AT89C52单片机家用数字电度表的设计+程序+电路图(2)

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1.1 选题意义

随着电子信息技术的飞速发展，电能表逐渐向电子式、高精度、多功能、自动抄表等主流方向发展。未来几年里，电能表的这种发展趋势将会更加明显。随着城乡电网的改造，电工仪器仪表行业正在步入历史上快速发展的最好阶段。智能电表具有数据保护、断电提醒、负荷控制、防窃电、预付费等功能，其从计量到数据处理都采用的以集成电路为核心的电子器件，智能化电表不断发展将会最终取代传统的电表。因此研究本课题具有重要的实用意义。

1.2 研究现状

新型数字仪表主要有以下几个发展方向[4]：

(1)不断地开发新产品、广泛地采用新技术。

(2)向模块化发展：新型的数字仪表正向着标准模块化发展，由标准化、通用化、系列化的模块所构成的数字仪表，方便了仪表电路的设计、安装、调试和维修。

(3)多重显示仪表：模拟式仪表具有便于观察被测量的变化趋势和变化过程的优点，而数字仪表具有准确度高的优点，多重显示仪表则兼具两者的优点。

1.3 本设计的主要任务

一般家用数字电度表的工作条件恶劣，必须要求电度表能具备高准确性、高可靠性，主要体现在：

（1）常年需持续不间断工作，要求高可靠性、高质量。

（2）电度表需要实现监控系统和电能计量信息之间数据的传输，能够确保电量信息直接快速被监控系统掌握，反馈信息能够及时准确地做出，用户可以通过电表了解电量剩余情况，做出是否购电，避免断电。

（3）目标是广大群众，因此要求成本要尽可能低，要求硬件电路尽可能简单、电能计量准确、精度高，所以电度表就必须做到低功耗、高可靠性。

本次设计的数字电度表在用电监视和收费方面所具有的功能和优点有如下几点：

（1）用户只需到专门的供电部门购买IC卡，插入电度表，即可实现计费供电；

（2）可适用于不同电价的计费；

（3) 能显示剩余电量和已用电量；

（4）在购电费为零时能控制电路断电，停止供电。

2 数字电度表的整体设计

本次设计的家用数字电度表有电能计量系统和预付费系统。电能测量、电能值显示、过载断电等功能由电能计量系统完成；而通过IC卡实现先付费再用电功能是由预付费系统完成。电能计量系统主要追求可靠性，预付费系统主要要求高安全性。

本设计家用数字电度表主要实现的功能有：

（1）用户应先在用电控制中心购买电，将购买的电量输入到IC卡内，再通过IC卡将电量存储到电表内，由显示系统显示剩余电能；

（2）数字电度表在正常工作时，数码管显示已用和剩余电能值，用户可以直观地了解电度表的工作情况和用电负荷；

（3）用电时，可以按二级表（2%误差）精度测量电能，随时改写已用和剩余电能；

（4）表内剩余电量少于5kwh时，数码管显示为零并闪烁黄灯来提醒用户及时购电；

（5）有掉电保护的功能，当断电时自动将剩余电能存储到EEPROM中；

（6）电度表内剩余电能为“0”时，自动断电，用户必须到用电控制中心购电，再输入到电表中才能重新用电。

2.1 系统工作原理源'自:751`!论~文'网www.751com.cn

家用数字电度表实现电能计量信息与监视系统之间数据的传输，确保每时每刻的电能信息能快速，准确无误的被监视系统掌握并及时作出完善的处理，并通过信息显示系统显示出系统中电能时刻的变化，使用户较快的，更准确了解电表内的电量使用情况。若电量少于规定的限定额度，则提醒用户及时购电，否则会在电量用尽时硬件系统会自动断电，导致用户不能使用电。在总电路断电的情况下，设计电路会自动断电保护，将剩余电能存入在EEPROM中，在上电时继续使用；当电表内有IC卡插入并在正确使用情况下，电能表会切换到读取IC卡内的电量并将电量和存储器内的电量进行相加并存储到EEPROM中，再将IC卡内的电量清零，完成加电操作。在加电操作过程中，若用户依然在使用电，使用的电能则先堆栈到片内某单元中，在完成加电后将已用电能取出，并显示在显示器上。本设计的电能表是先购电再用电，方便了电力部门收费管理。