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基于ADE7880三相智能电表的设计

作　者: 王贝
导　师: 胡建人
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 智能电表谐波 ADE7880 HSDC 监控 Windows CE
分类号: TM933.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 5次
引　用: 0次
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内容摘要

本文设计了一款基于ADE7880的三相智能电表，并在计量精度、功能方面做出了改进。其中显示模块采用了一款基于Windows CE的操作系统平台的VC上位机，可很方便的在该平台上完成各种操作，而且应用此平台可以让显示界面更为美观，操作更为人性化。此外本系统还可以对电网中的谐波进行监控，实现谐波超限LED灯闪烁报警等功能。本文首先介绍了智能电表的国内外发展现状以及智能电表的主要应用，描述了智能电表在电网智能化方面起着至关重要的作用和广阔的发展空间、可观的国际市场，同时也指出进行本设计的客观意义所在。其次，根据国家关于智能电表制定的各种规范标准提出本设计的系统总框架，分为硬件设计和软件设计两个部分，其中硬件设计部分对采样电路的设计和电能计量芯片ADE7880最小系统等重点模块进行了详细的介绍；软件设计部分包括单片机软件设计和上位机软件设计。单片机作为整个系统的控制核心，重点介绍了I2C总线、ADE7880的驱动、HSDC和串口等模块程序以保证数据采集和传输准确；上位机软件主要负责数据的处理与保存，界面的显示，直观的反应了整个系统的设计水平。在整个系统设计中，对于每个模块进行测试仿真，以使其在理论上达到要求，最后在功能上完成整个设计。最后，整个系统的功能设计完善后，将该三相智能电表接入相电压为220V,频率为50HZ的三相四线电网中，经过长时间的测试加改进保证系统的正常运行，直至整个设计达到国家标准。然后，对该设计进行细节的优化和改进，对整个系统进行评估，总结本次设计的优点与不足。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 引言  9-10
  1.2 智能电表的国内外发展现状  10-11
    1.2.1 国内发展现状  10
    1.2.2 国外发展现状  10-11
  1.3 智能电表的应用  11-12
  1.4 本文主要研究内容  12-13
第2章系统总体设计方案  13-17
  2.1 设计规范及要求  13
  2.2 系统的整体设计  13-15
  2.3 本章小结  15-17
第3章电能计算的理论基础  17-21
  3.1 电流、电压有效值和频率计算  17-18
    3.1.1 有效值计算  17-18
    3.1.2 频率计算  18
  3.2 功率计算  18-19
  3.3 电能和谐波计算  19-20
  3.4 本章小结  20-21
第4章智能电表的硬件设计与实现  21-33
  4.1 电压电流采样电路  21-22
  4.2 ADE7880 最小系统  22-28
    4.2.1 ADE7880 的电源管理  24-25
    4.2.2 ADE7880 的电压通道和电流通道  25
    4.2.3 ADE7880 的过零检测  25-26
    4.2.4 ADE7880 的频率和功率测量  26-27
    4.2.5 ADE7880 的电能和谐波测量  27-28
  4.3 单片机最小系统  28-29
  4.4 矩阵键盘  29
  4.5 LED 指示灯  29-30
  4.6 RS-485 模块  30-31
  4.7 其他电路  31-32
  4.8 本章小结  32-33
第5章智能电表的软件设计与实现  33-58
  5.1 单片机软件设计  33-41
    5.1.1 ADE7880 的软件设计  33-36
    5.1.2 串口软件设计  36-38
    5.1.3 高速数据采集接口(HSDC)软件设计  38-41
  5.2 上位机软件设计与系统功能测试  41-56
    5.2.1 上位机串口设计  42-44
    5.2.2 上位机数据库设计  44-47
    5.2.3 上位机界面设计  47-56
  5.3 本章小结  56-58
第6章总结与展望  58-60
  6.1 工作总结  58-59
  6.2 发展与展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-63
附录  63-64

基于ADE7880三相智能电表的设计

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