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1、目录摘 要iAbstractii1. 前言11.1 智能电表的概念11.2 智能电表的发展背景12 设计总体方案论证22.1 单片机的方案选择22.2 数字时钟方案32.3 电能检测方案42.4 显示电路的选择62.5 电源电路的选择72.6 基于单片机的智能电表的设计系统方案83 系统硬件设计103.1 单片机设计方案103.2 时钟日历芯片设计153.3 电能检测系统的设计173.4 LCD显示电路183.5 键盘控制系统的设计193.6 继电器电路203.7 电源电路204 系统软件设计214.1 Altium Designer 10软件214.2 编程软件 keil214.2.1 主程
2、序设计224.2.2 键盘扫描程序244.2.3 LCD1602显示子程序254.3 protues软件25总 结27参考文献40基于单片机的智能电表摘 要电表显示人们每天使用的电量。现在每个家庭安装的基本上都是带转盘的电表。它只能显示总用电量。如果你想检查前一个月的用电量，你只能按电费计算。现在是一个信息时代，这种做法显然无法跟上社会趋势。近年来，绿色经济和可持续发展是社会发展的主旋律。在这一理念的推动下，智能电表将成为社会的发展趋势。智能电表为传统电表增加了智能化，从而进一步提高了电网的效率，提高了电源的可靠性，提高了电能的质量。科技改善电力家庭服务，从而更好地适应电力市场。智能电网现已成
3、为全球电力行业研究和讨论的热门话题。智能电表是智能电网中最重要的环节，它支持电网的信息，自动化和交互的实现。微处理器是智能电表的最主要的核心器件。它可以储存海量的检测数据，同时对测量出的结果进行分析、判断和处理。本论文主要设计研究新型的智能电表电路，其主要特点是以STC89C52单片机为核心，实现电能的积算、数据的显示、控制电源的定时开启关闭，同时具有记忆电路，完成电表信号的读、写处理，监控电表工作的功能。本文对每个模块逐一进行了研究，全面详细地论述了硬件电路的设计流程，对本设计中时钟电路模块、液晶显示电路模块的功能及工作原理进行了详细的说明。 关键词 ：单片机；电能检测；智能电表Intell
4、igent Electric Meter based on single Chip MicrocomputerAbstractThe meter shows the amount of electricity people use every day. Now every home basically installs a meter with a turntable. It can only show the total electricity consumption. If you want to check the electricity consumption the previous
5、 month, you can only calculate it on the basis of electricity. This is an information age, which is clearly unable to keep pace with social trends. In recent years, green economy and sustainable development are the main melody of social development. Driven by this concept, intelligent electric meter
6、 will become the development trend of society. The intelligent meter adds intelligence to the traditional meter, which further improves the efficiency of the power grid, improves the reliability of the power supply and improves the quality of the power supply. Science and technology to improve the e
7、lectrician Court service, so as to better adapt to the electricity market. Smart grid has become a hot topic of research and discussion in the global power industry. Smart meter is the most important link in smart grid, which supports the realization of information, automation and interaction. Micro
8、processor is the most important core device of intelligent meter. It can store a large amount of detection data, and analyze, judge and process the measured results. The main characteristic of this paper is to design and study the new intelligent meter circuit. Its main characteristic is to realize
9、the integration of energy, display of data and turn off and turn on the power supply at the same time with STC89C52 single chip computer. It also has the memory circuit to finish reading and writing of meter signal. Processing, monitoring the work of the meter function. In this paper, each module ha
10、s been studied one by one, the hardware circuit in detail the design process, the design of the clock circuit module, LCD circuit module functions and working principle of a detailed description.Keywords: MCU,power detection,intelligent meter ii1. 前言1.1 智能电表的概念智能电表它是科技时代的新产物，它能够进行测量、数据处理，因此测量单元、数据处理
11、单元是它的重要组成部分。在智能电表这一系统中，它能通过各类型的芯片来进行电能的测量、计算、存储，并且具有实时监控功能和自动控制等功能。和传统的电能表相比。计量功能是智能电表的最基本的功能，而它本身就是一个电子式的电表，并且它能够通过端口与外部时钟进行通讯。微处理器（微控制器）是智能电表的最重要的核心设备。没有它，智能电表不能存储，分析，判断和处理大量的测量数据。智能仪表通常具有自动地检测数据，数据转换和自动调零功能，以及通过操作面板进行显示数据的功能。本次设计的智能电表主要运用了微机和通信等两方面的技术，为了减少能耗，把采集数据和处理数据等功能运用芯片进行，这样既可以节省了成本以及人力资源，还
12、可以增加其工作的效率，可以满足了现代的用电户的需求。1.2 智能电表的发展背景电表诞生于1880年，最早的电表是以电磁感应为基本原理制造而成。为了满足工业化和电源管理发展的需要，电子仪表已经出现。基于感应原始电子仪表仍然具有测量的功能，但所述盘的旋转成为一个电脉冲;其次是基于乘数原理的电子式电能表，数字倍增器电子仪表具有扩展功能，适用于自动化系统集成等特点，已成为当今电表的主要发展方向。目前，智能电表主要分为电感式，电子式和智能型等几种类型，我国生产的电能表不仅可以满足地区和国家的市场需求，而且我们还有有价格优势。因此，中国的电能表在世界各个市场都具有良好的竞争水平。随着中国电网的不断智能化，
13、我们对电表等电能计量装置的要求也在不断提高。中国的电网技术与国外的相关科技差别不大。同时，它还是低碳经济，可持续发展道路的重要的部分，因此其发展前景相当乐观。与国外同类产品相比，中国智能电表具有完善，规范，分类单价和控制负荷的功能，均高于其他国家。它更能满足中国现代智能电网建设的需要。目前，中国的用户数量非常庞大。根据2009年的统计数据，截至年底，国家电网公司的服务系统已录得2.3亿户家庭。根据每户4户的平均数，有人口10.4亿，在全国推广智能电表并非易事。它不仅需要巨额资金，而且需要大量的人力，物力和长时间的执行。同时，智能电表的功能多样化，显示的数据类型很多，用户可以准备更多的电力服务，
14、但更换电表也需要得到用户的同意，理解和包容，所以用户还必须对一对智能电表有一定的了解，所以我们必须调动各行各业的力量生命有效地宣传这一点。由于国家电网公司发布了一系列的计划，智能电网改革，电表和智能，自动化产业的发展面临着前所未有的发展前景。智能电表是智能电网的智能终端。它不是传统意义上的功率计。除了传统的电能表的基本计量的功能，智能电表还具有双向数据通信功能，并且有防偷电功能等，以适应使用智能电网的发展趋势。本文的主要任务是系统的硬件电路设计和软件的设计。硬件电路采用模块化设计，包括接口电路、用电量检测电路、继电器驱动电路、LCD显示电路等，详细介绍了各单元的工作原理；系统软件采用C语言编制
15、，给出了具体的程序流程图。系统具有电量信息显示、掉电记忆、定时供停电、继电器智能开关控制、防干扰等功能。2 设计总体方案论证 本多功能智能电表可分为以下几个模块电路组成：单片机模块，时钟模块，电能检测模块，液晶显示模块和电源模块等。2.1 单片机的方案选择在嵌入式领域中有多种微处理器可以选择，比如FPGA、DSP、单片机、ARM等，在这些处理器中单片机的价格最低，性能适中，适合此类场合。下面介绍一些常见类型的微控制器：方案一：51系列单片机。51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是51系列的单片机一般不具备自编程能力。方案二： MSP430 MSP430系列是一个16位、具有精简指令集、超低功耗的混合型单片机，由于它具有极低的功耗、丰富的片内外设和方便灵活的开发手段，已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。片上集成了AD、DA、PWM、LCD驱动，其比较器AD采样方式能达到很高的精度，开发系统也很便宜。缺点是在位操作时有点麻烦，不适合用于逻辑控制以及对功耗不敏感的使用场合。 从成本、开发的难易程度考虑，使用STC89C5
