基于单片机的电表电量采集系统设计(20180524160813)

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1、基于单片机的电表电量采集系统设计摘要改革开放以来，我国经济持续快速发展，随之而来我国居民的用电量也在每天不断增加。并且，随着单片机技术的不断发展，把单片机作为主要控制芯片的电能表的生产已经发展到一定规模。论文在对数字信号处理进行理论研究和电能计算方法设计的基础上，采用单片机，进行电表电量采集系统。整体硬件电路将采用模块化设计，方便快速。在系统中可以采集8户民用电量。本文采用双枳分A/D转换器，相比于逐次比较器而言，双枳分A/D转换器更加稳定，但缺点就是速度较慢，所以来说更适合民用电表。本文中对电量进行处理之后，将其存储在E2PROM中，使用多路模拟开

2、关进行8路的模拟信号的分时采集。并且系统5s采集一次数据，通过LED循环显示各路电量数据。关键词：电能计量，89C51,信号处理ElectricitymeterbasedonsinglechipcomputerdataacquisitionsystemAbstractWiththedevelopmentofeconomyandtheincreasementoftheelectricalquantity.Withthedevelopmentofsinglechiptechnology,theresearchofelectronicMeterisprod

3、ucedinahugerange.Thepaperisbasedontheresearchofelectricenergymeasurementtheoryanddigitalsignalprocessingtheory,Usingsingle-chiptechnologytodesignthissystem.Theperipheralhardwareadoptedmoduledesign.Wecancollectinthesystem8civilianpower.ThisarticleadoptsdoubleintegralA/Dconverter

4、,becausethedoubleintegralisstability，butslower.Soitismoreappropriateusedforcivilianelectricity.Inthisarticle，powerwillbestoragedinE2PROM.Andmulti-channelanalogsignalsusemulti-channelanalogswitch，pointsacquisition.Systemcancyclethroughthepowerofallthedata.Keywords:electricenergy

5、measurement；89C51；signalprocessing1绪论1.1课题背景及意义单片机的出现是微电子技术和超大集成电路蓬勃发展所带来的，而这一出现正在引起测量控制领域的新改变。随着技术的快速发展，仪器仪表中智能电表的应用越来越广。因此，这是一个有着蓬勃发展的历程和有着广阔前景的产业领域。放眼未来，在各个方面，智能电表这种新型的工具有着非常的重要的用处。作为电能计量专用工具的电能表，关系着我们每家每户的切身利益。然而我国大部分地区广泛使用的是还是传统的老旧的非常不稳定的感应式机械表，而且一些只具的备单一的电能计量功能。抄表时还在采用传统的

6、人工抄表方式，不具备远程控制的和分时计量的功能，所以在现在这种信息化，网络化，现代化的今天，手工抄表严重制约了供电系统现代化管理。正是由于以上背景，智能电度表应运而生。也因此，我萌生使用单片机来设计一个简单的电量采集系统，能够实时监控、计算电量。1.2本文的主要工作本文主要介绍了一个电表电量采集系统，可以采集8户民用电量。采用双积分A/D转换器，相比于逐次比较器而言，双积分A/D转换器更加稳定，但缺点就是速度较慢，所以来说更适合民用电表。本文中对电量进行处理之后，将其存储中，使用多路模拟开关进行8路的模拟信号的分时采集。并且系统5s采集一次数据，通过

7、LED循环显示各路电量数据。该系统设计将从硬件和软件方面出发：在硬件上，选择AT89C51单片机，通过ICL7135A/D转换器采集模拟信号，并通过MAX7221驱动芯片来驱动LED。在软件上，研究电能处理算法，并用C语言设计和编写了相应的程序来实现电能处理算法。最后使用ProteusISIS与Keil仿真软件的进行联合仿真，验证算法的可行性。2系统的整体设计本章主要介绍了系统的整体框图，以及主要部分芯片的选择比如单片机芯片AT89C51、A/D转化芯片ICL7135、功率采集部分简介以及部分外围电路。2.1系统整体框图系统整体框图如下图2-1所示。

8、主要是220v交流电压经过霍尔转换后，经过8路模拟开关进行选择，信号放大，然后输入A/D转换器中，启动转换器