些还有转换器功能。位单片机由于功能强大，被广泛用于工业控制智能接口仪器仪表等领域位单片机阶段，位单片机的功能被推向个新的阶段，集成度可达十几万只晶体管，片内含位字节个位并行口个全双工串行口个位定时器计数器级中断处理系统。位单片机可用于高速复杂的控制系统位单片机阶段近年来，各计算机生产厂家已经进入更高性能的位单片机研制生产阶段。但是由于控制领域对位计数初值为，单片机的机器周期为，则定时时间为。从而在内发生溢出的次数即溢出率可由公式所示从而波特率的计算公式由公式所示定时器工作在方式位异步通信方式，允许接收由公式计算可得波特率在实际应用时，通常是先确定波特率，后根据波特率求定时初值，因此式又可写为确定波特率后由公式可以算出二〇〇八年十二月二十六日星期五第章实验结果与误差分析实验结果本设计电参量表是通过电压互感器和电流互感器将电网的电压与电流转化成与采样模块匹配的输入信号，并经过单片机的采样模块检测交流信号，将采样得到的值转化成实际的电压与电流。本次试验用电参数测量仪如图所示来测量实际值。并与设计的电参量表的检测的数据进行比较，计算测量误差。图实际电压电流值表为采样的电压与检测电网的实际电压表为采样的电流与检测电网的实际电流根据检测到的电压与电流计算功率，并比较通过电参量检测到的电功率如表所示实验表明电参量表能够正常显示各个电参量日期以及时间。显示如下图所示图电压电流频率显示图有功功率无功功率视在功率功率因数显示二〇〇八年十二月二十六日星期五图时间以及日期显示误差分析通过比较，测量值与实际值的误差小于，符合设计要求，本设计基本实现了仪表检测电参量的功能。本设计的误差主要分为硬件误差和软件误差。由于互感器的铁心是非线性地，尤其是当电压太大时，互感器很容易进入饱和，输出电压与输入电压不成线性关系，导致很大的误差由于采样电阻的阻值可能随温度的变化而变化，电阻值的不确定导致误差。软件误差主要是采样频率的设定。对于交流信号，必须确定采样频率然后计算出其真有效值。采样频率越高，精确度越大，但是采样频率太大，对的要求就很高，所以要兼顾采样的精度和的运行能力。结论通过复习以前学过的专业知识，同时对相关的资料和论文进行解读与综合分析研究加上参与课题的实践，在导师的指导和同学的帮助下，最后基本完成了开题报告中确定的设计任务。本次设计主完成硬件电路的设计和串行通信的设计。硬件电路的设计包括单片机最小系统电源模块交流电量采集模块串行通信显示电路按键电路报警电路等的设计，文中介绍了参数大小的选择，重要的线路如何连接。所涉及的相关模块的电路设计，有的采用的是常见的经典电路的结构，有些是在原有结构的基础上，采用了集成度更高的现代芯片，从而使电路变得更加简单可靠。硬件电路加上同组同学的软件程序，通过实验调试使得设计的电参量表能够成功测量电压电流有功功率无功功率频率视在功率和功率因数，并显示日期和时间。本次设计遇到的主要问题是各个模块中参数的选择，涉及到的知识比较广泛，以前学习过的知识已经淡忘，所以要重新看书，工作量虽然不大但是很容易忽略些知识点导致出错。关于上位机的通信显示由于以前没有学习过的知识，以上手比较难，加上时间比较紧，所以上位机的通信只做了部分并没有完成。不论怎样说，毕业设计，其实是个对自己所学的专业知识吸收分析理解掌握同时再创新的过程，能够灵活使用，遇到新问题能够解决目的也就达到了。二〇〇八年十二月二十六日星期五谢辞本次毕业设计能够顺利完成，除了我自身努力之外，离不开汤老师对我的悉心指导。在初期由于接触新的芯片，很多知识不懂，多亏汤老师帮我们找了很多相关的课件和资料并帮助我完成了文献综述等的撰写设计中期在绘制原理图的过程中遇到很多问题由于老师的悉心解答和纠正，才得以顺利完成。其次，还要感谢在整个设计过程中给予我帮助的同学们，我们通过对问题的探讨，让我对整个专业知识有了更为深刻的理解，为设计打下良好的基础，正因为有了你们的支持我才得以顺利完成本次的毕业设计。最后，诚挚感谢福州大学的老师们大学四年在学业上对我的教诲和帮助。二〇〇八年十二月二十六日星期五参考文献贺静丹，腾召胜，温和等单相多功能电能表设计电子测量与仪器学报朱颖亮电能表的现状分析和未来规划展望电测与仪表，马骁，梁全东。智能电表的发展现状及发展趋势电源与节能，樊崇理，张进明智能电表的发展现状及分析现代科学仪器，周国运单片机原理及运用中国水利水电出版社年月钜泉光电科技上海股份有限公司用户手册江思敏，胡烨原理图与设计教程北京机械工业出版社郭天祥单片机语言教程入门提高开发拓展全攻略电子工业出版社年月路银川，针敬然电流互感器原理及接线形势分析制造业自动化，赵丰浅析电磁式电压互感器原理及测试方法中国高新技术企业，第期张冠生，陆俭国电磁铁与自动电磁元件机械工业出版社著电器学，任耀先译机械工业出版社电解的原理发明了计量直流电的电能表。年匈牙利岗兹公司研制出第块感应式电能表。十九世纪末形成了较完整的感应式电能表的基本制造理论。世纪年代我国开始生产感应式电能表，世纪年代我国研发并自主生产电子式电能表。随着我国经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大，电力系统越来越趋于现代化，电网与电力市场客户之间关系日益密切。客户对用电质量要求逐步上升，传统电网已经无法满足市场发展的要求。电能的生产，传输和使用同时进行，因此，电能作为种不可储存商品的流通使用过程中，对其准确计量具有重要的意义。为调节负荷用电时段，以解决渐突出的电力供求矛盾，在不增加设备，不扩大设备容量的大前提下，可以通过以下两种方法来解决是在用电高峰时限拉电二是实行分时电价，即提高用电高峰时段电能的价格，降低用电低谷时段电能的售价。为此，电力部门广泛地使用有多个计度器能在不同费率时段内记录交流有功或无功电能的复费率电能表。世纪初，国家在保持电价总水平基本稳定的前提下，大力推行峰谷分时计电价，鼓励人们合理移峰填谷用电。同时，要求完善两部制电价制度，扩大多功能表应用范围，使多费率和多功能电能表具有广阔的前景。我国的通信子系统发展水平相对较落后。在西方发达国家，电能计量的自动抄表技术研究起步较早，低压电力线的载波技术也已被广泛地运用，而我国，多使用电话线作为通信信道。近年来国内电子工业迅速发展，通信系统作为自动抄表技术的关键，也成为被关注的重点。现代电力营销系统中的个重要环节是电量计量。为克服传统人工抄读电量数据，实现实时性，准确性和应用性，同时提高电力部门电费实时性结算水平，所有电力部门都将建立种新型抄表方式作为共识。电能计量自动抄表系统克服了传统人工抄表模式的不确定性和低效率，能电能计量数据自动采集传输和处理。不断推进电能管理的现代化发展进程。目前国内外研究电能计量和串行通信的技术已经相当成熟。多功能电表是智能电网尤其是智能配电网络的重要数据采集设备之，它是基于电子式技术研发出的新型电表，不仅具有传统电表的基本功能，还有很多额外的实用功能。例如电能测量电能统计电能监测信息上传下载及数据管理等功能。多功能智能电表是智能电网的智能终端，在智能用电信息采集系统包括系统主站采集设备通信信道及智能电表三部分中，它是智能电网数据采集的重要基础设备。多功能电能表集计算机技术，通讯技术等综合技术形成以智能芯片为核心，具有电功率计量计时，计费，能与上位机通信和用电管理等多种实用功能的电度表。多功能电能表的现代化和智能化技术已经成为国内外学者研究的重点。主要研究内容本此设计选用低功耗高性能的单相多功能计量芯片为核心。在对芯片处理器，片内外设，电能计量和电路保护各个方面做了分析，完成硬件电路设计，实现了各个电参量的检测。基本功能多功能电参量表的主要功能如下多电参数的检测功能包括电压有效值相电流有效值频率有功功率无功功率功率因数。实时时钟功能可显示年时分秒通信功能支持通信。按键显示功能通过按键切换显示电压电流频率有功功率无功功率功率因数以及当前日期和时间等参数。报警功能当电能表出现故障时，能进行相应的报警。研究内容通过对我国电网和多功能电参量表的发展以及现状的研究，并根据规定的多功能标的基本功能和技术参数，确立本课题的设计。硬件电路的设计是多功能电表的重要组成部分，设计的好坏直接影响电表的可靠性和使用的方便及其功能的实现。硬件电路设计是本次设计的的主要任务，其组成主要包括最小系统电源模块交流电量采集模块串行通信显示电路按键电路报警电路等。这些模块的主要实现的功能如下最小系统是整个设计方案的核心，主要完成电能的计量电源模块为单片机提供电源信号交流电量采集模块采集三路交流信号供单片机使用串行通信实现机与单片机的通信显示电路用来显示各个电参量日期以及时间按键电路通过切换按键来帮助实现显示报警电路在电路出现故障时能自动报警系统软件是本次设计的灵魂，由本组其他同学完成，其结构组成包括电源与时钟模块电能计量模块控制单元中断系统定时器模块串行通信模块等。在硬件设计和软件完整的情况下，完成单片机和机的通信，对系统进行调试，对各个参数进行测试，并做精度测试。二〇〇八年十二月二十六日星期五第章基本理论基础在课题研究内容确定之后，需要结合些理论知识进行分析，本课题所涉及的理论基础知识主要有单片机的基础理论芯片的基础知识原理图设计的基础理论知识，以及些基础的电路知识。单片机理论单片机概述单片机也叫单片微型计算机，它将中央处理器随机存储器只读存储器中断系统定时器计数器以及接口电路等微型计算机的主要部件集成在块芯片上，使其具有计算机的基本功能。单片机的发展分为四个阶段位单片机阶段，位单片机主要应用于家用电器电子玩具等领域位单片机阶段，其中高档位单片机的寻址能力达到，片内容量达到，片内除带有并行口，甚至有完成的任务，而涉及新的产业链资源整合，拥有完整的产业链体系才能最终实现高端产业的成功发展。由此看来，最终的资源配置无比巨大，自然被列为高风险产业，但同时旦成功，也会带来高额的利润。企业战略的选择对创