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适用专业：单片机
适用年级：大学
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资料简介：
毕业设计—智能电力监测仪的设计（付有图纸） 共85页，36935字。
目录
引言 1
1 概述 2
1.1 课题背景 2
1.2 电力仪器发展状况 2
1.3 模块化思想的提出 3
1.4 智能电力监测仪表研制的意义 4
1.5 课题的任务以及开发工程 5
2 电力参数基本量的测量理论 7
2.1 频率的测量 7
2.1.1 硬件测频方法 7
2.1.2 软件测频方法 7
2.2 电压/电流有效值及电压偏差 8
2.3 功率及功率因数 9
2.4 本章小结 9
3 系统总体设计 10
3.1 系统设计方案的确定 10
3.2 电能计量芯片的选用 12
3.2.1 几种电能计量芯片的比较 12
3.3 单片机选型 14
3.3.1 单片机的选择原则 14
3.3.2 单片机选型 15
3.3.3 P89C61X2单片机 16
3.4 系统总体结构设计 17
3.5 本章小结 18
4 系统硬件设计 19
4.1 硬件设计准则 19
4.2 主控模块的设计 19
4.2.1 单片机控制系统组成 20
4.2.2 集成处理器存储器FM31256 20
4.2.3 I2C总线及其工作原理 21
4.2.4 主控模块功能的实现 23
4.3 测量模块的设计 24
4.3.1 电流/电压互感器 25
4.3.2 高速同步串口（SPI） 26
4.3.3 数据采集端接口电路 27
4.3.4 与单片机通信端接口电路 28
4.3.5 测量电路电源接口 29
4.4 人机接口模块的设计 30
4.4.1 显示模块 30
4.4.2 键盘 31
4.5 开关控制模块的设计 32
4.5.1 开关量输入 32
4.5.2 继电器输出 34
4.6 通信模块 34
4.7 硬件抗干扰技术 36
4.7.1 干扰的来源及后果 36
4.7.2 硬件抗干扰设计 36
4.8 本章小结 37
5 系统软件设计 38
5.1 基于MCU系统程序设计的基本方法 38
5.1.1 系统程序的基本特点 38
5.1.2 系统程序的设计流程 38
5.2 系统初始化模块 39
5.3 中断服务模块 40
5.4 测量模块 41
5.4.1 测量模块程序流程图 41
5.4.2 数据处理的实现 42
5.4.3 数字滤波算法（去极值算术平均滤波） 43
5.5 显示和按键模块 44
5.5.1 LED数码显示模块 45
5.5.2 按键处理模块 46
5.6 时钟模块 47
5.7 通信模块 48
5.8 开关控制模块 49
5.9 软件抗干扰设计 50
5.10 本章小结 51
6 系统调试和误差分析 52
6.1 调试技术简介 52
6.1.1 硬件调试 52
6.1.2 软件调试 53
6.2 误差分析 54
6.3 本章小结 54
7 技术经济分析 55
8 结论 56
附录A 59
附录B 68
附录C 80
附录D 81
摘要
随着电力工业的不断发展，用电设备对供电电网的可靠性和安全性要求越来越高，需要对电网的各种运行参数进行实时监测，并根据检测的数据分析电网的运行质量，预防因供电质量引起的用电设备故障和生产事故。电力监测仪是一种多功能的电力智能仪表，是电力自动化系统中重要的组成部分，对于实现电网安全、高效和经济的运行有十分重要的作用。
随着电子工业的迅猛发展，磁电仪表逐渐被取代，单片机和DSP越来越多的应用到这些领域。考虑到仪表的成本，本设计采用了P89C61X2单片机作为核心，并使用高精度三相电能测量专用芯片ADE7758，通过硬件和软件实现对频率、电压电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等的实时测量，并可实现按键控制、数码显示和通讯等功能，集测量、控制、保护、通信于一体。
本设计简述了电力仪器的发展现状，详细介绍了低成本电力监测仪的设计方案，采用模块化思想进行设计，并在此基础上详细介绍了各个部分的软硬件开发过程。通过测试，所设计的仪表能够实现智能电力监测功能。
关键词:实时监测；电网质量；智能仪表；单片机；电能计量芯片；模块化
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