毕业设计(论文)-基于MCU的单相电表检测仪设计(5)

VCCR110KS1R210KS2R310KS3R410KS4P2.0S5S6S7S8P2.1S9S10S11S12P2.2S13S14S15S16P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7 图3.13 矩阵式键盘 此矩阵式键盘根据设计要求，设置了功能键与数字键。功能键主要是启动键、手动按键、自动按键。启动按键要单片机处于待命状态；手动按键要人自己控制时间，计算出误差值；自动按键在设定时间内完成误差计算。数字键用于所测电能表型号选择。各按键所代表的具体功能如下： S1～S10：数字键； S11：启动测量键； S12：停止测量键； S13：电能表盘转数输入； S14：确认键； S15：参数查看见； S16：测量转数输入。 3.8 电源电路设计 我们本次的系统设计中使用的直流电源是正5V直流电源，供MCU及其外围电路、电能计量芯片、光电采样器、显示器、键盘接口电路使用。 如图3.14所示电路为输出电压+5V的稳压电源。它由电源变压器B，桥式整流电路D1～D4，滤波电容C1、C3，防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器(7805)极为简234捷方便地搭成的。

3220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路D1～D4和滤波45电容C1的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点，是目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。 LM78051B1N1AC220V50HzN242C12200uC0.1GNDVinVout3+5VC3100uC40.132 图3.14电源电路图 4 软件设计 软件是系统的灵魂，软件的灵活性和强大性将在系统中明显的体现出来，是判断系统的优良与否的主要标准之一。设计软件采用模块化设计方法。系统按照不同的功能予以划分，然后按一定的用途分别编写、调试，最终将所有模块调试成功后，将其各个模块拼接构成为单项电表检测仪系统的软件部分。模块化编程方式有利于程序代码的优化，而且便于设计、调试和维护。 TitleSizeBDate:File:345 Nu14-JC:\\P4.1 主程序设计

主程序的主要功能如下： (1) 对单片机系统进行初始化； (2) 显示器初始化； (3) 电能计量芯片初始化； (4) 内存单元附初值；

(5) 进行键盘扫描，检测各功能键的闭合情况，并执行相应的子程序。

主程序流程图如图4.1所示。

开始设置堆栈定时器初始化中断系统初始化LCD初始化CS5460初始化内存单元附初值有键按下？Y数字键？N启动测量键？N停止测量键？N电能表转数输入键？N参数查看键？N测量转数输入键NNYY数字键处理启动测量键处理停止测量键处理电能表转数输入键处理参数查看键处理测量转数输入键处理YYYY

图4.1 主程序流程图

4.2 中断服务程序设计

中断是通过硬件来改变CPU程序运行的方向。程序在执行过程中由于外界的原因而

被中间打断的情况称为中断。中断之后所执行的处理程序，称为中断服务程序。本设计主要是键盘中断。流程图如图4.2所示。

中断入口保护现场重置定时初始常数读转换结果转换为工程量更新显示缓冲区调显示子程序N按键是否按下Y恢复现场中断返回 图4.2中断服务程序流程图

4.3 测量误差程序设计

测量误差流程图如图4.3所示。

开始电压、电流采样计算实测电路中有功功率计算电能表中有功功率计算电能表精度结束 图4.3 测量误差流程图

测量误差过程主要是判断电能表的相对误差是否在要求范围内，从而判断其是否正常工作。

结论

经过一个学期的努力，毕业设计终于完成了。在作毕业设计的过程中，我真正的了

解到了自己掌握所学知识的情况，通过这段时间毕业设计的锻炼，我的理论知识得到了很大的改进。本次毕业设计的内容涵盖了电子、控制、软件等几方面的知识，。

这期间，我完成了的基本硬件设计及软件程序设计，基本实现了预期的目标。基于系统实现的主要内容有：

(1) 对低压单相电能表进行现场采样，使用了光电采样器、电压互感器和电流互感器，把采样值输入电能计量芯片，然后由单片机计算分析被测电表是否准确，若电表计量不准确计算其相对误差；

(2) 对用电线路进行检测，主要是电压互感器和电流互感器对其实施检测；

(3) 通过LCD显示判断结果和相对误差，判断其精度是否达到要求，即电能表是否正常工作；

(4) 在本设计中大量使用了单片机的知识。

本次毕业设计，我感到收获很大，在设计过程中，遇到了很多在没有遇到过的问题，在老师与同学的帮助下，都得到了妥善解决。

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