文档介绍：山东科技大学
毕业设计
题目基于CS5463的单相电表的设计
学院名称电气信息系
专业班级电气自动化技术07-1
学生姓名
学号 0703021615
指导教师
摘要
随着国民经济的发展,智能电表应用愈来愈广泛,智能电表在日本和欧美等发达国家已有了广泛的应用。本系统以高精度电表集成电路CS5463为计量核心、以51单片机为控制核心,并辅以必要的外围电路,可以精确地测量电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、电量等各种单相电参数。系统主要包括采集模块、信号调理模块、计量模块、控制模块、时钟模块、显示模块等。同时还可以进一步实现预购置电量设置、分时段计量、超限保护、语音报警、打印以及与上位机通信功能。
关键词:高精度、电测量、51单片机系统
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IC卡是集成电路卡(Integrated Circuit Card)的英文简称。在有些国家和地区也称之为智能卡、灵巧卡(Smart Card)、智慧卡,甚至微电路卡、微芯片卡(Microchip Card)等。将一微电子芯片镶嵌于符合IS078 l 6标准的PVC(或ABS等)塑料基片中封装成外形尺寸与磁卡类似的卡片形式,即制成一张IC卡。当然也可封装为钮扣、钥匙、饰物等特殊形状f4]。1 972年法国人罗兰·莫雷诺首先提出IC卡的设想,l 976年法国布尔(BULL)公司研制出世界第一枚IC卡产品,并将这项技术应用到金融、交通、医疗、身份证明等多个行业,它将微电子技术与计算机技术结合在一起,提高了人们生活和工作的现代化程度。从此,IC卡技术迅速发展,已经形成一个涉及全球众多著名电子巨头的新兴技术产业。国际标准化组织(ISO)与国际电工委员会(I EC)的联合技术委员会为之制定了一系列国际标准、规范极大地推动了IC卡的研究和发展。目前,IC卡的应用已遍布全球。小小卡片与相关设备组成系统,就能为人类提供非常丰富的服务功能,产生意想不到的奇迹,创造出巨大经济效益和社会效益。
在信息技术迅速发展的今天,公共事业收费实现网络化、智能化的呼声越来越高,特别是住宅小区,将个人用户的电表、水表、煤气表,实现远程集中式抄表,形成家庭智能化管理,提高物业管理水平,减少劳动强度是未来发展的必然选择。随着电子技术的快速发展和国家相关政策的推动,民用计量仪表的智能化是必然的发展方向。这不仅是我国的一种趋势,也将成为世界性的一种趋势。国家要求在电表改造方面要实现供电部门和用电部门、居委会或物业管理部门在供用电管理的规范化、自动化和收费网络化。IC卡智能电表解决了传统手工抄表方法存在的速度慢、可靠性差、自动化程度低等问题。经过几年的实际应用,收到了较好的效果,已成为我国用电管理的主流。政府也肯定了近几年,IC卡智能电表呈现出健康、稳定的发展态势。因此,智能IC卡表将是发展的主流。
IC卡预付费电能表以IC卡安全技术为核心,实现了售电和供电的智能化管理,达到一户一表、先买后用的目的,杜绝了费用拖欠和流失现象,同时保证了销售和供应过程的可靠性和安全性,防止恶意攻击和欺诈行为,使得整个预付费系统应用置于供电局的安全控管之下。
本系统以高精度电表集成电路CS5463为计量核心、以51单片机为控制核心,并辅以必要的外围电路,可以精确地测量电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、电量等各种单相电参数。系统主要包括采集模块、信号调理模块、计量模块、控制模块、语音模块、通信模块等。同时还可以实现预购置电量设置、分时段计量、超限保护、语音报警、打印以及与上位机通信功能。
方案一: 利用单片机采样信号并且计算得出相应参数
简要框图:
图1 方案一系统框图
(2)原理概述
单相电电压、电流经调理电路调整为ADC可以采样的电压,然后用两个AD在一个信号的周期内采样固定的点,采样时钟由锁相倍频电路提供。将采样的得到的数据进运算,得出相应的电能参数。
相