課程設(shè)計(jì)報(bào)告-多用戶電子式電能表的設(shè)計(jì)-展示頁
2025-01-28 00:04本頁面
【正文】 電阻值仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R4，R4和C3的選取要和電流采樣通道的R1C1匹配，這樣才能保證兩個(gè)通道的相位進(jìn)行恰當(dāng)?shù)钠ヅ?，消除因相位失調(diào)帶來的誤差影響。AGNDJ9J8J7J6J5J4J3J2J1CL220pFCL+~220VV2PV2N 電壓采樣電路電壓輸入通道（V2N，V2P）也為差分電路，V2N引腳連接到電阻分壓電路的分壓點(diǎn)上，V2P接地。C41000pFAGNDAGNDR61KR31166。R5820166。（2） 電壓采樣電路：R24390K/R23390K/R9R1256KR13100KR14200KR1015KR1130KR8R72KR19100KC31000pFR4820166。R1C1和R2C2組成兩個(gè)低通濾波器，衰減掉那些無用的高頻分量，從而防止有用頻帶內(nèi)的失真。當(dāng)使用互感器采樣時(shí)，： 互感器采樣電路 UIT=1/5F143600使用互感器采樣時(shí)，GG0都接低電平，增益選擇1，電流采樣通道最大差動峰值電壓為177。30Mv當(dāng)使用分流器采樣時(shí)，GG0都接高電平，增益選擇16，通過分流器的峰值電壓為177。235Mv108177。電流采樣通道最大差動峰值電壓應(yīng)小于470mV，電流采樣通道有一個(gè)PGA，其增益可由ADE7755的G1和GO來選擇，見表1： 表1G1G0增益最大差動信號001177。下圖為 AD7755性能測試電路 AD7755性能測試電路（1） 電流采樣電路： 電流采樣電路，其中F1為分流器，RR2為采樣電阻，CC2為采樣電容，他們?yōu)殡娏鞑蓸油ǖ捞峁┎蓸与妷盒盘?，采樣電壓信號的大小由分流器的阻值和流過其上的電流決定。簡單的ADE7755外圍應(yīng)用電路是由電流采樣電路、電壓采樣電路、輕載調(diào)節(jié)電路、頻率選擇電路、高頻輸出和低頻輸出等組成。10%基準(zhǔn)電流：Ib=5A最大電流：Imax=4Ib=20A計(jì)量精度：1％最小電流：Imin=2%Ib=脈沖數(shù)：1000/3﹑ AD7755相關(guān)參數(shù)計(jì)算電能變換電路采用AD7755芯片（Ib=5A,C=1000KW/h）,工作時(shí)AD7755芯片將電流采樣信號和電壓采樣信號送入緩沖放大器，經(jīng)模擬乘法器相乘，再經(jīng)V/F轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換將電壓信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號，AD7755芯片的快速脈沖輸出為1000脈沖/KWh，與用戶使用電能相對應(yīng)。 設(shè)計(jì)要求基于AD7755芯片實(shí)現(xiàn)電能脈沖的發(fā)生；應(yīng)用單片機(jī)C8051F360編制程序完成脈沖的讀取、計(jì)數(shù)、計(jì)算、存儲、送顯示等功能；應(yīng)用74HC164及八段譯碼顯示器完成數(shù)據(jù)的顯示；應(yīng)用74HC165及鍵盤控制對脈沖清零；應(yīng)用E2PROM 24C16完成數(shù)據(jù)的定時(shí)寫入以防停電時(shí)數(shù)據(jù)丟失。本次設(shè)計(jì)用戶數(shù)為八戶，即實(shí)現(xiàn)八位用戶循環(huán)顯示電能量。該電能表具有分時(shí)段計(jì)量，八段數(shù)碼管顯示，時(shí)間校正及時(shí)，功耗低，掉電后自動存儲數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。純電子式電能表的原理是采用電子電路來實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量,所以電子式電能表的共同特點(diǎn)是采用乘法器,根據(jù)所依托的乘法器為模擬的還是數(shù)字的分為模擬乘法器型電子電能表和數(shù)字乘法器型電子電能表。感應(yīng)系電能表是利用處于交變磁場的金屬圓盤中的感應(yīng)電流與有關(guān)磁場形成力的原理制成的。為緩解我國日趨尖銳的電力供需矛盾，調(diào)節(jié)負(fù)荷曲線，改善用電量不均衡的現(xiàn)象，全面實(shí)行峰、平、谷分時(shí)電價(jià)制度，“削峰填谷”，提高全國的用電效率，合理利用電力資源，國內(nèi)部分省市的電力部門已開始逐步推出了多費(fèi)率電能表，對用戶的用電量分時(shí)計(jì)費(fèi)。該電能表可實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量、數(shù)碼管顯示、時(shí)間校正及時(shí)，功耗低，掉電后自動存儲數(shù)據(jù)等功能。 課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：單片機(jī)在礦山監(jiān)控中的應(yīng)用設(shè)計(jì)課題名稱：多用戶電子式電能表的設(shè)計(jì)姓名 ＿ 學(xué)號 ＿ 專業(yè) 電氣工程及其自動化 班級 ＿091 ＿ 2012 年 1 月 6 日目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù) 3 設(shè)計(jì)目的 3 設(shè)計(jì)要求 3二、 硬件設(shè)計(jì) 3 設(shè)計(jì)總體框圖 3 設(shè)計(jì)參數(shù) 4 光電隔離電路 7 C8051F360單片機(jī)部分管腳及參數(shù) 8 器件選擇 8 設(shè)計(jì)原理圖 10三、 軟件設(shè)計(jì) 14 主程序框圖 14 顯示用戶及相應(yīng)電能子程序框圖 14 查詢鍵盤程序框圖 15 送LED顯示子程序框圖框圖 15 中斷子程序框圖 16 24C16讀程序框圖 17 24C16寫程序框圖 18四、 程序清單 19五、總結(jié)…………………………………………………………………………………………29多用戶電子式電能表的設(shè)計(jì) 石信亮摘要： 本文介紹了一種以單片機(jī)C8051F360為核心，采用專用電能計(jì)量芯片AD7755設(shè)計(jì)的單相多用戶電子式電能表，并提供了其硬件和軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，適合一戶一表使用。
關(guān)鍵詞：電能表；單片機(jī)；硬件設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)0引言隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對電的需求越來越大，不同時(shí)間用電量不均衡的現(xiàn)象也日益嚴(yán)重。電能表自誕生至今已有100多年的歷史，隨著電力系統(tǒng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及電能管理系統(tǒng)的不斷完善,電能表的結(jié)構(gòu)和性能也經(jīng)歷了不斷更新、優(yōu)化的發(fā)展過程:由最初的感應(yīng)電能表,發(fā)展到后來的感應(yīng)系脈沖電能表,直至現(xiàn)在的純電子式電能表。感應(yīng)系脈沖電能表仍采用感應(yīng)系電能表的測量機(jī)構(gòu)作為工作元件,由光電傳感器完成電能脈沖轉(zhuǎn)換,然后經(jīng)電子電路對脈沖進(jìn)行處理,從而實(shí)現(xiàn)對電能的測量。本文給基于C8051F360 單片機(jī)的一種新型單相多用戶電能表設(shè)計(jì)，采用 AD7755電能計(jì)量芯片，電能計(jì)量準(zhǔn)確。 一、 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)目的通過計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)多用戶電子式數(shù)碼顯示電能表的功能。同時(shí)，基于E2PROM 24C16芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的掉電數(shù)據(jù)保護(hù)，基于74HC165芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的清零。二、 硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)總體框圖線路電壓線路電流電壓互感器電流互感器電能轉(zhuǎn)換脈沖芯片AD7755光電耦合C8051F360單片機(jī)74HC164及八段譯碼顯示E2PROM24C1674HC164鍵盤清零穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源 設(shè)計(jì)參數(shù)基準(zhǔn)電壓： 220V177。 輸出的快速脈沖信號送給單片機(jī)，我們采用C8051F360單片機(jī)對方波信號進(jìn)行采集和計(jì)數(shù)，P2口（8位）工作即可對8戶電能脈沖進(jìn)行采集與計(jì)數(shù)，本實(shí)驗(yàn)我們將為每戶開辟1個(gè)字節(jié)的內(nèi)存計(jì)數(shù)?，F(xiàn)對各個(gè)電路進(jìn)行單獨(dú)分析。電流采樣通道采用完全差動輸入，V1P為正輸入端，V1N為負(fù)輸入端。470Mv012177。60Mv1116177。30mV，當(dāng)設(shè)計(jì)電表為5（20）A規(guī)格時(shí)，分流器阻值選擇為500uΩ，當(dāng)流過分流器的電流為最大電流20A時(shí)，其采樣電壓為500uΩ20A=10mV，不超過峰值電壓半滿度值，這樣考慮能允許對電流信號和高峰值因數(shù)進(jìn)行累計(jì)。470mV，其差動信號由互感器的二次側(cè)電流流過電阻R30和R31產(chǎn)生，互感器二次側(cè)額定
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