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东北大学毕业设计（论文） 东北大学继续教育学院教务处
毕业设计(论 文)
GRADUATEDESIGN(THESIS)
以与PC机进行串行通信，并可用键盘控制，便于操作；
（7）电量脉冲输出；
（8）停电不丢失电能数据；
系统的基本方案
该系统主要由显示模块、通讯模块、键盘控制模块、电能表芯片CS5460A模块、存储器模块和前端电路调理模块部分组成。前端电路调理模块采用变比1：1 的电流型电压互感器，电流模块采用变比2000：1 的电流互感器，利用取样电阻采样信号，经变换后的信号以差模电压的形式接到由CIRRUS LOGIC 公司生产的电能表芯片CS5460A，取样电阻的阻值由被测信号的最大值决定，然后经CS5460A转换后将电压、电流、功率、电能等信号传给单片机STC89C52，STC89C52组成的MCU模块控制所有芯片的工作、截止及计算和模块的显示，显示模块采用LCD5110液晶模块，液晶正常显示当前测量的电能值、电压、电流有效值、功率等；并接受PC上位机同步控制并与其通信，该系统可以实现对电能等电参量测量、显示及采集处理的目的。
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毕业设计的硬件结构框图如下：
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本设计中涉及了多种等级电源（蓄电池12 V， 5V直流供CPU工作），为了在实际应用中及成本核算中能够尽量合理，只采用一种等级电源，即由12V电源统一供电。
自做的电源相对来说比较简单，主要由变压器，整流桥，电容，稳压块组成，原理简单且适用，电路图如下：
稳压块78L12两端的大电容作用是低频虑波，小电容作用是高频虑波。发光二极管是用来指示电源正常工作。
采样电路模块
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该设计通过电压互感器和电流互感器来对回路的电压、电流信号进行采样，并将得到的电压、电流信号输入到芯片CS5460A的电压电流信号输入端，两路信号在芯片部实现转换，并通过部运算将电流、电压等各种数据的结果存人指定的寄存器中。以等待单片机STC51通过芯片CS5460A的串行接口读取，最后将其结果通过LCD5110显示出来。
CS5460A的电压通道对于系统的前端电压调理部分，我们采用变比为2mA/2mA的电流互感器和高精度电阻作为输入电路部分电路如图所示。系统设计采用220V的市电电压输入，首先外接Rx=110k电阻得到2mA的电流，然后通过变比为2mA/2mA的互感器，然后在二次侧连接1个125Ω的定值电阻得到所需的输入电压，可以为CS5460A提供电压信号，不超出芯片的测量围。当然电阻R2值可以根据不同的电压来调整。并加入RC滤波网络对信号初步滤波，并加入放抖动电容保护芯片。
°°°），可以大大减小互感器角差的影响。
其模拟信号输入接口电路如图所示：
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引脚介绍
CS5460的管脚排列如图所示：
它共有24个引脚，各引脚的功能如下：
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IIN (+/-) CS5460A的电流检测管脚
VA+/VD+ CS5460A的分别为模拟、数字+5 v电源
VIN(+/-) 电压检测的两输入脚
VA- 接模拟地
DGND 接数字地
XOUT，XIN 两脚接4．096 MHz的晶振
SDO 输出数据
CS 电路选择端，低电平有效
SO 串行数据输出端
SI 串行数据输入端
SCK 串行时钟输入端
WP 写保护输入端，低电平有效
RESET 复位输出端
VCC 电源端
VSS 接地端
方案一：有线收发。在接收与发送2个模块之间采用数据线连接，可以方便2个模块的传送，并且会比较稳定。但是考虑到距离等问题，觉得有线的会比较麻烦。
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方案二：无线收发。无线收发模块能实现接收和发送2个模块之间数据的传送，且无线比较不受距离及连线的影响。综合考虑，决定采用NRF24L01无线模块来实现数据的传输。
NRF24L01集成了所有与RF协议相关的告诉信号处理，可以支持六路通道的数据接收，-，速率为2Mbps，在空中传输时间很短降低了无线传