【毕业设计】功率机的设计

随着电力测量技术的发展，为了提高测量精度以及简化测量操作难度，交直流同步测量装置，即不论被测电路是阻行感性或是容性，都能对其进全面精确方便测量的装置便应运而生，才能适应时代发展的需求。

功率测量装置既能对直流电路中电流电压功率进行测量，同时也可以对交流电路中电流电压有功功率无功功率功率因数进行测量。

传统的电能测量仪表，比如万用表电功率表。

在测量过程中，需要对各个参数分别测量记录，而且对于不同的被测电路还需选择相应的量程，使用并不简便，测量精度也不高。

近年来，随着电子技术计算机技术和半导体技术的飞速发展，电力系统的测量也需紧跟时代发展的步伐。

交直流同步测量技术的研究是对电力系统测量技术的发展与继承。

因此，为了简便测量操作提高测量精度以及减小测量误差，设计功率测量装置具有重要意义。

本文设计了种采用公司的电能计量芯片的功率测量机，通过对的引脚的频率测量，可以据此通过线性关系得出当前的功率的大小，直接，方便，高效且精度比般要高很多。

是最适合家用电器来测量功率的装置。

该设计小巧，容易携带和转移，且有个多孔插线板，可以很方便的测量多个用电器的使用功率，只要对外部结构进行合适的包装后就很推向市场，在现在节能减排的大环境下，本设计很有存在的价值。

杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计概述功率机概述功率机的设计的思想是用专们做电能计量芯片对系统功率进行的测试，用单片机对整个系统功率进行实时监控，但需要个稳定测量的过程，等显示出的功率在秒内稳定时，此时的功率才是实际测到的功率。

系统示意图如图所示。

图系统示意图本设计方案思路电能基本表达式如下式中分别是顺势电压瞬时电流瞬时功率值，所以测量电能的基本方法是将电压电流相乘，然后在时间上再累加即积分起来。

对于大多数电子式电能表，功率测量的原理基本相同，本文设计了种采用分流器分压电路微处理器按键电路显示电路电源电路负载交器连编应用系统。

纠正源文件中的。

测试连接后的应用系统。

集成开发环境是公司开发的基于内核的微处理器的软件开发平台，可用于多种的集成开发环境，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立和管理编译链接目标代码的生成软件仿真及硬件仿真等完整的开发流程。

尤其是编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活地控制选项，在开发大项目时非常理想。

除增加了源代码功能导航器模板编辑以及改进的搜索功能外还提供了个配置向导功能，加速了启动代码和配置文件的生成。

此外其内置的仿真器可模拟目标，包括指令集片上外围设备及外部信号等。

提供逻辑分析器，可监控基于引脚和外设状态变化下的程序变量的变化。

由于的众多优点，受到许多工程师的青睐。

编程语言选择内核的单片机编程语言常用的有二种，种是汇编语言，种是语言。

单片机在推广应用的初期，主要使用汇编语言，这是因为当时的开发工具杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计只能支持汇编语言。

采用汇编语言编写的应用程序可直接操纵系统的硬件资源，能编写出高运行效率的程序代码，程序运行速度快。

但因汇编语言难学可读性差调式修改困难，且编写比较复杂的数值计算程序非常困难。

为了提高编制单片机系统应用程序的效率，改善程序的可读性和可移植性，最好采用高级语言编程，随着硬件技术的发展，单片机开发工具的功能也有很大的提高，对于单片机，有四种语言支持，即汇编语言语言语言和语言。

语言是种通用的程序设计语言，其代码效率高数据类型及运算丰富，并具有良好的程序结构，使用于各种应用的程序设计，现在的单片机仿真器普遍支持语言程序的调式。

语言编写的程序所产生的目标代码的运行速度极高，所需存储空间极小，完全可以和汇编语言媲美。

与汇编语言相比，用语言编写应用程序具有如下特点无需了解机器硬件及其指令系统能管理内部寄存器的分配不同存储器的寻址和数据类型等细节问题虽然在小程序中执行速度较慢，但是在较大的程序中代码效率很高程序由若干函数组成，具有良好的模块化结构，便于改进和扩充程序具有良好的可读性和可维护性，而汇编语言在大应用程序开发中，开发难度增加，可读性差有丰富的库函数，可大大减少用户的编程量，显著缩短编程与调式时间，大大提高软件开发效率使用汇编语言编制的程序，当机型改变时，无法直接移植使用，而语言程序是面向用户的程序设计语言，能在不同的机器上运行，可移植性好。

应用语言编制程序的步骤是使用通用的文字编辑软件，例如用仿真器开发商提供的集成开发软件等编写语言源程序可用支持语言的仿真器对编好的程序进行调式纠错和优化对调试好的源程序进行编译将生成的目标程序文件，用编程器写入单片机的程序存储器，就完成了程序制作的全过程。

部分程序说明杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计显示模块显示程序流程图如所示图显示程序流程图主程序主程序流程图如下图所示。

主程序首先对系统环境初始化，设置定时器工作模式为位的定时计数器模式，置位总中断允许位并给显示端口和清。

然后调用超声波发生子程序送出个超声波脉冲。

由于采用的晶振，机器周期为，当主程序检测到接收成功的标志位后，将计数器中的数对脉冲计数按下式计算即可测得被测量模块的电能，个周期内消耗的电能为电能平均功率积分时间脉冲个数测出电能后结果将以十进制码方式送往显示。

设置行写数据设置面设置页忙读忙开始杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计图主程序流程图与微控制器接口最简单的方法是使用高频输出，输出频率设定这要求设置和。

当模拟输入端加入有满度交流信号时，输出频率高达左右。

示出的方案能把输出频率数字化，并且完成前面提到的平均作用。

其设计框图如图所示。

初始化开机界面初始化定时器显示各路功率开始杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计图程序流程图设采样时间时间是否到测量脉冲数转化为电能值返回主程序是否超限开始杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计系统调试静态检查根据硬件电路图核对元器件的型号规格极性集成芯片的插接方向是否正确。

用逻辑笔万用表等工具检查硬件电路连线是否与电路图致，有无短路虚焊等现象。

严防电源短路和极性接反。

检查数据总线地址线和控制总线是否存在短路的故障。

通电检查通电检查时，可以模拟各种输入信号分别送入电路的各有关部分，观察口的动作情况，查看电路板上有无元件过热冒烟异味等现象，各相关设备的动作是否符合要求，整个系统的功能是否符合要求。

联合调试在系统调试时，应将全部硬件电路都接上，应用程序模块子程序也都组合好，进行全系统软硬件调试，系统调试的任务是排除软硬件中的残留，使整个系统能够完成预定的工作任务，达到要求的性能指标。

在进行系统调试时，对于有电气控制负载的系统，应先试验空载，空载正常后再试验负载情况。

要试验系统的各项功能，避免遗漏。

系统调试成功之后，就可以将程序固化到中，程序固化可以在有些仿真系统中进行，最好用专用程序固化器进行固化操作，因为它的功能完善，使用方便可靠。

将固化好程序的插回到应用系统电路板的相应位置，即可脱机运行。

系统试运行要连续运行相当长的时间，以考验其稳定性。

并要进步进行修改和完善处理。

般地，经开发装置调试合格的软硬件，脱机后应正常运行。

但由于开发调试环境与应用系统的实际运行环境不尽相同，也会出现脱机后不能正常运行的情况。

当出现脱机运行故障时，应考虑程序固化有无。

杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计总结本设计方案基本达到了任务书的要求，实现了对市电下工作的家电的功率的测量，并且实时显示出来最大测量功率要求在，本设计测量的最大的功率在。

在接入被测家电后，能在内稳定测量的数值，并正确的显示在上。

在用精准的功率机测量后，再用本设计去测量，误差值不超过，基本符合任务书的要求。

用单片机作为控制芯片，编程方便，可方便的添加扩展功能。

由于时间水平和经验有限，在功率的稳定度方面仍有不足之处，有改进的余地，比如电路板的布线可以更加的合理，在实物的制作上可以更加的美观。

还有在调试时，电源示波器等仪器也比较欠缺。

杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计致谢经过将近个学期的努力，在马老师的指导下，我顺利的完成了功率机的论文设计。

虽然最终并没有完成高精度的制作指标，但是在这个设计的过程中，我感觉自己成熟了许多，无论是学习上还是为人处世上都有了很大的进步。

在本次设计过程中给我感触最深的便是老师的正确指导以及同学间的合作。

在早期，看到这个论文题目功率机技术研究的时候非常迷茫，有种无处下手的感觉。

我模糊的理解了交流功率的意义，查阅资料也显得文不对题，后来在与老师的交流中，我重新正确的认识了本次论文的意义和研究内容，才顺利开展了后面的工作。

后面每当我遇到瓶颈的时候，老师都能正确的指导我解决问题。

还有很多事情在无法及时与老师联系时，同班的同学也能同我起讨论，帮我走出困境。

我想我的这个毕业论文要是没有同学的合作和老师的正确指导是不可能完成的。

杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计参考文献白雪峰张宇应用单片机实现交流电量参数的测量东北林业大学学报严天峰单片机应用系统设计与仿真调试北京航空航天大学出版社陈新扩，鲍鸿，陈宇翔的测量原理与应用广东工业大学学报自然版陈霞利用实现电能有功功率的测量山东理工大学学报自然科学版张洪润，孙悦，张亚凡单片应用及应用北京清华大学出版社赵林单片机基础北京科学出版社江志红单片机技术与应用系统开发案例精选北京清华大学出版社田明光单片机与可编程控制器山东山东科学技术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王为青，程国刚单片机应用开发技术北京人民邮电出版社杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计附录实物图信息工程学院本科毕业论文届题目功率机的设计系电子工程专业电子信息工程班级学号学生姓名白炳恒指导教师马金龙完成日期年月诚信承诺我谨在此承诺本人所写的毕业论文功率机的设计均系本人完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人签名年月日杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业设计摘要本文设计了种采用公