单相费控智能电能表硬件和软件设计

摘要

传统表计整机功耗高，易受工频磁场干扰，生产不便，质量不好，可靠性不高；为了克服上述不足，本文介绍了一款硬连接式（开关电源）单相智能电能表硬件和软件设计，详述了该表的优势、硬件整体设计框图、各单元功能说明、线路板图、装配图以及软件设计；该表采用无导线硬连接方式，生产方便，节省人力资源成本，工频防潜值低且稳定；表计采用开关电源供电，整表功耗低，电压量程宽，重量轻；表计其他硬件功能电路设计，进一步提高了产品的可靠性；软件设计冗余化处理，保证软件设计可靠性；该表已通过国家相关检测中心摸底测试，基本参数符合国网、南网要求，产品质量好，可靠性高，本人正积极完善此款表，逐步推向市场。

关键词：硬连接；开关电源；工频磁场；整机功耗；冗余化处理

目录

第1章 概述 4

1.1本课题背景及意义 4

1.2国内外动态 4

1.2.1国内现状 4

1.2.2国外现状 5

1.3本课题的可行性分析 5

1.4设计要求及预期成果 5

第2章 硬件设计 6

2.1硬件总体方案设计 6

2.2硬件模块设计 6

2.2.1电源电路模块 6

2.2.2 MCU控制电路模块 8

2.2.3计量单元电路模块 8

2.2.4红外通信电路模块 9

2.2.5存储器电路模块 10

2.2.6蜂鸣器电路模块 11

2.2.7 485通信电路模块 11

2.2.8 显示模块 12

2.2.9 按键模块 13

2.2.10 线路板图 14

2.2.11  装配图 14

第3章 软件设计 16

3.1系统设计框图 16

3.2系统子程序模块设计 17

3.2.1上电初始化处理模块 17

3.2.2冗余化处理有关I/O、寄存器模块 17

3.2.3脉冲存在标志检查及处理模块 18

3.2.4掉电检查及掉电数据处理模块 20

3.2.5继电器检查操作模块 21

3.2.6红外通讯检查及应答处理模块 22

3.2.7 LCD显示处理模块 23

3.2.8定时器0中断服务程序模块 27

3.2.9串口接收中断服务程序模块 28

3.2.10 EEPROM读写服务程序模块 29

3.3系统核心源码 30

3.3.1 系统主程序 30

3.3.2 系统上电处理程序 31

3.3.3 系统掉电处理程序 32

3.3.4 系统按键处理程序 33

3.3.5 系统时间处理程序 34

3.3.6 系统显示处理程序 37

3.3.7 系统中断处理程序 38

第4章 系统调试 42

4.1软、硬件调试 42

4.1.1 硬件调试 42

4.1.2 软件调试 42

4.1.3 软硬联调 43

4.2性能、功能测试 46

第5章 总结 49

参考文献 50

致谢 51