單片機電量測量與分析系統

電子機電論文編號:JD406字數:23054,頁數:51  

目      錄

1．引言  1
1．1  電量檢測技術的國內外發展與現狀   1
1．2  課題目的及意義   3
1．3  本設計的主要內容   3
2．電參數測量原理  4
2．1  交流電氣參數的測量方法   4
2．1．1  交流電壓、電流有效流值   4
2．1．2  功率的計算  4
2．1．3  功率因數的計算  5
2．1．4  電能的計算   6
2．2  交流采樣法 6
2．2．1  采樣定理 6
2．2．2  采樣方法  7
2．2．3  交流采樣方法介紹  7
2．2．4  同步采樣法 8
2．2．5  非同步采樣法 8
2．2．6  準同步采樣法  9
2．3  基于交流采樣的電參數計算  9
3．系統硬件設計   11
3．1  系統硬件設計的整體思路   11
3．2  單片機控制系統的設計  11
3．2．1  單片機選型  11
3．2．2  單片機系統設計   12
3．3  鍵盤電路的設計   13
3．4  顯示電路的設計  13
3．5  串行通訊接口電路的設計   14
3．6  存儲器接口電路的設計  15
3．7  測量電路的設計   16
3．7．1  CS5460的特點   16
3．7．2  CS5460的內部結構  16
3．7．3  CS5460工作原理 17
3．7．4  CS5460的引腳排列  17
3．7．5  CS5460功能控制和測量數據輸出方式   19
3．8  模擬信號輸入電路的設計  20
3．9  CS5460與單片機的硬件接口   21
4．系統軟件設計  22
4．1  單片機C51語言及開發環境介紹   22
4．1．1  單片機高級語言C51語言介紹   22
4．1．2  Keil μVision2開發環境介紹  22
4．2  CS5460的控制命令字   23
4．3  運用CS5460讀取各電量的方法  25
4．3．1瞬時電壓、瞬時電流和瞬時功率的測量   26
4．3．2電流有效值、電壓有效值、功率以及功率因數的測量  26
4．3．3電能累積值的測量   26
4．4  CS5460的校準  26
4．5  程序設計   27
5．結論   30
致  謝   31
參考文獻   32
附  錄  33
附錄A  部分主程序清單  33
附錄B  整體硬件原理圖  36
附錄C  英文資料 37

摘      要

本課題所設計的電參數測量系統以AT89C51單片機為核心，采用電子式電能表專用芯片CS5460，代替了傳統儀器中的大量硬件，能測量電流電壓真有效值、有功功率、功率因數等參數。在設計中，我們采用了廣泛應用的RS-232接口與上位機通信，實現了系統的遠程測量與控制，有利于促進電力系統自動化的實現。
論文首先綜述了國內外電量測量儀器的發展現狀，然后給出了各電量參數測量的國際標準和理論基礎，簡述了數字采樣的原理，對交流數字信號的主要采樣方法做了基本介紹，并分別對其特點進行了比較，最后提出系統的整體設計方案，詳細介紹整個系統的軟硬件設計過程。

關鍵詞：電參數；測量；單片機；交流采樣

本設計的主要內容
收集相關資料，學習并掌握電量檢測系統的原理及設計方法。
學習51單片機的原理，掌握單片機的編程方法。
完成硬件的部分選型、設計以及原理圖的設計。
完成軟件方案的整體設計。
系統可與上位機PC進行通訊，在PC機中對采集數據進行分析。