《毕业论文-三相电参数测量仪的软件设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文-三相电参数测量仪的软件设计（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、论文题目：三相电参数测量仪的软件设计专 业：测控技术与仪器本 科 生：强 伟 （签名） 指导老师：黄梦涛 （签名） 摘 要本系统使用一种电能计量芯片 ATT7022C，结合DS1302实时钟芯片及LCD12864液晶模块，通过STC89C54RD+单片机进行控制，具体研究和设计了一款三相电参数测量仪。相对于传统的三相电参数测量仪，它具有精度高、可靠性强、功能强大及智能化等诸多优点。本测量仪表可以实时、准确测量电压有效值、电流有效值、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无功电能、频率及相角等各项三相电参数。测量参数值可以通过按键控制切换实时显示在液晶屏上。此外，该测量仪表还可以在液
2、晶屏上显示年份、月份、日期、星期、时、分、秒，并且可以随时通过按键设置时间。研究、设计此类仪表有利于减少企业、工厂及家庭用电浪费，更好的节约资源、保护环境，从而真正实现环境友好型社会。关 键 词: 三相电参数，测量仪, ATT7022C, STC89C54RD+研究类型： 应用研究Subject ：Multi-purpose three-phase electrical parameters of instrumentsMajor ：Measure and control technology and instrumentName ：Qiang Wei （Signature） Instruct
3、or：Huang Mengtao （Signature） ABSTRACT This system using a kind of electric power measure ATT7022C chip, combined with DS1302 real clock chip and LCD12864 LCD module, through the STC89C54RD + MCU control, concrete research and design a three-phase electric parameters measurement instrument.Compared w
4、ith the traditional measuring apparatus, the parameters of the three-phase it has high accuracy, reliability, powerful and intelligent, and many other advantages. The measurement instrument can real-time and accurate measuring voltage, current RMS, RMS power factor, active power, reactive power, ele
5、ctricity, power, active and installed reactive power, frequency and phase Angle of the parameters of the three phase. The measuring parameters value can through the button control switch in real-time display on the LCD panel. In addition, the measuring instrument can also be displayed on the LCD pan
6、el year, month, date, week, when, minutes and seconds, and can at any time through the keys set a time.Researching and design such instruments can reduce electricity resource waste of enterprise, factories and family, protect the environment, so as to realize environmental friendly society.KEY WORDS
7、: three-phase electrical parameters, intelligent instrument, ATT7022C, STC89C54RD +THESIS: application research目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 课题研究的目的和意义11.2 电参数测量仪的发展状况与趋势21.2.1电参数测量仪的发展历程21.2.2国内外研究状况21.3 本设计的主要任务42 系统总体设计52.1 系统总体设计52.1.1总体结构框图52.1.2主要功能52.2 系统测量原理63 硬件系统设计133.1 ATT7022C电能计量芯片133.1.1芯片
8、简介133.1.2 内部结构133.1.3 电能计量芯片ATT7022C的引脚介绍143.1.4 外围设计163.2 LCD12864液晶模块173.2.1 芯片简介173.2.2 外围接口183.3 4*4矩阵式键盘193.3.1 电路原理193.3.2 接线图193.4 DS1302时钟模块203.4.1 芯片简介203.4.2 外部接线213.5 单片机STC89C54RD+介绍224 软件方案234.1系统软件总体流程234.1.1 软件总体设计思想234.1.2 具体程序流程设计234.2 ATT7022C模块244.2.1 读写时序244.2.2 软件校表及设置参数254.3 LC
9、D12864液晶模块264.3.1 软件资源264.3.2时序操作图274.3.3 液晶显示284.4 4*4矩阵式键盘294.4.1 软件原理294.4.2 按键说明304.4.3 软件流程图304.5 DS1302时钟模块314.5.1 内部资源介绍314.5.2 时序图324.5.3 时间显示流程335 总结34致谢35参考文献36附录1 ATT7022C系统原理图及系统原理图37附录2 主程序39附录3 调校表后测量误差表48附录4 毕业设计成品照片491 绪论1.1 课题研究的目的和意义电能为用途最广泛的能源之一，现代工业的发展无法离开电能的使用，对电能的使用程度直接衡量一个国家工业
10、的发展水平，电网经济、可靠、高效的运行与国民总体经济和人民日常生活密切相关。近几年，中国的社会用电量迅速增长，全国联网，特高压电网建设，百万千瓦级发电机并网，家居网络化进程，电网经营管理改进和计量新技术应用等要素，推进电表应用领域的扩展，主要是：从用电计量计费扩大到配电变压器、变电站的经济管理和用电需求侧管理的计量；从用户计费扩大到发电厂上网电量、跨省电网联络线交换电量的计费；从315千伏安及以上的大工业用户计费扩大到100千伏安及以上的商业、非工业、普通工业户的计费，以上电表应用领域的扩大，引起计量点总量估计由60万个扩大到400万个，电表应用需求量前景看好。三相多功能表技术要跟踪应用需求的
11、不断变化，也就明示了今后产品技术的发展趋向。电表多门类：由单一的计费产品发展到关口计量、配电变压器计量、变电站计量、大工业户计量、中等容量户计量、用电需求侧管理系统及终端6类产品，分别制订产品技术规范；关口电能表，要发展高精度、高稳定性、高可靠性、快速测量、0-360计量、多通信方式和协议，经国际、国内同类电表的比较，提出量化指标和测试方法；计费用三相多功能表要计量准确、简单可靠、讲求实用，逐步发展三相SOC单芯片，开发具有谐波电压、电流总含量和谐波污染程度的测量技术，研究温度、电压、频率、相位改变的自适应计量；谐波有功、无功、视在功率电能计量实用化产品，改进谐波下的功率因数计算方法，推进电能
12、质量市场建立与发展，也为提高冶炼企业、电气化铁路的计量准确度做准备最后是研究制订三相多功能表质量评价标准与测试方法，提高在电网上运行电表的整体技术品质。而无法实时、准确及有效的测量用电网络的各项参数，对电网的安全运行极为不利，而且会对用户用电设备的运行造成极为不利的影响，最重要的是造成电能的极大浪费。因此，监控三相电用电的电压、电流的有效值、有功功率、无功功率和功率因数、相角频率及电能等参数，对用电安全和减少用电浪费具有十分重要的意义。1.2 电参数测量仪的发展状况与趋势1.2.1电参数测量仪的发展历程传统的电参数测量方法，一般通过对模拟电压信号的采样和计算来完成测量。主要经历了几个阶段：第一
13、阶段，以模拟测量为主，通过基于电磁通量原理的指针式。但其机械结构和电磁通量结构一般比较复杂，测量的精度也很难提高。第二阶段，以直流采样为主，将被测量整流成直流量，通过测量平均值来测量点参数的有效值。该方法软件设计简单，计算速度快。但是，其测量准确度直接受到整流电路的准确度和稳定性的影响，整流电路参数调整困难。第三阶段，以交流采样为主，先将电压、电流信号经高精度的电压、电流互感器变成数字系统可测量的交流小信号，然后在送入微处理器进行计算。该方法可以通过不同的算法获取关心的各种信息（如有效值、相位等），实时性好，精度高。随着微机技术的不断发展以及电力参数实时测量要求的提高，交流采样技术已经逐步取代
14、了直流采样方法。并且大量电子器件的相继出现，对电力参数的测量由传统的电能表，逐渐被数字乘法器型电子式电能表取代。尤其是电能计量专用芯片出现以后，大大简化了测量电路的复杂性。1.2.2国内外研究状况自从2003年以来，即中国城市和农村电网进行大规模改造、建设后，电力系统对三相多功能表的需求量迅速增长，到2004年产量估计约70万台，以不足全国电能表总产量1%的份额，创造了11%的电能表总产值。由此，国际、国内电表企业纷纷看好商机，抓紧新技术开发，不断推出三相多功能表的新产品，以满足电能表市场的应用需求。与传统的机械表相比，采用电子计量原理的三相多功能表，具有高精度、多参数测量、谐波功率电能计量等
15、优势。从总体评价，三相多功能表还是稳态电力负荷计量产品，由于其应用领域扩大，电力系统对电表不断提出新的技术要求。现有的三相多功能表性能和品质，都不能完全适应电力系统的需求。因此，如何正确把握产品技术发展趋势，改进产品设计，将三相多功能表技术水准推向一个新的高度，无疑是电表行业和电力系统共同关注的课题。引进的三相多功能表新技术，代表目前国际上电能表技术的最高水平：高精度、长寿命计量，准确度为0.1%的有功电能计量，超过IEC在线计量的最高准确度要求，其误差曲线的带宽为+/-0.05%；0.2S级三相基波表，具有分相的250次谐波有功功率计量；0.2S级长寿命的电网关口表，具有电能质量计量模块。高速率、实时测量，交流采样速率为256点/周波，记录周期最短为10毫秒；电能质量计量：63次谐波、电压闪变、
