【正文】 走。又如：采用專用的錳銅片進行直接電流采樣的全電子電能表誤差可調整到+%，而采用電流互感器采樣，由于激磁電存在，若不采取補償措施，互感器本身誤 差就可能超過5%。采用互感器采樣，在起動電流、線性范圍、功耗和精度等指標皆不如直接采樣，尤其是小電流時更為突出。采用互感器采樣即利用電壓互感器和電流互感器分別來采集用戶的電壓信號和電流信號。全電子式電度表　　當前電子式電能表對用戶用電采樣方式主要有兩種形式。這個比例就是所謂的電表常數(shù)(imp/kWh)，由于電路中所用的決定脈沖速度的定時元件大都是參數(shù)離散性較大的阻容元件，為了保證電度表的計量精度和產品的一致性，就必須在生產過程中加強對元件的篩選和對半成品的調校，也就是說要增加相應的人力物力的投入并要延長生產周期，從而使電度表的生產費用和成本有所增加。這類電度表由于其計量原理沒有改動，其計量精度和特性與機械表完全一樣，而成本相對較高，其優(yōu)勢在于能充分利用現(xiàn)已安裝使用中的大量的機械電度表，且其計量原理為大眾所熟悉而容易接受。機電一體式的電度表　　第一類機電結合的電度表，是在原有的機械表的基礎上，加裝電子式計數(shù)裝置和相應的控制、通訊電路，或加上IC卡讀寫接口以實現(xiàn)自動計量計費和控制。 智能電表的結構分類目前，國內智能電度表從結構上大致可分為機電一體式和全電子式兩大類。智能電表通過用戶交費對智能IC卡充值并輸入電表中，電表才能供電，表中電量用完后自動拉閘斷電，從而有效地解決上門抄表和收電費難的問題。使之符合社會的發(fā)展需要，所以我選擇了基于單片機的智能電能表的設計。但是這種管理方式，給居民和管理人員帶來諸多不便，而且還存在著一些弊端。隨著國民經濟的不斷發(fā)展，各地對于電能需求量也隨之急劇增加，電力已經成為國家最重要的能源。作為智能電網中最為基礎的設備之一，智能電表本身的節(jié)能技術也在不斷受到關注。電力公司利用智能電表向用戶發(fā)送電力相關信息，從而根據(jù)需求響應減少電力消費量。雖然智能電表和智能開關需要成本和安裝費用，但是可以控制對發(fā)電與配電設備的投資。智能電表最初的安裝目的是提升遠程抄表、遠程開關等業(yè)務的效率。關鍵詞：智能電表，數(shù)據(jù)采集電路，PCB板，程序設計AbstractWith the rapid development of economy, people life level continuously improve, the traditional power grid already cannot satisfy the demand of modern society. Now, smart grid technology to flourish, as an important ponent of smart grid, smart meters also get great development. In the near future, smart meters will be installed on a national scale. So the smart meter technology research is of great practical significance.Traditional meters can only show the overall power consumption, but also need artificial meter reading, wasted a lot of manpower material resources. Smart meters research mainly in order to realize the realtime munication of supply and demand, the supplier can adjust the price according to demand load, the buyer can be regulated according to electricity power consumption. Ultimately reached peak cut and save electricity effect. The meter at present, and puts forward the overall design scheme of intelligent electric meter based on single chip microputer.This paper mainly pleted the following work: proposed the overall design scheme of smart meter data acquisition circuit was designed, using Protel DXP software to draw the schematic diagram and generated the PCB, welded the data acquisition circuit, using the Keil uVision2. Write the program. After debugging, the circuit board can accurately show the input of the effective value of voltage, current, power factor Angle and power in real time.Keywords: data acquisition circuit, PCB board, the program design目錄 摘 要 IAbstract II目錄 III前言 11 智能電表的概述 2 智能電表的定義 2 智能電表的結構分類 2 智能電表的工作原理 32 智能電能表的設計方法 5 智能電能表的硬件組成 5 微處理器或微控制器 6 傳感器 6 信號調理 6 A/D轉換器 6 D/A轉換器 7 智能電能表的通信接口 7 智能電能表的軟件設計方法 8 智能電能表的抗干擾方法 103 智能電能表的硬件設計 11 電能表概述 11 電能表的總體方案設計 11 電能表的控制芯片AT89C51 13 單片微控制器、微處理器 13 AT89C51各主要引腳功能： 14 電能計量芯片 15 CS5460A的性能 16 CS5460A管腳說明 16 CS5460A外圍電路及供電電路設計 18 微控制器AT89C51與CS5460A的接口 18 電源模塊 19 電壓電流采樣模塊 20 顯示模塊 20 八段數(shù)碼管顯示器 21 數(shù)碼管與AT89C51的接口 22 按鍵組功能及與AT89C51總線口的連接 22 SPI接口型EEPROM與AT89C51的接口 23 X5045管腳分布 23 X5045功能描述 24 X5045硬件連接 25 時鐘模塊 26 。本文主要完成以下工作：提出了智能電表總體設計方案，設計了數(shù)據(jù)采集電路，運用Protel DXP軟件繪制了原理圖及生成了PCB板，焊制了數(shù)據(jù)采集電路板，運用Keil uVision2編寫了程序。最終達到削峰填谷，節(jié)約用電的效果。傳統(tǒng)電表只能顯示總體用電量，而且需要人工抄表，浪費了大量的人力物力。在不久的將來，智能電表必將在全國范圍內安裝?；趩纹瑱C的智能電表設計基于單片機的智能電表的設計摘 要隨著經濟的快速發(fā)展，人們生活水平不斷地提高，傳統(tǒng)的電網已經不能滿足現(xiàn)代社會的需求?，F(xiàn)在智能電網技術蓬勃發(fā)展，作為智能電網的一個重要組成部分，智能電表也得到很大發(fā)展。所以智能電表技術的研究具有重大的現(xiàn)實意義。智能電表的研究主要為了實現(xiàn)供需雙方的實時通信，供方可以根據(jù)需求負荷調節(jié)電價，需方可以根據(jù)電價調節(jié)用電量。本文針對電表現(xiàn)狀，提出了基于單片機的智能電表的總體設計方案。經過調試，電路板能較準確地顯示輸入的電壓、電流的有效值，他們的功率因數(shù)角以及實時功率。 26 DS1302與AT89C51的硬件連接 26 通斷電控制電路 274 電能表的軟件設計 29 電能表的軟件實現(xiàn) 29 CS5460A與單片機的數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)方法 29 對日歷/時鐘DS1302的讀寫操作的軟件實現(xiàn) 33 在電能表中對串行EEPROM的讀寫 33 矩陣鍵盤鍵功能處理程序 36 八段數(shù)碼管在電能表中顯示功能實現(xiàn) 37 打印機驅動程序 38總結 40致謝 41參考文獻 42 IV 基于單片機的智能電表的設計前言智能電表已經開始慢慢取代傳統(tǒng)的電表進行正式使用。有了智能電表，每戶的電力需求可以詳細把握，并可以根據(jù)需要只啟動必要數(shù)量的發(fā)電與配電設備。此外，近年來智能電表控制高峰需求期電力消費量的效果也越來越明顯。同時智能開關也給居民們的生活帶去了極大的方便。因為智能電表需要使用專用的電池，如果智能電表很耗電，電池的壽命就會縮短，表內電池電量不足還會影響計量和用戶用電。但是，當前居民用電的管理過于落后，一直采用的先用表后抄表再付費的傳統(tǒng)作業(yè)模式。為了適應社會的需求，保證用戶安全，方便，合理的用電，對傳統(tǒng)的電表和用電模式進行改造。1 智能電表的概述 智能電表的定義所謂智能電表，就是應用計算機技術，通訊技術等，形成以智能芯片(如CPU)為核心，具有電功率計量計時、記費、與上位機通訊、用電管理等功能的電度表。并對用戶的購電信息實行微機管理，方便進行查詢、統(tǒng)計、收費及打印票據(jù)等。機電一體式，即在原機械式電度表上附加一定的部件，使其既能完成所需功能，又能降低造價且易于安裝，一般而言其設計方案是在不破壞現(xiàn)行計量表原有物理結構，不改變其國家計量標準的基礎上加裝傳感裝置變成在機械計度的同時亦有電脈沖輸出的智能電表，全電子式則從計量到數(shù)據(jù)處理都采用以集成電路為核心的電子器件，從而取消了電表上長期使用的機械部件，與機電一體化電度表相比具有電表體積減小，可靠性增加，更加精確，耗電量減少，并且生產工藝大大改善，不必只在原有意義上的專業(yè)電度表廠生產等優(yōu)越性，最終會取代帶有機械部件的計量表。其基本結構是在原有機械電度表的轉盤上打孔或涂(貼)上能吸收光線的材料?！　×硪活悪C電結合的電度表則是采用電子式計量電路在獲得數(shù)字式脈沖信號后，通過微型電機驅動字碼轉輪得到電能計數(shù) 值，這種結構是最簡潔可行的電子式電度表的方案，但遺憾的是其對計量電路的要求較高，即要求所有的表都按一個固定的比例將電能值轉換為對應數(shù)量的數(shù)字脈沖，才能按正確的速度驅動微電機以轉動字輪。另外這種結構的電度表在數(shù)據(jù)收集和用戶繳費方式上與老式的機械表沒什么區(qū)別，應屬淘汰產品。一種是用互感器采樣，另一種為直接采樣。直接采樣則是用熱穩(wěn)定性高的電阻分壓網絡來取得電壓信號，而用電阻溫度系數(shù)非常小的錳銅片進 行電流直接采樣。 例如：額定電流為20A時，直接采樣的啟動電流為20mA，互感器采樣的啟動電流為40 mA。利用互感器采樣的的優(yōu)點是抗干擾性較強，線路簡單，成本低。當表內剩余電量等于報警電量時，拉閘斷電報警(或蜂鳴器報警)，此時用戶在感應區(qū)刷卡即可恢復供電。　　電子式智能電表，是在電子式電表的基礎上，近年來開發(fā)面世的高科技產品，它的構成、工作原理與傳統(tǒng)