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微处理器方案的选择以及应用方面调研毕业论文 第一章 概述 1 1.1 设计背景 1 1.2 电能量监测系统发展方向 1 1.3 设计内容 2 第二章 系统设计 3 2.1设计基本原理 3 2.2 方案比较 3 2.2.1 微处理器方案选择 4 2.2.1.1 单片机公司现状 4 2.2.1.2单片机介绍 4 2.2.2 电能量采集模块方案选择 5 2.2.2.1电网电量采集 5 2.2.2.2电能表电量采集 6 2.2.3 相位测量电路方案选择 6 2.2.4 模数转换方案选择 7 2.2.5 显示电路方案选择 8 2.2.6通信网络方案选择 8 第三章 硬件电路设计 10 3.1单片机外围电路设计 10 3.1.1单片机介绍 10 3.1.2最小系统电路设计 12 3.1.3 存储扩展电路设计 12 3.1.3.1存储芯片 12 3.1.3.2扩展地址介绍 12 3.2 电能量测量电路硬件设计 13 3.2.1电网电能测量 13 3.2.1.1传感器芯片介绍 13 3.2.1.2 A/D转换芯片介绍 15 3.2.2 电能表电量测量 16 3.2.2.1 电能表介绍 16 3.2.2.2 串口通讯介绍 17 3.2.2.3电平转换电路介绍及硬件图设计 17 3.3 相位检测电路硬件设计 18 3.3.1电压电流信号采集 18 3.3.1.1电流互感器选择 19 3.3.1.2电压互感器的选择 19 3.3.2过零比较电路设计 20 3.3.2.1相位差测量原理 20 3.3.2.2过零比较器工作原理 21 3.4 LED显示电路硬件设计 22 3.4.1 CD4511驱动芯片介绍 23 3.4.2 显示电路图设计 23 3.5报警电路硬件设计 24 3.5.1电能计量故障分析 24 3.5.2键盘显示电路 25 3.5.3报警电路 25 3.6 网络模块硬件设计 26 3.6.1 GSM模块选型及介绍 26 3.6.2 GSM串行接口方式 27 3.6.3 模块采用的AT命令集 28 3.7 电源设计 29 3.7.1 直流稳压电源设计原理介绍 29 3.7.2 硬件电路设计 30 3.7.2.1变压器选型： 30 3.7.2.2整流电路设计 30 3.7.2.3滤波电路设计 31 3.7.2.4稳压电路设计 31 第四章 软件系统设计 32 4.1系统软件流程总体设计 32 4.2 软件设计地址分配 33 4.3各模块流程图设计 33 4.3.1 电网电量采集模块 33 4.3.2 电能表电量采集模块 34 4.3.3 相位检测模块 34 4.3.3.1 中断子程序 35 4.3.3.2 相位计算子程序 35 4.3.4 故障分析报警模块 36 4.3.5键盘扫描模块 36 4.3.6显示电路模块 37 4.3.6.1显示主流程模块 37 4.3.6.2故障显示 37 4.4 GSM通讯模块 39 4.4.1 GSM模块数据通信 39 4.4.2 短消息的收发 41 总 结 42 参考文献 43 英文资料原文 44 英文资料翻译 59 致 谢 71 附录1 程序清单 72  第一章 概述 1.1 设计背景 当今社会，电能作为重要能源之一，对其监测技术的要求不断提高。随着电力行业体制改革不断深化，电网的运营和管理正逐步向市场开放，同时也给保障线路设备正常、合理运行带来一系列的问题。为了实现公平、公正、公开的电力交易原则，电能量损失监控系统的重要性比以往任何时候都更加突出。为此，电力部门投入了大量的人力财力开展这方面的开发研究和工程实施工作，采用先进的计算机技术和测量技术，设计电能量损失监控系统，解决困扰电力系统的难题。电能量计量主要实现电能量的采集、数据的存储和处理，为结算和分析提供基本数据。 从用户的使用情况来看，电能作为一种特殊的商品具有生产与使用同时进行和无实物可见的特性。为使电能在流通环节上不造成无谓的损失，特别是防窃电方面。根据众多窃电案例显示，窃电多从计量装置入手，电能表计量电量是由电压、电流、功率因数三要素和时间的乘积决定，因此，改变三要素中的任何一个都可以使电能表慢转甚至停转。鉴于各级电力公司是以电能量作为其计费、奖惩的主要依据，因此必须有一个独立完整的系统来保证电能量采集、传送、处理过程的可靠性、唯一性、准确性和连续性。 随着全球移动通信系统GSM（Global System for Mobile Communications）的完善和发展，运用其网络进行远程控制技术趋于完善和成熟。利用GSM网络将电能计量技术与现代通信网络相结合，具有一次投资少、运营成本低、可靠性高的特点，可以作为现有电网监控系统通信方式的重要补充，能实现无线网络对电力线路的监控,提高电力系统的稳定性、实时性