基于单片机的数字电能表设计---开题(宝2010010633)解析.doc

X X X X 毕业论文开题报告 论文 题目： 基于单片机的数字电能表设计 学 院： XXXX 专 业：XXXXXXX 年级(班）： XXXX 学　　号： XXXXX 姓 名： XXX 指导教师： XXX老师 XXXX年 XX月XX 日 XXX本科毕业论文开题报告 1.课题的研究目的和与意义： 随着我国科技的进步与经济的不断发展，人们生活水平不断地提高，智能电网技术蓬勃发展，作为智能电网的一个重要组成部分，智能电表也得到很大发展所以电表技术的研究具有重大的现实意义。在国民经济的各部门得到广泛应用传统电表是使火线绕若干圈，与火--零线圈组成一种特殊的电动结构，类似一台可控转速的电机。传统电表只能显示总体用电量，而且需要人工抄表，浪费了大量的人力物力。传统电表的火--零线圈是一个长期通电的线圈，虽然电耗很少，但每月大约有一度电的空耗根据我国目前的发展状况和广大用电单位及个人的用电状况,发现现在所使用的电能计量器具比较落后,精确度不高,并且功能较少,这样既浪费资源又不能满足人们目前的要求,影响社会的发展。因此,有必要对老式的电能表进行改进和创新以满足人们不断增长的需求。 随着微电子技术的迅猛发展,微控器(单片机)和大规模集成电路在电能计量领域的广泛应用,使电度表的技术水平和性能得到了长足发展数字电表是取火线的电流信号，通过数字电路转换成可计量数据。其中没有可运动的组件。电表的研究主要为了实现供需双方的实时通信，供方可以根据需求负荷调节电价，需方可以根据电价调节用电量。最终达到削峰填谷，节约用电的效果。数字表使用数字电路，电耗极少。 3.本课题国内外研究的历史和现状 数字电表的产生对于现代高速发展的科技时代具有重要的贡献。目前国内已经有很多类型的数字电表在实际生活中得以应用。其中基于单片机的数字电表应用很明显。例如： 以ST89C52单片机和电能计量芯片CS5469为核心, 配合电压、电流互感电路，存储电路等实现对电参量进行高精度计量，不仅可以实现电能的测量，还可以对电压、电流有效值、功率等电参量实时测量。实验结果表明：该设计精度可达1％，而且电路结构简洁，具有一定的实用价值。 CS5460是当下主流的电能计量芯片CRYSTAL公司最新出的带有串行接El的单相双向功率 电能计量集成电路芯片。该芯片是目前比较流行的电子电度表芯片如AD7750/AD7755更容易 实现与微处理器的连接。用CS5460可 以方便的组成多功能电子式电度表和分布电度表和分布式电能计量管理系统。CS5460是带能量计算引擎的CMOS单芯片功率测量芯片CS5460包 括 一个可编程的增益放大器两个△一 ∑调制器，两个高速滤波器，具有系统校正标准和计算功能，IRMS,VRMS和瞬时功率的计算功能。CS5460可以用于功表，可用于分流器和电流边缘器相连来测量电流。为了适应由不同的分流器取得的不同电压等级的不同，电流提到包括一个可编程的增益放 器 (PGA)， 它可以使用户测量150mVRMS 或 30 mVRMS 信号。CS5460包括两个高速数字滤波器 ，它以( McLK)/ 1024的字速 率( 0 wR )输出数据。每个通道都有一个高通滤波器，它可以将直流分量过滤掉。为方便CS5460和微处理器之间的通信，CS5460提供SPI串口。串行时钟允许一个施密 特触发器输入到串上的( CLK) 串行时钟，也允许低上升沿的信号。 数字电能表的结构组成：系统的硬件结构及工作原理电能表主要由测量单元、时钟、单片机、显示器/计数器、存储器、电源、通信接口和报警电路键等几部分组成。工作原理:通过检测模块来检测电量,将测到的数据送给单片机,单片机再将数据进行一定的处理,转化为数码管可以显示的内容,当然这会在编程中有很明显的体现,数码管显示也有其一定的规则特别是数码管的动态显示,并不是传统意义上的每段数码管同时显示,而是一种轮流显示,只是间隔的时间相当短,而人眼对于周围的事物又有时间停留,所以我们以为数码管显示数字是同时显示,那么这就达到我们所想要的效果。（1） 将其离散化，以一周期内的采样序列来代替连 续变化的电压值。根据数值积分中的矩形算法，有 ： （2） 式 中 △ T 一 交流采样间隔 (采样周期 ) ；Um电 压采样样本值；N 一 一个周期内采样点数。如果相邻 两次采样的时间间隔都相等，则△T为一常数，有 ： N = T ／ △T （3） 将上式(式3)代入式(式2 )则得到交流采样电压 有效值的计算公式 ： 同理可以得到交流采样电流有效值计算公式 （2）有功功率计算 如果对交流 电流信号在一周期 内均