智能预付费电度表

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1、智能预付费电度表摘要：文章介绍了利用AT89c52单片机设计单相预付费式电度表。对电压、电流的采集，电能的计算，数据的储存、显示和系统控制等环节进行了介绍。还给出了硬件原理图和软件流程图，对各个模块工作原理进行了分析。Abstract:Anelectricmeterentofvoltageandcurrent,calculationofelectricenergy，storeanddisplayofdateandcontrolofthesystemeasurementofelectricenergy；advancepayment；kiloeter0引言传统的电表需要抄表人员定期挨家挨户抄

2、取数据，结算出费用后，再到各家索取，误差大、统计工作量大，人为的错误给电力部门和用户带来极大不便，也造成了用户和电力部门的纠纷。随着城市经济的发展以及人民生活水平的提高，家用电器的大量使用。抄表难、收费难困扰着电力部门，抄表人员的不断增加提高了电业公司的经营成本，也给管理带来许多麻烦，造成了人力资源的巨大浪费，针对这一问题，人们开始思考解决这一问题的方法，于是IC卡电度表应运而生。其发展势头迅猛，锐不可当。IC卡预付费电表的成功推广应用，达到了控制电能和节约电能的双重效果，改革了沿袭几十年的消费模式，即先用电后付费的模式，而以先充值购电后消费的模式取而代之。作为使用者，用数一目了然，不再

3、和邻里发生用量上的矛盾，还做到了即时控制；作为管理者，解决了抄表难、算帐麻烦、收费难等一系列令人头痛的难题；作为供电部门，将先行回收投资，提高管理效能，利国利民。如果集体消费群体，也使用智能IC卡表，将使管理者不再为收费为难，不再为分摊劳神，省心省力，事半功倍。本文将介绍一种利用单片机作为控制器的IC卡预付费式电度表。它的开发已经广泛的应用在社会生活中，给人们生活带来了便捷。电度表作为电能计量工具，在国民经济各部门中得到广泛应用。长期以来使用的都是机械式感应电度表。它具有耗电多笨重且需要手工抄表防窃电性能低等缺点。随着微电子技术的迅猛发展，微控制器（单片机）和大规模集成电路在电能计量领域

4、的广泛应用，使电度表的技术水平得到长足发展。预付费电度表虽然只是普通计量器具，但是由于微控制器的引入，对我们设计电路提出了很高的要求[1]。同时作为一种智能化的家居电气，也给人们生活带来了诸多的便利，这无疑促进它的不断地创新。1系统组成1.1主要性能指标准确度等级：2.0级；额定电压：单相AC220V；标定电流：5（20）A，5（30）A，10（40）A；工作电压：单相AC220V，±20％。1.2信号采集原理图本方案采用功率累加式，将端口电流和电压先送入模拟乘法器相乘，得到一个与功率P成正比的模拟电压，再经过V/F变换，变成频率信号f。单片机对频率信号f进行累加，便可得到电能。系统框图

5、如图1所示。这种方案对CPU的要求低，采用MCS—51系列单片机完全胜任。而且，现在已有集成电路将模拟乘法器、低通滤波器和V/F变换器集成在一起，其性能指标都远远高于分立元件。其中，模拟乘法器、低通滤波器和V/F变换器采用集成电路SM9903。大大的减少了器件的数量，同时CPU采用AT89c52，它的内部有8KB的程序存储器，存储空间较大。采用液晶显示器，可大大减少功耗，并且可显示汉字，使界面清晰明了[2]。1.3总体方案的设计本设计电能计量系统，计量电路采用SM9903，CPU采用AT89c52，采用液晶显示器为SMG12232B-2，预付费系统以存储卡作为售电的传输媒介，采用的是At

6、mel公司的存储卡AT24C01。以上芯片的选择，用VisualC++在微机上编制相应的售点管理系统，配以相应的读卡器实现对IC卡的初始化，卡号识别，充值等操作。以上方案和元器件的选择，从实用性和经济成本出发能够满足设计的要求[3]。系统框图如图2所示。基于单片机AT89C52为主控元件，系统主要有电能测量电路、控制电路、显示电路、驱动电路、IC卡接口、电能存储电路、掉电检测电路组成。2软件程序设计主程序流程图如图3所示，开始的时候，先对是否插入了IC卡进行判断，当有卡插入的时候，对IC卡做一些判断和处理，当没有插入的时候，判断是否有相应的按键按下，有键按下的时候，读取相应的键值，并做相

7、应的显示，当没有按键按下的时候，显示相应的内容[3]。3结束语本系统所用器件少，电路简单，成本低廉，对应用的电器原件控制精度高且具有很大的使用空间，能够很好的满足当今居民生活的要求。在上世纪末的二三十年里，智能化电器随科技进步逐步兴起并开始走进千家万户，IC卡进入中国市场以来，它的存在与发展越来越被大多数国人肯定。但种种迹象表明，随着经济的进一步发展，生活水平的提高，通信技术、X络技术、传媒业的飞速发展和高度结合，数字化家居将得到进