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1、 本科生毕业设计（论文）题 目： 基于ATT7037的电参量表的设计 姓 名： 肖连才 学 号： 011000930 学 院： 电气工程与自动化学院 专 业： 电气工程与自动化（电气方向） 年 级： 2010级 指导教师： （签名）2014 年5月30日基于ATT7037的电参量表的设计摘 要随着电力系统自动化水平的日益提高，电力信息的获取和管理越来越重要，研制高精度、多参数、多功能、数字化、带通信接口的多功能电参量仪表已经成为一个热门的课题。本次设计选用低功耗高性能的单相多功能计量SOC芯片ATT7037为核心，设计一款可检测多种电参量，并具有串行通信功能的单相电参量仪表。该芯片内集成单相计
2、量（3路ADC）、CPU是51内核处理器、LCD驱动、电源管理，时钟管理，RTC模块，温度/电池电压测量模块，PLL，JTAG调试等功能。本次设计主要是硬件电路的设计还有串行通信的设计。硬件的设计主要是ATT7037最小系统、电源模块、交流电量采集模块、RS232串行通信、LCD显示电路、按键电路、报警电路等电路的设计以及参数大小的选定，并将这些电路用Protel画成原理图。串行通信的设计主要是对SBUF寄存器、 串行口控制寄存器、PCON寄存器进行设置、选择串口的工作方式、设计波特率、定时器初值、最后完成串行通信的编程。软件的设计是由同组其他同学设计完成，主要介绍其程序流程、各个模块的初始化
3、、及一些基本情况。在完成了硬件电路的设计以及通信程序的编写之后，与同组其他同学合作完对程序和实物进行调试、并做精度测量实验、实现了电参量的显示，并对实验结果进行分析和对实验误差进行分析从而得出结论。 该设计方案结构简单、成本低、功耗低、可靠性高，具有广阔的市场前景和应用价值。关键词：电参量表;单片机;硬件电路设计;通信显示;The design of electrical parameter table base on ATT7037 chipAbstractWith the increasing level of power system automation, access and man
4、age information more and more important power.Development of high-precision, multi-parameter, multi-functional, digital, multi-functionelectrical parameters of the instrument with a communication interface has become a hottopic.The selection of a low-power high-performance design of single-phase met
5、ering SOC chip ATT7037 multifunctional core , designed to detect a variety of electrical parameters , and has a serial communication function meter single-phase electrical parameters . The chip is integrated within a single-phase metering ( 3-way ADC), CPU is a 51 -core processor , LCD drivers , pow
6、er management , clock management , RTC module , temperature / battery voltage measurement modules , PLL, JTAG debugging functions. This design is mainly designed hardware design as well as the serial communication circuit .Hardware is designed primarily ATT7037 minimum system , power modules , AC po
7、wer collection module , RS232 serial communication , LCD displays the selected circuit , key circuit , alarm circuit design and circuit parameters such as size , and these circuits into Protel painting schematics. Serial communication is primarily designed for SBUF register , serial port control reg
8、ister , PCON register settings, select the serial work, design baud rate, timer initial finalize programming serial communication.Software was designed by the same group of other students to complete the design , introduces its program flow , initialization of each module, and some basic information
9、 .After the completion of the preparation of the hardware circuit design and communication program , completed in collaboration with other students of the same group and in-kind program debugging , and make precision measurement experiment to achieve the electrical parameters of the display , and th
10、e experimental results were analyzed and the experimental errors are analyzed to draw conclusions.The design is simple , low cost , low power consumption , high reliability , and has broad market prospects and value.Keywords:Electric parameter table; Singlechip; Hardware circuit design; Commuipnicat
11、ion and display 3目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1课题研究背景和意义11.2主要研究内容21.2.1 基本功能21.2.2研究内容2第2章 基本理论基础32.1单片机理论32.1.1单片机概述32.1.2 ATT7037芯片介绍32.2 Altium Designer 原理图设计基础62.2.1电路设计的一般步骤6第3章 硬件电路的设计73.1 ATT7037最小系统73.1.1 ATT7037芯片73.1.2 模拟电源电路103.1.3 JTAG接口电路103.1.4 时钟电路113.1.5 复位电路113.2 电源模块123.3 交流电量采集模块133
12、.4 RS-232串行通信143.5显示电路143.6 按键电路153.7报警电路164.1程序流程图174.2 LCD及按键的软件结构174.2.1 LCD的软件结构174.2.2 按键的软件结构194.3串行通信204.3.1 SBUF 寄存器204.3.2串行口控制寄存器SCON204.3.3寄存器PCON214.3.4波特率计算22第5章 实验结果与误差分析235.1 实验结果235.2 误差分析25结论26谢辞27参考文献29附录30基于ATT7037的电参量表的设计第1章 绪论1.1课题研究背景和意义电能表的发展最早可追溯到1880年汤姆斯.爱迪森根依据电解的原理发明了计量直流电的
13、电能表。1889年匈牙利岗兹公司研制出第一块感应式电能表。十九世纪末形成了较完整的感应式电能表的基本制造理论。20世纪50年代我国开始生产感应式电能表，20世纪90年代我国研发并自主生产电子式电能表1。随着我国经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大，电力系统越来越趋于现代化，电网与电力市场、客户之间关系日益密切。客户对用电质量要求逐步上升，传统电网已经无法满足市场发展的要求。电能的生产，传输和使用同时进行，因此，电能作为一种不可储存商品的流通使用过程中，对其准确计量具有重要的意义。为调节负荷用电时段，以解决Et渐突出的电力供求矛盾，在不增加设备，不扩大设备容量的大前提下，可以通过以下两种方
14、法来解决：一是在用电高峰时限、拉电；二是实行分时电价，即提高用电高峰时段电能的价格，降低用电低谷时段电能的售价。为此，电力部门广泛地使用有多个计度器能在不同费率时段内记录交流有功或无功电能的复费率电能表。世纪初，国家在保持电价总水平基本稳定的前提下，大力推行峰谷分时计电价，鼓励人们合理移峰填谷用电。同时，要求完善两部制电价制度，扩大多功能表应用范围，使多费率和多功能电能表具有广阔的前景1。 我国的通信子系统发展水平相对较落后。在西方发达国家，电能计量的自动抄表技术研究起步较早，低压电力线的载波技术也已被广泛地运用，而我国，多使用电话线作为通信信道。近年来国内电子工业迅速发展，通信系统作为自动抄表技术的关键，也成为被关注的重点。现代电力营销系统中的一个重要环节是电量计量。为克服传统人工抄读电量数据，实现实时性，准确性和应用性，同时提高电力部门电费实时性结算水平，所有电力部门都将建立一种新型抄表方式作为共识。电能计量自动抄表系统克服了传统人工抄表模式的不确定性和低效率，能电能计量数据自动采集、传输和处理。不断推进电能管理的现代化发展进程。目前国内外研究电能计量和串行通信的技术已经相当成熟2。多功能电表是智能电网(尤其是智能配电网络)的重要数据采集设备之一，它是基于电子式技术研发出的新型电表，不仅具有传统电表的基本功
