基于单片机的数字电能表设计

毕业设计（论文）题目名称：基于单片机的数字电能表设计就读学校：河南工学院专业：工业自动化学生姓名：指导教师：中原工学院继续教育学院2016年4月基于单片机的数字电能表设计Thedesignofdigitalwatt-hourmeterbasedonsinglechipmicrocomputer就读学校：河南工学院专业：工业自动化学生姓名：指导教师：2016年4月论文编号：070114200653摘要I摘要19世纪三四十年代，中国人民的照明途径还是主要由煤油灯为主，而在经济飞速发展的，科技产品日新月异的今天，电的应用已经深入中国人民的日常生活。电灯、冰箱、空调等等，统统都与电有着密切的关系。电在当今社会不可或缺，同样也涌现出了对电量的计量，从而出现了电能表这一计量仪表。电能表的发展历程主要是由最初的单一费率电能表到如今的复费率电能表。这与我国的多费率用电政策有关，旨在消峰镇谷，平衡用电。同样，在现在科技飞速发展，各种电器，仪表都逐渐趋近于自动化、人性化和智能化。而这些电气设备大都含单片机或者是CPU控制器。在本次设计中将智能化技术融入电能表中，电能表作为重要的计量仪表，准确性、稳定性都是很重要的。而数字电能表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。本设计以AT89C51单片机为核心，以逐次比较型A/D转换器ADC0809、八段数码管为主体，构造了一款简易的数字电能表，能够实现同时测量8路0.00～5.00V的直流电压，最小分辨率为0.02V。关键词：AT89C51；ADC0809；数字电能表；八段数码管ABSTRACTIIABSTRACTThirtiesand19thcentury,theChinesepeople'swayofilluminationismainlycomposedofkerosenelampisgivenpriorityto,andwiththerapideconomicdevelopment,scienceandtechnologyproductswitheachpassingdaytoday,theapplicationsofelectricityhavetheChinesePeople'sDailylife.Lights,refrigerator,airconditionerandsoon,allhascloserelationshipwithelectricity.Electricityisessentialintoday'ssociety,andalsoemergedforthemeasurementofthepower,thusappearedthewatt-hourmetermeasuringinstrument.Thedevelopingcourseofwatt-hourmeterismainlycomposedofasinglerate,initialwatt-hourmeterintoday'scomplexratewatt-hourmeter.Thisisassociatedwithratemoreelectricitypolicyofourcountry,aimedatpeakvalleytown,balanceofpower.Also,inwhatisnowtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,allkindsofelectricalappliances,instrumenthasgraduallytendtobeautomated,humanizationandintelligent.ButmostoftheseelectricalequipmentincludingmicrocontrollerorCPUcontroller.Wewillintegratetheintelligentwatt-hourmeterinthedesignofwatt-hourmeterasimportantmeasuringinstrument,theaccuracy,stabilityisveryimportant.Anddigitalwatt-hourmeterwithhighprecision,measurementaccuracy,readingtheadvantagesofintuitiveandeasytouse.ThisdesignUSESAT89C51single-chipmicrocomputerasthecore,tocomparesuccessivetypeA/DconverterADC0809,eightdigitaltubeasthemainbody,constructedAsimpledigitalwatt-hourmeter,canbeachievedatthesametimemeasuring8roadfrom0.00Vto5.00Vdcvoltage,minimumresolutionof0.02V.Keywords:AT89C51；ADC0809；Digitalwatt-hourmeter；Eightdigitaltube目录目录第1章绪论...............................................................................................1第2章总体方案选择..............................................................................22.1方案一：由数字电路及芯片构建。............................22.2方案二：由单片机系统及A/D转换芯片构建。................2第3章硬件设计.......................................................................................43.1单片机AT89C51................................................43.1.1AT89C51芯片主要性能参数.........................................43.1.3芯片管脚介绍及分配...............................................53.2A/D转换模块设计.............................................73.2.1A/D转换器的介绍..................................................73.2.2ADC0809的介绍....................................................93.2.3转换器ADC0809与单片机的接口电路..............................133.2.4有关芯片介绍.....................................................143.3显示模块设计................................................163.3.1显示器的选择.....................................................163.3.2显示器与单片机接口电路..........................................173.4复位电路和时钟电路.........................................183.4.1复位电路..........................................................183.4.2时钟电路..........................................................18第4章软件设计.....................................................................................204.1汇编语言的选择及介绍.......................................204.2程序流程.....................................................214.2.1系统主程序流程图................................................214.2.2各子程序流程图...................................................21第5章系统的调试................................................................................245.1硬件电路的调试..............................................245.2软件调试.....................................................245.2.1PROTEUS软件简介.................................................245.2.2KEIL简介.........................................................24目录4.3.1显示结果及误差分析..............................................26第6章结论与展望................................................................................296.1结论.........................................................296.2不足之处及未来展望.........................................29参考文献....................................................................................................30致谢........................................................................................................31附录A原理图........................................................................................32附录B主要源程序代码.......................................................................331第1章绪论在当前经济高速发展的时代，社会各个方面的用电量都急速上升，为电网系统的稳定造成了很大困扰。我国采用的是多费率用电政策，旨在消峰镇谷，平衡用电。单一费率电能表逐渐被复费率电能表大规模取代。在当前单片机应用急速发展的时代，以单片机为主要控制芯片的数字电能表已经占领了主要市场。同样，应继续研究，降低成本价格，提高稳定性、可靠性和抗干扰能力。数字电能表的基本工作原理是利用A/D转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电能