基于单片机的课程设计多用户电能表

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1、山东科技大学信息与电气工程学院课程设计报告电气工程及其自动化（定单）09-1班单片机在矿山系统中的应用设计课题名称单相多用户电能表的设计姓名苏传祥学号200901100117联系方式15092022323指导教师＿＿公茂法＿＿开课学期2011至＿2012学年第一学期提交时间2012年1月6日前言多用户电子式单相电能表采用单片机作为中央处理器，每块电能表可对多达8户的用电情况进行集中检测、循环显示。各户的用电量可以就地读取。多用户电子式电能表采用了“分户用电、集中检测”的方式，与传统感应式电能表相比，有效地提高了电能计量的准确性，而

2、且整机体积小、质量轻、安装方便。在多用户电子式电能表的前面板上有6位LED显示器，前一位为分户号，后4位为分户用电量，所显示的用电量与分户号相对应，分户循环显示，每3s切换一户。　如果某户显示的用电量需要清零时，待电子式多用户电能表的LED显示器显示本户的用电量时，用导线将进线端子的清零控制端和信号地端短接，然后拉下电源开关，待重新合上电源开关后，清零完成。将短接的清零控制端和信号地端断开，用户用电量即可重新计量。目录一设计任务及要求-------------------------------------------------

3、-------二设计原理分析-----------------------------------------------------------三整体设计-----------------------------------------------------------------3.1系统方案3.2设计总论3.3设计方案框图四、电路的硬件设计-------------------------------------------------------五、电路的软件设计-----------------------------

4、---------------------------5.1程序流程图5.1.1主函数流程图5.1.2脉冲扫描函数流程图程序清单六设计总结-----------------------------------------------------------------一、设计任务及要求1、设计目的通过计算机编程实现多用户电子式数码显示电能表的功能。本次设计用户数为八户，即实现八位用户循环显示电能量。同时，基于E2PROM24C16芯片实现单片机的掉电数据保护，基于74HC165芯片实现单片机的清零。2、设计要求基于AD7755芯片

5、实现电能脉冲的发生；应用单片机C8051F360编制程序完成脉冲的读取、计数、计算、存储、送显示等功能；应用74HC164及八段译码显示器完成数据的显示；应用74HC165及键盘控制对脉冲清零；应用E2PROM24C16完成数据的定时写入以防停电时数据丢失。二、设计原理分析本设计采用的是C8051F360单片机为核心的电路板。C8051F360单片机整体电路板包含：C8051F360单片机、LED/FMQ报警、RS-232通信、USB接口、电源接口、LM336-2.5、下载/复位、外接器件、5V--3.3V、两路AD输入、信号输入

6、、PCF8563、24C16、74HC165、74HC164显示等模块。本次设计中主要用到的部分有C8051F360单片机、PCF8563、24C16和74HC164显示等模块。C8051F360单片机为主要部件，它具有片内上电复位电路、VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器器件，是真正能独立工作的片上系统。FLASH存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051固件。用户软件对所有外设具有完全的控制，可以关断任何一个或所有外设以节省功耗。其P1.0,P1.1口产生的脉冲向74HC164显示输送数据

7、，使其显示相关信息，P2口接拨码开关，模拟AD7755电量脉冲，PCF8563、24C16部件实时存储用户电量信息，并在掉电后保存，单片机上电复位后能够从中读取数据。74HC164显示程序C8051F360接线图24C16接线图AD7755电能脉冲发生器电源接线图参数设定+5V稳压电源的参数有：变压器副边绕组的交流电压有效值，整流元件的参数，电容C1、C2的数值以及集成三端稳压器的选用。以下即参数计算：(1)电容C1，可用下式进行计算：式中：10ms为交流电网电压周期的一半。取Vimin=7.3V。因为在使用三端稳压器时,为了保证

8、稳压性能,输入端和输出端间电位差至少应在2V以上，当然也不能太大，以减少器件功耗和避免器件损坏，一般对输出电压不大于18V的稳压器,输入电压应小于35V,按输出电流应有10％的余量，取通过计算，得：C1=3014uF。因此取C1=3300uF(2)