫保護(hù)引腳。在上升沿時(shí)寫入 E2PROM 數(shù)據(jù),在下降沿時(shí) 輸出E2PROM 數(shù)據(jù)。 AT24CXX 的引腳說明 AT24CXX的典型封裝引腳如圖 所示。數(shù)據(jù)保存壽命達(dá) 100 年以上。對于不具備 I2C 總線硬件接口的有些單片機(jī)來說為了檢測起始和終 止信號 ,必須保證在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)對數(shù)據(jù)線 SDA 采樣兩次。如果產(chǎn)生重 復(fù)起始條件而不產(chǎn)生停止條件,總線就會一直處于忙的狀態(tài)。 圖 41: 起始信號 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 基于單片機(jī)的多功能電表設(shè)計(jì) 11 停止位時(shí)序 ,當(dāng) SCL 位為高位時(shí) , SDA 線由低到高的轉(zhuǎn)換。啟動信號是一種電平跳變時(shí)序信號 ,而不是一個(gè)電平信號。在傳輸數(shù)據(jù)開始前,主控器件應(yīng)發(fā)送起始位,通知從器件做好接收準(zhǔn)備,在傳輸數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí),主控器件應(yīng)發(fā)送停止位,通知從器件停止接收。 I2C 總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與接口 在數(shù)據(jù)的傳輸過程中 ,必須確定數(shù) 據(jù)傳送的其實(shí)和結(jié)束。主機(jī)是初始化總線的數(shù)據(jù)傳輸并產(chǎn)生允許傳輸?shù)臅r(shí)鐘信號的器件。很明顯,LCD 驅(qū)動器只是一個(gè)接收器,而存儲器則既可以接收又可以發(fā)送數(shù)據(jù)。兩線 ―― 串行數(shù)據(jù)( SDA)和串行時(shí)鐘 ( SCL)線在連接到總線的器件間傳遞信息。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色,功耗,亮度,波長等。顏色有紅,綠,藍(lán),黃等幾種。位數(shù)有半位, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 位等等 ...., led 數(shù)碼管根據(jù) LED的接法不同分為
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