始化及数据的读取单片机数据处理数据的显示。总体框架图如图图程序的主流程图如图图单片机基本部分是对操作，读取电压电流有效值功率功率因数频率，通过累计的端输出的脉冲得到各种电量，并用或数码管显示。在此基础上单片机操作相应模块实现分时段计量超限保护语音报警打印以及与上位机通信。串行总线的串行接口使用了包括条控制线和条数据线的外接方式。串行接口集成了带有发送接收缓冲器的状态机，状态机在的上升沿解析位命令字，根据对命令的解码执行相应的操作，或者为被寻址的寄存器的数据传输做准备，内部寄存器都是位。读操作需将被寻址的内部寄存器的数据传送到发送缓冲区写操作在数据传输前要等个周期。所有的命令字长度均为个字节。写寄存器命令后必须紧跟或个字节的寄存器数据读寄存器命令则发出字节的寄存器数据。图和图分别示出串口缓冲区的读写时序。向外发送数据子程序，接受数据接受数据子程序，数据的读和写通过向串口引脚写入相应的位命令字高位在前来启动。当命令包含写操作时，串口将在下面个周期记录引脚的数据从高位开始。寄存器写指令后必须跟位的数据，旦收到数据，状态机便将数据写入配置寄存器，然后等待下个命令。启动读命令后，串口将在下个个或个周期启动引脚上的寄存器进行内容转移从高位开始，寄存器读指令可以终止在位的边界上。读寄存器时，微控制器可以同时发送新指令，并立即执行新指令，同时终止读操作。系统测试系统测试概述为将电流测量范围扩展到，如果单纯采用电流互感器的话会导致在信号较小的时候带来较大的测量误差。因此电流采用分档测量，当电流在的时候，自动切换档位至小信号档。而电压信号则未采取分档，主要是由于电压信号般较大，而且电压互感器的特性相对较好。电流电压信号经调理电路后直接输入的输入端，根据初始化的设置自行对信号进行处理，计算出电流电压功率等参数，计算完成后产生个中断。继而单片机响应中断，在中断服西，那就是团结的力量。最后，感谢所有在这次毕业设计中给予过我帮助的人。对上述朋友，再次真诚地表示感谢,参考文献张鑫单品机原理与应用，电子工业出版社，赵景波王劲松电路设计，电子工业出版社，康华光电子技术基础，高等教育出版社，魏立峰，王宝兴单片机原理与应用技术北京大学出版社，胡汉才单片机原理及其接口技术北京清华大学出版社，沈德金系列单片机接口电路与应用程序实例北京航空航天大学出版社，苏凯，刘庆国，陈国平系列单片机系统原理与设计北京冶金工业出版社，附录程序中读出结果，并在液晶上显示出来。为了使系统具有良好的人机接口，故设计了多种人性化的用户接口模块，这些模块全部挂接在单片机上，由单片机进行统的操作和调度。键盘用于显示的切换和功能设置液晶主要用于测量参数及菜单的显示语音是为了提供更好的人机交互可以增加通信接口，可用于驱动微型打印机，实时打印测量结果，也可以设置为上位机通信模式，通过接口将测量结果传送至上位机，以进行更加灵活的处理。需要注意的是，在系统的测试之前，定要先对进行校准，以减小测量误差，提高测量精度。系统测试指标根据设计的要求，可以得到各项电参数的测量精度以及要求如下电压测量范围误差电流误差,误差有功功率测量误差频率测量误差功率因数误差有功功率无功功率功率因素的测量。总结该设计可以实现基本的电压电流功率的测量，而且可以扩展部分功能，如语音报警定时计量等功能。在使用的过程中，我发现该芯片还具有很好的线性度，测量精度高，功耗低，测量电压范围可以在，电流测量范围。同时，该芯片还可以测量瞬时电压瞬时电流无功功率等各项电参数。该芯片与相比，增添了更多的功能，而且具有片上温度传感器，可以测量实时的温度。在这次的毕业设计中，我学到了很多课本中不成学到的知识，自己的实践能力动手能力分析问题解决问题能力得到了很大的提高。使我认识到光是学会课本的知识，而不知道不会应用是毫无用处的，应该理论联系实际，在动手实践中不断的学习提高。在这次的毕业设计中，遇到了许多的问题，下面的几个是自己以前忽略但在这次的毕业设计中遇到的几个重要问题在信号的采集部分，电阻电容的大小定要经过规范的计算，考虑其各项的参数，特别的最大能承受的功率这个问题，不然会很容易烧坏元器件的在使用款芯片时，应该搞清该芯片的具体功能，及如何应用，先整体了解然后用到那个功能在研究那个就可以注意单片级管脚的驱动能力及信号的隔离在程序的编写过程中，可以在满足系统所要求的精度下，对数据进行简化的处理，这样可以大大的提高程序的执行效率。致谢这次毕业设计得到了很多老师同学和同事的帮助，其中刘明老师对我的关心和支持尤为重要，每次遇到难题，我最先做的就是向刘老师寻求帮助，而刘老师每次不管忙或闲，总会抽空来找我面谈，然后起商量解决的办法。另外，感谢校方给予我这样次机会，能够独立地完成个课题，并在这个过程当中，给予我们各种方便，使我们在即将离校的最后段时间里，能够更多学习些实践应用知识，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。再次对我的母校表示感谢。感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们。正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我感觉到了知识以外的多的硬件模块，不仅不便于调试，而且成本较高。方案二采用集成的电参数测试芯片芯片介绍是公司推出的高精度电表集成电路，可用于单相或多相多功能电能表的计量处理。内部集合两通道模数转换器功率计算电能到频率的转换和个串行口等，可以精确测量瞬时电压电流和计算瞬时功率有功功率和无功功率等，还具有温度传感器电压下降检测相位补偿功能，而且微控制器很方便用双向串行接口控制。另外，可以增益调整，自带温度传感器数字滤波器分别消除温漂误差和滤出高次谐波，还可已自动增益校准偏移校准和相移校准。引脚功能正负模拟电源，或供电和数字地，供电掉电监视器，监视模拟电源状况。电压通道的差模模拟输入，范围是电流通道的差模模拟输入，范围是设置为时参考电压输入输出，为片上调制器提供参考电压及其输出，通常为。模式选择，用于配置自引导模式复位及中断片选信号，为低电平时，端口可识别串行时钟等信号。串行时钟输入，该时钟信号确定的输入输出速率，只在低电平时有效串行数据输入输出能量输出，输出低电平有效频率和能量成比例关系的脉冲，个引脚分别对应有功功率视在功率和无功功率。图内部原理图如上为的内部原理图，从上图易知的测量原理其实是对方案的种集成。从信号的采集到存储滤波调理运算，全部由芯片自动完成，单片机只需要通过串行接口对进行合理的初始化即可。简要框图图方案二系统框图如图，电流电压信号经调理电路后直接输入集成芯片中。通过对进行操作，即可方便地完成要求参数的测量。这样大大地减轻了单片机的负担，从而可以节省出指令周期来完成些其他的更加实用的功能。而且外部的调理可以使用低成本的分流器或互感器测量电流，使用分压电阻或电压互感器测量电压。与方案相比，大大的降低了信号调理的难度和复杂度。从稳定性方面考虑，集成芯片的性能往往更为可靠。综上所述，我们决定采用方案二。硬件方案设计信号的采集与调理信号调理分为电流调理和电压信号调理两部分，原理图如图。测量仪同两个电流式互感器将单相电中的电压电流信号转为小的电流信号，和个电阻转换，得到可供测量的低压信号。选用的是种低噪声高精度运放，读还是写和传输性质，确定是命令寄存器还是数据寄存器，最后的第八位是个。送完启动字节之后，可以送入指令或是显示数据或是字型代码。指令或者代码是以字节为单位的，每个字节的内容指令或数据在被送入时分为两个字节来处理高四位放在第个字节的高四位，低四位放在第二个字节的高四位。无关位都补。液晶的串行接线图如下图图图电源模块电源模块主要采用芯片芯片构成，用系列三端稳压来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流过热及调整管的保护电路，使用起来可靠方便，而且价格便宜。该系列集成稳压型号中的或后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如表示输出电压为正，表示输出电压为负。图上图为电源模块的接线图，由上图可知我们可以得到的电源电压，以便给单片机供电。其中的电压可通过和的电阻分压得到。充电时钟模块系统要求分时计量以及延时报警，就需要时钟保持芯片，模块采用。是公司推出的涓流充电时钟芯片内含有个实时时钟日历和字节静态通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过指示决定采用或小时格式与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线复位数据线串行时钟时钟的读写数据以个字节或多达个字节的字符组方式通工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于。图其接线图如图所示，仅仅需要个串口线就可以实现对给芯片的控制，大大节省了口资源。语音模块系统增加语音功能，用以报警和语音提示。模块采用芯片，无须转换和压缩就可以直接储存，没有转换误差，在个记录位可存储级声音信号，相当于通常的记录的倍。片内集成了晶体振荡器麦克前置放大器自动增益控制等，只要很少的外围器件，就可以构成个完整声音录放系统。芯片接线如下图接线图采用供电，管脚是模拟语音信号的输出端，输出的语音信号通过功率放大器放大。串口与单片机相应引脚相连。如果从处录音,则按以下时序发命令等待上电延时发命令等待倍发地址值为的命令发命令。器件便从地址开始录音,直到出现存贮器末尾时,录音停止。若从从处发音,应遵循如下时序发命令等待上电延时发地址值为的命令发命令。器件会从此地址开始宽电压供电而且失