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4.1 控制模块 10
4.1.1 主控芯片介绍10
4.1.2 控制模块电路10
4.2 电能计量模块 12
4.2.1 采样电路12
4.2.2 计量芯片介绍12
4.2.3 电能计量电路12
4.3 电源模块 14
4.3.1 电源方案选择14
4.3.2 电源模块电路15
4.4 IC接口模块 15
4.4.1 IC卡相关知识介绍15
4.4.2 IC卡接口电路17
4.5 显示模块 17
4.5.1 显示器分类17
4.5.2 SMG1223B-2 介绍17
4.5.3 显示模块电路19
4.6 时钟模块 19
4.6.1 时钟芯片介绍19
4.6.2 时钟模块电路21
4.7 数据存储模块 21
4.8 报警电路 22
5 预付费电度表的软件设计 23
5.1 系统程序总流程图设计 23
5.2 系统子程序流程图设计 25
5.2.1 计量子程序25
5.2.2 存储器读写子程序25
5.2.3 显示子程序26
5.2.4 IC卡接口子程序26
6 结论与展望 29
6.1 本文主要结论 29
6.2 对于预付费电度表的展望 29
致 谢 30
参考文献 31
附录一 32
附录二 33
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
电能表是电力部门的一杆“秤”[1]，也是人民生活离不开的重要能源，国民经济、工业、商业等发展都与它相关。电能在如今社会中被广泛使用，无论是工业、农业、商业或者在日常生活中，都不能没有电能。随着人民物质生活水平的提高和日益严重的环境问题的出现，用电负荷以及能源供需逐渐出现矛盾。电能计量装置在发电、供电、用电三个方面具有重要地位，电能表又是电能计量装置的核心部分，因此寻找一款科学、高效的电能表已经迫在眉睫。
为了鼓励用户合理安排用电时间，增加经济效益，电力部门大力推行峰谷分时电价政策。将每天24小时划分为高峰、平段、低谷3个时段，对不同时段制定不同的电价水平，目的是削峰填谷，提高电力资源的利用效率[2]。
随着我国对于 “一户一表”的大力推广，用户电表的需求量和人工抄表的工作量急剧增加，功能单一的机械式电能表已经无法适应这种需求。研究新型智能化预付费电度表便于科学地管理电能使用情况，能减少政府部门长期以来投入的抄表、收费带来的管理成本和人力资源的浪费。
1.2 国内外发展现状
电能计量装置最早出现是在电力工业发展初期，那时候用的是电解化学原理电能表，接着在1890年出现了感应式电磁原理电能表[3]，到现在已有近百年的历史，在这么长时间内，随着电能相关产业的不断进步及电子技术的发展，电能表的外观结构变得越来越轻巧，实现的功能也逐渐多样化。
主要分为以下两种：
（1）感应式电能表。感应式电能表制造起来简单，使用比较可靠，造价也相对低廉，在不发达的地区的使用覆盖率较高。
（2）电子式电能表。1950年左右，随着信息技术产业的迅猛发展，电能表也得到了不断的改进和创新，由此促进了高精度电子式标准电能表的产生，打破了以前不能满足校验要求的僵局，是一个重要突破，接着从20世纪70年代开始许多大型的工厂企业使用商业化应用电子式电能表进行电能计量[4,5]。
电子式电能表测量精度高、误差小、灵敏度高、体积小、重量轻、功能多样，性价比比机械式电能表高。已席卷西欧、北美等地区，目前在我国各地也得到了快速推广和普及[6]。