电子式电能表实时时钟电路子系统的设计【开题报告】.doc

1、本科毕业论文（设计）开题报告 论文中文题目 电子式电能表实时时钟电路子系统的设计 论文英文题目 Electronic watt-hour meter real-time clock circuit design 专业 计算机科学与技术 选题的背景和意义 电能表在世界上的出现和发展已有一百多年的历史，最早的电能表是 1881 年根据电解原理制成的，尽管这种电能表每只重达几十公斤，十分笨重，又无精度的保证，但是，当时仍然被作为科技界的一项重大发明受到人们的重视和赞扬，并很快地在工程上采用了它。电子式电 能表是通过对用户供电电压和电流实时采样，采用专用的电能表集成电路，对采样电压和电流信号进行处理并

2、相乘转换成与电能成正比的脉冲输出 ,通过计度器或数字显示器显示。 电子式电能表的特点 1、 功能强大，易扩展。一只电子式电能表相当于几只感应式电能表，如一只功能全面的电子式多功能表相当于两只正向有功表、两只正向无功表、两只最大需量表和一只失压计时仪，并能实现这七只表所不能实现的分时计量、数据自动抄读等功能。同时，表计数量的减少，有效地降低了二次回路的压降，提高了整个计量装置的可靠性和准确性。 2、 准确度等级高且稳定。感应式 电能表的准确度等级一般为 0.5 3.0 级，并且由于机械磨损，误差容易发生变化，而电子式电能表可方便地利用各种补偿轻易地达到较高的准确度等级，并且误差稳定性好，电子式电

3、能表的准确度等级一般为 0.2 1.0级。 3、 启动电流小且误差曲线平整。感应式电能表要在 0.3 Ib 下才能启动并进行计量，误差曲线变化较大，尤其在低负荷时误差较大；而电子式电能表非常灵敏，在 0.1 1b下就能开始启动并进行计量，且误差曲线好，在全负荷范围内误差几乎为一条直线。 4、 频率响应范围宽。感应式电能表的频率响应范围一般为 45 55Hz，而电子式多功能表的频率响应范围为 40 1000Hz。 5、 受外磁场影响小。感应式电能表是依据移进磁场的原理进行计量的，因此外界磁场对表计的计量性能影响很大。而电子式电能表主要依靠乘法器进行运算，其计量性能受外磁场影响小。 6、 便于安装

4、使用。感应式电能表的安装有严格的要求，若悬挂水平倾度偏差大，甚至明显倾斜，将造成电能计量不准。而电子式电能表采用的是电子式的计量方式，无机械旋转部件，因此不存在上述问题，另外它的体积小，重量轻，便于使用。 7、 过负荷能力大。感应式电能表是利用线圈进行工作的，为保证其计量准确度，一般只能过负荷 4倍；而电子式多功能表可达到过负荷 6 10 倍。 8防窃电能力强 窃电是我国城乡用电中一个无法回避的现实问题，感应式电能表防窃电能力较差。新型的电子式电能表从基本原理上实现了防止常见的窃电行为。我国交流感应式电能表是在 20 世纪 50 年代从仿制外国电能表开始生产，经过二十多年的努力，我国的电能表的

5、制造已具备相当的水平和规模，随着科学技术的发展，和对交流感应式电能表过负荷能力、使用寿命的要求。我国在 80-90 年代开始了对长寿命电能表、机电一体化电能表（半电子式电能表）、全电子式电能表、多功能全电子式电 能表、预付费电能表、复费率电能表、最大需量表、损耗电能表等的研制生产，目前已开始使用。而国外生产的电能表，由于机械加工、工艺等方面比我国先进，所以他们生产的电能表都是较为准确和寿命较长。 电子式电能表与机械式电能表相比有明显优势。例如防窃电能力强，计量精度高、负荷特性较好、误差曲线平直、功率因数补偿性能较强、自身功耗低，特别是其计量参数灵活性好、派生功能多。由于单片机的应用给电能表注入

6、了新的活力，这些都是一般机械表难以做到的。但是早期的电子式电能表也有一些明显的不足，如工作寿命较短、易受外界干扰、工作可靠性 不及机械式电能表等。 经过近年来我国大面积城乡电网的改造建设，我国感应式表的技术和质量已较刚起步有了明显的提高。特别是根据国外先进国家的经验，设计出了长寿命和亚长寿命感应式电能表，并制定了相关标准。我国的感应式电表缺点主要表现为性能一致性较差、材料质量问题和关键工艺技术得不到解决等。由于感应式电表缺乏对于时间敏感度的控制所以电子式电能表作为一种新型电子设备由此产生。而作为电子式电能表的实时时钟系统方便了用电局对于用户峰谷电的控制和分时段用电控制。 课题基本内容，拟解决的

7、主要问题 基本内容： 本设计课题来 源于教师教学研究，通过老师对于电子式电能表的组成及工作原理有了初步的了解，再经过查阅相关的文献，确定了自己的设计方案，并开始设计 本课题主要研究电子式电能表的实时时钟电路子系统。要想实现该功能，首先应选择一种正确的时钟芯片能产生标准的时钟脉冲信号，在这里我们选择使用了 8025T，主芯片我们选择的是 89S52。由于 8025T 该芯片自带实时时钟系统以及 iic 存储器，故我们使用该芯片中的自带时钟并通过 S52 芯片，读出芯片中的数据并加以处理并送给显示部分显示。在显示的过程年份以末两位输出显示，月份两位显示，日期两位 显示，时分秒各两位显示。由于 80

8、25T 自带的内部实时时钟比以前所使用的 DS1302 更加的方便也更加的精确。在使用的过程中我们只需要通过程序读出时钟芯片中的时间，并加以送显示即可完成对于时间的控制。设计主框图见图一，设计部分流程图见图二 课题研究方法及技术路线 本设计我们主要用到了：文献研究法，实验法。由于本设计的主芯片用的是 89s52，实时时钟芯片我们采用的是 8025t。我们这里利用了 8025T 芯片的几个重要性能 8025T 芯片的基本功能，内部具有 内置高稳定度的 32 768KHz 的 DTCXO (数字温度补偿晶体振荡器 )。支持 I2C 总线的高速模式（ 400K）。定时报警功能（可设定：天，日期，小时

9、，分钟）固定周期定时中断功能。时间更新中断功能。闰年自动调整功能。 开始 初始化 读取时钟芯片数据 送单片机显示 图二 主控 MCU （ 89S52） 电能计量模块 存储器 时钟芯片 液晶驱动芯片 LCD 显示屏 GPRS 通讯模块 图一 AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度易失性存储器技术制造，与工业 89S52 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52 为众

10、多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 本设计的技术路线，主要使用了 keil 4 编程环境，通过在该平台环境编写 C 语言的程序然后通过串口下载器，烧入主芯片中并测试运行。该软件比以前的 keil2以及之后的 keil3都有了很大的改版，更加适合我们使用；在原理图的制作方面我们用的是 altium designer 9 这个最新的软件。该软件的最大特点在于方便使用，以及存在着 3D 的模拟封装图。在为PCB 电路图设计以及排版方面省去了不少的时间。 4.研究的总体安排和进度计划 总体安排： 第一步，准备题目。查阅资料。 第二步，提交开题报告，准备开题。 第三步，完成作品设计并提交

11、。 第四步，完成论文初稿并提交。 第五步，完善作品和论文打印论文。 第六步，答辩。 第七步，完成所有电子材料提交工作。 进度计划： 1.毕业论文（设计）题目 2.查阅资料，撰写综述、翻译及开题报告 3.开题答辩 4.作品设计过程 5.作品验收，审核 论文大纲 6.论文撰写和修改过程 7.评审、打印论文 8.答辩 9.提交所有电子材料 5.主要参考文献 1.单片机应用及 C51 程序设计陈涛 编著 M机械工业出版社出版， 2008 年第一版 2.单片机原理及应用冯涛，秦永左主编国际工业出版社出版， M2009 年第 一版。 3. 罗强，基于单片机的嵌入式工程开发详解。 M电子工业出版社， 200

12、8 4. 刘卫光，嵌入式系统原理及应用。 M西安电子科技大学出版社， 2010 5. 褚大华 .电子式电能表北京 M.北京 :中国电力出版社 ,2009 6. EDA 技术实用教程 M潘松 黄继业编著 2006 年 9 月第三版科学出版社 7.嵌入式软件开发导论 M何宗键 万金友编著 2009 年 2 月第一版 8. ARM 嵌入式系统技术开发与应用实践 M陈安等主编电子工业出版社 9.Cx51 Complier User s Guide.Keil Elektronik GmbH.and Keil Software,2001 10.Getting Started and Creating Application.Keil Elektronik GmbH.and Keil Software,2001