基于51单片机的电能表综合实验系统的设计【开题报告】.doc

1、本科毕业论文（设计）开题报告 论文中文题目 基于 51 单片机的电能表综合实验系统的设计 论文英文题目 The design based on the synthetic experimental system for watt-hour meter of MCS 51 专业 计算机科学与技术 选题的背景和意义 随着自动化技术、计算机技术和网络通信技术的快速发展和广泛应用，工业过程的自动化监测、控制系统与智能化的应用日益广泛。单片机系统由于其抗干扰性能较好被大量应用到工业过程控制的每个领域。本课题设计的 这套基于 51单片机的电能表的综合实验系统具有自动采集多路模拟量、对采集的数据进行处理和

2、LCD显示、根据设定的测量接收到的参数控制输出、与红外线抄表等功能。 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，误差曲线平直、自身功耗低、计量精度高、功率因数补偿性能较强、负荷特性较好，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，比如工作寿命较短、易受外界干扰、工作可靠性不及机械式电能表等。 目前，我 国感应式表仍占据相当的市场。而基于 C51单片机开发的电能表制作成本低、性能高、耗能少、精确度高是公认的。因此，随着城网用户逐步推广该电能表将有广阔的市场空间。峰谷分时电价

3、和避峰电价政策的出台，多费率表市场需求将进一步加大。 2003年，国家发改委出台了关于运用价格杠杆调节电力供求合理用电有关问题的通知。在保持电价总体水平基本稳定的前提下，大力推行峰谷分时电价，鼓励发电企业充分利用发电能力，促进用户用电移峰填谷。政策的出台，为复费率电能表的生产带来广阔的市场空间。电子式电能表的方便了峰谷电量的测量和分时段的 控制。复费率电能表对电能表的检测精确要求高，性能灵活等特点。因此，我们要对基于 51单片机设计的电能表进行系统实验中的一个模块是实时时钟模块进行实验来确定它的高精确性。时钟模块采用 DS1302时钟芯片为系统提供时钟基准。 面对新的形势，全面提高电子式电能表

4、，尤其是技术含量高的产品的市场竞争力，重点突破多费率表和多功能表的现状，使电能表从数量优势向技术优势转变是电能表产业的发展趋势。电子式电能表是今后一段时间内的发展主流，技术含量高的产品发展空间大，经济效益也好，更应该作为今后发展重点。而要发展电子式电能表，核 心技术是关键。因此，有必要通过基于 51 单片机的电能表的综合实验设计，提高对电子式电能表每个模块功能实现的认识。 题基本内容，拟解决的主要问题 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，确定了自己的实验方案，并开始设计。电子式电能表主要是由时钟、 LCD显示器

5、 /计数器、测量单元、 IIC存储器、红外线通信接口、电源和报警电路键等部分组成。与日常的普通电能表不同的地方是该电能表能够用红外线接收器抄表，并且通过液晶屏幕显示出来，此外，该电 能表能够分时段测量记录电量。显示模块主要通过Max232芯片实现的。 Max232芯片起电平转换的功能，使单片机的 TTL电平与 PC的 RS-232C电平达到匹配。串口通信的 RS-232C接口采用 9针串口 DB9，串口传输数据只要将两个串口的“发送数据”与“接收数据”交叉连接，再加上信号地线就能实现。串口通信又分查询和中断两种方式，在本系统中，通讯数据不固定，数据量大，因此采用中断方式进行通讯。 拟解决的主要

6、问题： 主要是对时钟、 LCD 显示、 IIC 存储器和红外通信抄表等功能实验的设计。比如红外通信抄表，将电子式电能 表接收到的电流和电压信号经过单片机处理累积电量，使用抄表机，只需要将抄表机红外口对着电表按下抄表键进行红外扫描，抄表数据就能准确快捷地通过扫描传输过来，这就大大降低了抄表人员的劳动强度，提高了工作效率，优化了工作流程。 题研究方法及技术路线 课题研究方法： 该课题作品制作主要是以实践性方法为主以理论性方法为辅相互完成硬件的制作和软件（控制程序）的编写实验。首先对于理论知识和对每个模块制作的了解进行理论论证。对于电能表电能表红外接抄表， LCD 显示等系统进行实验设计。接着对每个

7、焊好的模块进行实验验证，由于开始 设计电能表的每个功能是分开独立完成的，因此在最后要将每个独立完成的模块连接在一起并且进行试验调试，并进行基于 51 单片机的电能表综合系统实验，就这样完成了电子式电能表的每个功能实验。 课题技术路线： 1.查阅资料，对基于 51 单片机开发的多功能电能表及它的工作原理进行一个大概的了解，接着深入了解每个系统的实验，理解它们的功能和工作原理。 2.利用以前学习的知识和软件，对每个功能实现进行实验设计，验证它的理论可行性以，接着对定制的电能表每个功能系统进行焊接和调试，保证其能正常工作。 3.使用编译软件 keil4 对 电能表每个系统进行编译调试，通过实验一一验

8、证电能表的每个功能能否实现，并尝试通过调试程序和硬件解决这些问题。 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。 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高舒，庞剑玲 .预付费电能表的使用状况和前景

9、J -河北电术， 2006 2褚大华 .电子式电能表 北京 M.北京 :中国电力出版社， 2009 3方彦军 .智能仪器技术及应用 M.北京化学工业出版社， 2004 4刘德国 ,朱万林 .红外通信在智能仪表中的应用 J -仪表技术 2008 5邱玉春 .单片机系统中红外通信接口 J -电子产品世界 2000(05) 6郭春柱 .嵌入式系统设计师案例导学 M.西安电子科技大学出版社， 2007 7 7王秋爽 .单片机开发基础与经典设计实例 M.机械工业出版社， 2008 1 8陈涛 .单片机应用及 C51程序设计 M.机械工业出版社， 2008 9（美）麦克普雷德科（ Myke Predko） .PIC单片机便携手册 M.机械工业出版社， 2005 3 10.Cx51 Compiler User s Guide.Keil Elektronik GmbH.and Keil Software,2001 11.Getting Started and Creating Applications . Keil Elektronik GmbH . and Keil Software,2001