小區(qū)智能電表的設(shè)計(jì)與研究（畢業(yè)設(shè)計(jì)）

1、蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）小區(qū)智能電表的設(shè)計(jì)與研究蘇州大學(xué) 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 10電子班級(jí)（學(xué)號(hào)1016405032） 鄒佳目 錄前言2第1章 概述3第1.1節(jié) 智能電表的定義3第1.2節(jié) 智能電表的組成3第1.3節(jié) 智能電表的特點(diǎn)4第2章 系統(tǒng)分析5第2.1節(jié) 硬件模塊分析5第2.2節(jié) 抗干擾性分析8第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)9第3.1節(jié) 硬件總體設(shè)計(jì)9第3.2節(jié) 控制芯片AT89C519第3.3節(jié) 電路的設(shè)計(jì)11第3.4節(jié) 軟件的設(shè)計(jì)13第4章 系統(tǒng)測(cè)試15第4.1節(jié) 智能電表的測(cè)試15結(jié)論16參考文獻(xiàn)16致謝17附錄18附錄1：實(shí)物照片說(shuō)明18附錄2：部分源程序18- ii -小區(qū)智能電表的設(shè)計(jì)與

2、研究蘇州大學(xué) 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 10電子班級(jí)（學(xué)號(hào)1016405032） 鄒佳【摘要】：隨著當(dāng)今社會(huì)智能化的普及，人們?cè)絹?lái)越重視公共事業(yè)收費(fèi)自動(dòng)化和小區(qū)物業(yè)管理智能化等領(lǐng)域的技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。本文研究旨在基于AT89C51單片機(jī)的智能電表的設(shè)計(jì)。該智能電表是以微處理器或微控制器芯片為核心，能夠存儲(chǔ)大量信息并測(cè)量這些信息，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、綜合和做出各種判斷能力的儀器。它具有自動(dòng)測(cè)量功能，快速高效的數(shù)據(jù)處理能力，自動(dòng)調(diào)零功能，無(wú)線發(fā)送和無(wú)線接收功能，具有操作面板和顯示器?！娟P(guān)鍵詞】：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能；AT89C51；Abstract: With the popularization of today

3、s social intelligence, technology development and application of more and more attention to public utility charges, automation and residential property management intelligent etc. This research aims to design intelligent meter based on AT89C51 single chip microcomputer. The smart meter is a micropro

4、cessor or microcontroller chip as the core, can store large amounts of information and measurement of these information, the measurement results for real-time analysis, instrument and make all kinds of judgment. It has the functions of automatic measurement, data processing ability of fast and effic

5、ient, automatic zero adjustment function, and a wireless receiving wireless transmitter, has the operation panel and display. Key words:single-chip；intelligence；AT89C51前言長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的國(guó)情是導(dǎo)致居民用電方式太落后的原因，都是居民先用電，到月底抄表工人挨家挨戶地抄表，告知居民具體的用電量，然后居民再去電力公司付費(fèi)。在這種管理模式下不僅給管理人員帶來(lái)了諸多不便，同時(shí)也嚴(yán)重影響了居民的正常生活，而且存在著一些弊端，電力維修困難，如

6、偷電漏電，給社會(huì)造成了不必要的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。政府為了讓百姓適應(yīng)新的社會(huì)需求，為用戶提供安全，便捷，方便的用電環(huán)境，傳統(tǒng)的用電管理模式需要進(jìn)行改造升級(jí)，以適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需要。電能已然成為了國(guó)家最重要的能源，產(chǎn)生電能的方式也有多種，如火力發(fā)電，核電站，水力發(fā)電等。我國(guó)對(duì)電能的生產(chǎn)可以說(shuō)是投入了巨大的成本，同時(shí)意識(shí)到光從這方面入手是不夠的，還要從節(jié)約電能方面入手，一方面提高人們的節(jié)約用電的觀念，另一方面在輸電設(shè)備和用電設(shè)備上做文章，然而傳統(tǒng)意義上的電力網(wǎng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的社會(huì)了。在這種嚴(yán)峻的情況下，政府開(kāi)始效仿國(guó)外研發(fā)智能電網(wǎng)，進(jìn)一步對(duì)傳統(tǒng)的電網(wǎng)進(jìn)行替換。同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)的電表也做了更替，取而代之的

7、是全新的智能電表。開(kāi)展智能電表的研究是國(guó)家的需要，同時(shí)也是我國(guó)第十二個(gè)五年計(jì)劃的最重要目標(biāo)，智能電表的建設(shè)實(shí)施，這將有利于改善生態(tài)環(huán)境和生活環(huán)境，促進(jìn)節(jié)能減排。增強(qiáng)每個(gè)人的社會(huì)節(jié)電意識(shí)，是國(guó)家節(jié)能工作的需要。第1章 概述第1.1節(jié) 智能電表的定義從廣義上來(lái)說(shuō)凡是帶有微處理器或微控制器，并且內(nèi)部寫(xiě)有控制程序的都是智能儀器所特有的標(biāo)志。從結(jié)構(gòu)組成上來(lái)分析，智能電表和普通的電表是有很大區(qū)別的。智能電表是以微控制器或者微處理器(如單片機(jī)，CPU)為核心能夠大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的計(jì)量設(shè)備，從功能上分析智能電表可以進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、分析、綜合處理的儀器。從它擁有的這些強(qiáng)大功能來(lái)看，它現(xiàn)在已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上計(jì)算電能的

8、普通儀器了，那是因?yàn)闉榱诉m應(yīng)新型能源和智能電網(wǎng)的使用，智能電表不僅具有普通的計(jì)量功能，同時(shí)它還擁有遠(yuǎn)程控制功能、人機(jī)交互功能、不同時(shí)段不同收費(fèi)功能、以及出于安全考慮的報(bào)警功能和防竊電功能，這些功能都是智能電表所特有的功能，是普通電表不具備的。隨著智能電網(wǎng)的完善，用戶最終將選擇智能電表作為電能的計(jì)量?jī)x器是不可抵擋的潮流趨勢(shì)，因?yàn)樗碇磥?lái)新型智能電網(wǎng)的標(biāo)志。第1.2節(jié) 智能電表的組成普通電能表是通過(guò)感應(yīng)電能的方式來(lái)測(cè)量實(shí)際電能的使用情況，智能電表則通過(guò)乘法器完成電功率的計(jì)算。智能電表本身就帶有微處理器或微控制器，不需要外部的微處理器或微控制器來(lái)控制它的工作，從這點(diǎn)上可以看出智能電表本身就是一個(gè)

9、微型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。智能電表可以籠統(tǒng)地劃分為硬件模塊和軟件模塊兩個(gè)部分。硬件包括輸入輸出通道、單片機(jī)或微處理器、電源電路、通信接口和人機(jī)交互通道。輸入輸出通道是測(cè)量數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果的必要條件，模擬信號(hào)從輸入通道進(jìn)入，經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)換最終變?yōu)閿?shù)字信號(hào)從輸出通道出來(lái)。輸入輸出通道通常由4個(gè)部分組成，分別是信號(hào)接收器，信號(hào)采樣器，A/D和D/A轉(zhuǎn)換器。微處理器和外圍供電電路是用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)的，并且能夠進(jìn)行一系列的計(jì)算和處理，它一般由輸入輸出接口電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器組成。通信接口電路的主要作用是連接智能電表和計(jì)算機(jī)，從計(jì)算機(jī)那獲得指令和參數(shù)，從而完成對(duì)智能電表的控制，完成數(shù)據(jù)的傳輸。就現(xiàn)階段而言

10、，RS-232C，GPIB是主流的兩種用于智能電表的總線。人機(jī)交互通道是人與儀器相互了解的一個(gè)重要通道，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互是體現(xiàn)智能化的重要表現(xiàn)，人機(jī)交互的主要由鍵盤(pán)、顯示屏、打印機(jī)和數(shù)碼撥盤(pán)組成。在軟件模塊最重要是由接口控制程序和事件監(jiān)聽(tīng)程序兩部分組成的。其中接口控制程序是針對(duì)于通信接口而言的，它的實(shí)現(xiàn)目的是保障數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)處理能夠順利地進(jìn)行，同時(shí)保證工作參數(shù)傳達(dá)和相關(guān)功能執(zhí)行的快速性和正確性。根據(jù)智能電表的當(dāng)前的工作狀態(tài)以及處理數(shù)據(jù)返回的結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)智能電表的遠(yuǎn)程操作控制。事件監(jiān)聽(tīng)程序主要是通過(guò)儀表盤(pán)顯示和鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)事件監(jiān)聽(tīng)功能。設(shè)置操作模式，操作參數(shù)和函數(shù)，I/O接

11、口電路對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣收集的方式，并且對(duì)存儲(chǔ)器所記錄下的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的處理。最后通過(guò)數(shù)字、圖形、字符、符號(hào)等形式來(lái)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)的結(jié)果和狀態(tài)信息。第1.3節(jié) 智能電表的特點(diǎn)智能電表是采用高電子集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的，在帶有良好通信接口和硬件時(shí)鐘的前提下，具有高可靠性，高安全等級(jí)等特點(diǎn)，完全符合中國(guó)未來(lái)發(fā)展節(jié)能環(huán)保的要求。并且可以與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，既方便又節(jié)約了資源。與傳統(tǒng)電表相比，智能電表的優(yōu)勢(shì)如下：（1）功耗低：智能電表是通過(guò)高集成電子元器件設(shè)計(jì)的，因此一般每個(gè)智能電表的功耗只有0.6w左右，智能電表如果擁有多用戶顯示功能，則其平均到每戶的功耗則更小了。而感應(yīng)式電表

12、的功耗是智能電表的3倍左右。由此可見(jiàn)智能電表在電能消耗上是占有明顯優(yōu)勢(shì)的。（2）精度高：因?yàn)橹悄茈姳韮?nèi)部含有微處理器，所以對(duì)輸入物理量的測(cè)量是非常迅速的，正因?yàn)閾碛羞@樣一個(gè)特點(diǎn)，它可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多次測(cè)量獲取平均值從而達(dá)到降低誤差的效果。（3）可維護(hù)性高：當(dāng)智能電表出現(xiàn)簡(jiǎn)單故障時(shí)，它可以通過(guò)自身的檢測(cè)功能查出故障的原因并修復(fù)該故障。倘若自身解決不了，可以反饋給遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行人為的修復(fù)。當(dāng)智能電表內(nèi)部原器件損壞時(shí)可以安裝相應(yīng)的原器件，簡(jiǎn)單，方便。（4）功能多：自動(dòng)校準(zhǔn)功能，不僅在使用前可以進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，即使在使用中也可以進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。自動(dòng)判斷能力，智能電表可以在發(fā)生故障的情況下可以自測(cè)出來(lái)。同時(shí)還

13、具有遠(yuǎn)傳控制功能、防竊電、多費(fèi)率計(jì)算、惡性負(fù)載識(shí)別和預(yù)付費(fèi)等功能。在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上改變內(nèi)部程序的參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種多樣的控制功能。第2章 系統(tǒng)分析第2.1節(jié) 硬件模塊分析設(shè)計(jì)一只小區(qū)智能電表除了核心部件微控制器外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)它進(jìn)行功能上的必要的擴(kuò)展，如增加程序存儲(chǔ)器ROM、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，用于信號(hào)傳輸?shù)目偩€，輸入輸出通道。下圖是智能電表完整的組成結(jié)構(gòu)。圖2.1智能電能表硬件原理圖對(duì)于幾乎所有的智能電表來(lái)說(shuō)本身就是具有微處理器或微控制器的一臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，幾乎每臺(tái)智能電表都含有圖 2.1中所列的模塊。ROM、EPROM、EEPROM是用來(lái)持久化智能電表的監(jiān)控程序的。它的工作方式是這樣的，首先由傳感器將

14、被檢測(cè)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，可以被微處理器識(shí)別。這些數(shù)字信號(hào)和鍵盤(pán)上輸入的參數(shù)都暫時(shí)存放在RAM中。微控制器或微處理器微控制器或微處理器即CPU，它本身性能的好壞直接影響了智能電表的工作效率，它好比是人類的心臟，是一切事物活動(dòng)的中心，因此對(duì)于智能電表來(lái)說(shuō)它是尤其重要的組成部分。它的主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算數(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。普通電表只有安裝了微控制器或微處理器才能算是智能的，由此可見(jiàn)要設(shè)計(jì)出好的智能電表得有一個(gè)好的微控制器或微處理器。輸入通道整個(gè)輸入通道是由6個(gè)按鍵組成的，定義為K1，K2，K3，K4，K5，K6。其中K1，K3，K5分別控制的是用戶1，用戶2，用戶3

15、的用電量，K2，K4，K6是分別對(duì)用戶1，用戶2，用戶3的用電量清零的按鍵，每按下K1，K3，K5中的一個(gè)按鍵，則相應(yīng)的用戶電量就增加1，然而每按下K2，K4，K6中的一個(gè)按鍵，則相應(yīng)的用戶電量就被清零。通過(guò)這種方式把數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)。輸出通道通過(guò)51單片機(jī)與LCD1602顯示器相連，用顯示器接收來(lái)自51芯片的數(shù)據(jù)并顯示出來(lái)。無(wú)線傳輸在整個(gè)智能電表上安裝了一個(gè)無(wú)線信號(hào)發(fā)送器，在接收板上安裝一個(gè)無(wú)線信號(hào)接收器，通過(guò)這種方式接收板上的LCD1602顯示器就能實(shí)時(shí)顯示發(fā)射板上數(shù)據(jù)的變化，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸?shù)墓δ?。通信接口智能電表上都安裝有通信接口，其主要用是于程序控制，人機(jī)交互，數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)方便形成

16、自測(cè)系統(tǒng)。就現(xiàn)階段而言，市場(chǎng)上大部分智能電表適合的通信接口基本上都是GPIB、RS-232C。為了方便本次智能電表的設(shè)計(jì)，該智能電表采用的是USB 2.0供電方式，擁有高達(dá)120240Mbps的傳輸速率，USB方法做到了即插即用（熱插拔）的外設(shè)擴(kuò)展法，USB提供了4種傳輸模式，以適應(yīng)不同的傳輸目的，具有極強(qiáng)的通用性。軟件流程分析智能電表的絕大部分功能是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以軟件在整個(gè)智能電表系統(tǒng)中顯得尤為重要。在編程之前首先要對(duì)功能全面分析，并畫(huà)出智能電表系統(tǒng)的主要工作流程圖，再將流程圖轉(zhuǎn)換成代碼。圖2.智能電能軟件流程圖經(jīng)過(guò)分析后發(fā)現(xiàn)，得出圖2.2所示智能電能表的軟件流程結(jié)構(gòu)。智能電表的軟件流

17、程可以分為部分，程序準(zhǔn)備部分，鍵掃描部分，系統(tǒng)控制執(zhí)行部分。同時(shí)，為了與軟件結(jié)構(gòu)相配合，還必須將程序存儲(chǔ)器(ROM)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)實(shí)現(xiàn)規(guī)劃。軟件的具體工作原理是：當(dāng)智能電表接通電源后進(jìn)入準(zhǔn)備工作部分，首先要上電復(fù)位，防止程序運(yùn)行時(shí)跑偏，然后將所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，檢測(cè)是否能夠正常工作，如果不能正常工作則程序?qū)⒅匦鲁跏蓟?。反之提示用戶進(jìn)行操作，同時(shí)程序一直在掃描是否有新的按鍵按下，若沒(méi)有按鍵按下則屏幕一直處于顯示提示信息的狀態(tài)，如果有按鍵按下則調(diào)用相應(yīng)的程序并啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的功能。第2.2節(jié) 抗干擾性分析因?yàn)橹悄茈姳硎情L(zhǎng)期掛網(wǎng)運(yùn)行的，智能電表的運(yùn)行環(huán)境不同所受到的干擾程度是不同的。當(dāng)干擾強(qiáng)度超

18、出本身所能承受的范圍時(shí)，智能表的性能將受到嚴(yán)重影響，同時(shí)它的安全性也將出現(xiàn)問(wèn)題。所以提高智能電表的抗干擾能力就顯得尤為重要了。提高智能電表的抗干擾能力有兩種方式即通過(guò)硬件和軟件。硬件抗干擾的方法主要有濾波技術(shù)（無(wú)源濾波和有源濾波），屏蔽干擾，隔離，接地等。然而當(dāng)采用硬件抗干擾時(shí)只能抑制某個(gè)頻率段的干擾，不能有效地消除干擾，仍會(huì)有一些干擾會(huì)影響智能電表的正常使用，所以采用軟件抗干擾是比較常見(jiàn)有效的方法，常見(jiàn)的軟件方法有軟件看門狗或數(shù)字濾波技術(shù)（軟件濾波）。軟件設(shè)計(jì)看門狗技術(shù)的是由T0中斷服務(wù)程序，T1中斷服務(wù)程序，主程序中斷三者之間相互監(jiān)視構(gòu)成的，T0中斷服務(wù)程序監(jiān)視T1中斷服務(wù)程序，T1中斷服

19、務(wù)程序?qū)χ鞒绦蜻M(jìn)行監(jiān)視，主程序?qū)0中斷服務(wù)程序進(jìn)行監(jiān)視。第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)第3.1節(jié) 硬件總體設(shè)計(jì)該智能電表具有如下功能：(1)通過(guò)單片機(jī)擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)居民用電量，并能通過(guò)液晶顯示器顯示各自的數(shù)值；(2)遠(yuǎn)程抄表功能；多用戶顯示功能；(3)該智能電表包括計(jì)量系統(tǒng)，微控制器、顯示芯片、按鍵開(kāi)關(guān)、看門狗電路。圖3.1 電能表硬件整體框圖第3.2節(jié) 控制芯片AT89C51圖3.2 AT89C51芯片AT89C51是一種低電壓，高性能的8位CMOS處理器，有4k字節(jié)存儲(chǔ)器，價(jià)格比較低。AT89C51主要性能：電壓低，性能高4字節(jié)存儲(chǔ)器1000次擦寫(xiě)周期全靜態(tài)操作：0HZ24HZ三級(jí)加密程序存

20、儲(chǔ)器內(nèi)部RAM為256字節(jié)32個(gè)可編程I/O接口線3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器8個(gè)中斷電源低功耗空閑和掉電模式主要引腳說(shuō)明：Vcc：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口?？梢宰鳛檩敵隹谑褂?，當(dāng)作為輸入口使用時(shí)，P0口既被作為數(shù)據(jù)的輸入端，又可以當(dāng)作地址信號(hào)的低8位使用，此時(shí)P0口具有內(nèi)部上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。 P3口也可以作為AT89C52的一些特殊功能口，如下所示： P30 RXD（串行輸入口） P31 TXD

21、（串行輸出口） P32 /INTO (外部中斷0) P33 /INT1 (外部中斷1) P34 T0 (計(jì)時(shí)器0外部輸入) P35 T1 (計(jì)時(shí)器1外部輸入) P36 /WR 寫(xiě)信號(hào) P37 /RD 讀信號(hào)RST:復(fù)位輸入。PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。EA/VP：信號(hào)使能端，低電平有效。 X1：X1既是來(lái)自反向振蕩放大器的輸入同時(shí)也是時(shí)鐘工作電路的輸入。X2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。第3.3節(jié) 電路的設(shè)計(jì)總的電路設(shè)計(jì)3.3 智能電表電路結(jié)構(gòu)圖外圍電路和供電電路的設(shè)計(jì)3.4 USB供電電路結(jié)構(gòu)圖在電路圖3.4中可知，USB是有四條輸入線的，其中中間的那兩條線為數(shù)據(jù)通信線，在此次研究中是用不

22、到的。開(kāi)關(guān)S1按下，USB線開(kāi)始為51單片機(jī)供電，但由于51單片機(jī)適合在3.3V的電壓下工作，所以必須在整個(gè)USB供電電路中加入一個(gè)穩(wěn)壓器AMS1117S使得單片機(jī)能夠在3.3V的電壓下工作。穩(wěn)壓器AMS1117S3.5 USB供電電路的穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)圖AMS1117的功能描述AMS1117是一個(gè)低漏失電壓調(diào)整器，它的穩(wěn)壓調(diào)整管是由一個(gè)PNP驅(qū)動(dòng)的NPN管組成的,漏失電壓定義為：VDROP=VBE+VSAT。 AMS1117有固定和可調(diào)兩個(gè)版本可用，輸出電壓可以是：1.8V，3.3V和5.0V。片內(nèi)過(guò)熱切斷電路提供了過(guò)載和過(guò)熱保護(hù)，以防環(huán)境溫度造成過(guò)高的結(jié)溫，其中過(guò)流保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)模塊，能夠在應(yīng)用

23、電路的環(huán)境溫度大于120以上或負(fù)載電流大于900mA時(shí)，保證芯片和系統(tǒng)的安全。液晶顯示芯片LCD1602與AT89C51的連接LCD1602主要特性：可工作在3.3V或5V的電壓下內(nèi)含復(fù)位電路提供各種控制命令數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM大內(nèi)部有字符發(fā)生器CGROMLCD1602功能引腳說(shuō)明VSS：為電源地VCC：接5V電源正極 V0：對(duì)比度調(diào)整端RS：為寄存器選擇RW：為讀寫(xiě)信號(hào)線EN：為使能端D0D7：8位雙向數(shù)據(jù)端BLA：背光正極BLK：背光負(fù)極3.6顯示器LCD1602的引腳結(jié)構(gòu)圖如圖3.6所示，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3可改變屏幕的亮暗程度以此達(dá)到視覺(jué)的最佳效果，腳7-腳14作為數(shù)據(jù)的輸入端，接收

24、來(lái)自單片機(jī)C52的數(shù)據(jù)。但由于P0口沒(méi)有內(nèi)部上拉電阻，是一個(gè)8位漏極雙向接口，所以P0口不能驅(qū)動(dòng)LCD顯示屏，此時(shí)將它連接到外接電源上提供上拉電阻以此來(lái)驅(qū)動(dòng)LCD。24L01無(wú)線收發(fā)模塊3.7無(wú)線收發(fā)器24L01 無(wú)線收發(fā)模塊有兩個(gè)，一個(gè)安裝在發(fā)射板，另一個(gè)安裝在接收板。當(dāng)用戶的用電量發(fā)生變化時(shí)通過(guò)發(fā)射端將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，同時(shí)接收端接收來(lái)顯示用戶的用電量，從而實(shí)時(shí)反映用戶的用電信息。第3.4節(jié) 軟件的設(shè)計(jì)定義用戶電量顯示void Display(void) /顯示用戶用電量uchar Num;Num = Num1;Disbuff10=Num/100+0; /百位Disbuff11=Num%100

25、/10+0; /十位Disbuff12=Num%10+0; /個(gè)位Num = Num2;Disbuff20=Num/100+0; /百位Disbuff21=Num%100/10+0; /十位Disbuff22=Num%10+0; /個(gè)位Num = Num3;Disbuff30=Num/100+0; /百位Disbuff31=Num%100/10+0; /十位Disbuff32=Num%10+0; /個(gè)位LCD_disp_string(0,0,1#-3#);LCD_disp_string(0,8,Disbuff1);LCD_disp_string(1,0,Disbuff2);LCD_disp_s

26、tring(1,8,Disbuff3);void Key_Scan(void) /按鍵掃描函數(shù)if(K1=0) /1號(hào)用戶用電量加DelayMs(2);if(K1=0)while(!K1);/等待按鍵松開(kāi)if(Num1255)Num1+;TxBuf1=Num1;/將1號(hào)的數(shù)據(jù)送到發(fā)送緩沖區(qū)TxBuf4=1; /1號(hào)電量變化發(fā)送標(biāo)志nRF24L01_TxPacket(TxBuf);DelayMs(140);TxBuf1=0;TxBuf4=0;該程序適合定義用戶1，用戶2，用戶3電量的變化第4章 系統(tǒng)測(cè)試第4.1節(jié) 智能電表的測(cè)試測(cè)試發(fā)射板4.1智能電表發(fā)射板LCD能夠正常顯示三家用戶的用電量，并

27、且通過(guò)三個(gè)復(fù)位鍵能夠清楚數(shù)據(jù)，所以發(fā)射板能夠正常工作。測(cè)試接收板4.2智能電表接收板（上）經(jīng)過(guò)測(cè)試，發(fā)射板上數(shù)據(jù)的變化能夠立即在接收板上顯示出來(lái)，由此可見(jiàn)接收板是正常的。綜上發(fā)射板和接收板均能正常工作。結(jié)論經(jīng)過(guò)自身不懈努力，并在指導(dǎo)老師的幫助下，我終于完成了對(duì)小區(qū)智能電表的研究與設(shè)計(jì)這一課題。該智能電表能夠模擬智能電表的工作原理，通過(guò)按鍵控制電量的增加，復(fù)位鍵是對(duì)應(yīng)的電量清零，能夠通過(guò)兩塊24L01芯片完成短距離的無(wú)線抄表功能，該設(shè)計(jì)基本上符合制作的要求，但缺點(diǎn)是只能夠通過(guò)按鍵方式模擬智能電表的工作，不能反映智能電表真實(shí)的工作情形。參考文獻(xiàn)1. 孫涵芳，許愛(ài)欽.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京航空航天

28、出版社，2008.2. 朱永清.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)M.清華大學(xué)出版社，2007.3. 李學(xué)軍.如何用MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展串行口進(jìn)行通訊J.寧夏機(jī)械.2003.4. 林弘宇,田世明.智能電網(wǎng)條件下的智能小區(qū)關(guān)鍵技術(shù)J.電網(wǎng)技術(shù).2011.5. 李季，劉樹(shù)啟.住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.中國(guó)科技信息.2007.致謝從開(kāi)始選題到最終完成共經(jīng)歷了四個(gè)多月，在這四個(gè)月中指導(dǎo)老師始終給予我親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，同時(shí)您不僅在學(xué)業(yè)上給我講解，同時(shí)在生活上給我巨大的鼓勵(lì)，這種心情無(wú)以言表，在此向您致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。附錄附錄1：實(shí)物照片說(shuō)明該智能電表由發(fā)射板和接收板組成，左邊的為發(fā)射板，右邊的為接收板，

29、在發(fā)射板上有一個(gè)電源開(kāi)關(guān)，三個(gè)電量增加按鍵，三個(gè)電量清零按鍵分別控制3家小區(qū)用戶的用電量。而在接收板上有一個(gè)電源開(kāi)關(guān)按鍵，當(dāng)按下時(shí)通過(guò)無(wú)線接收器接收來(lái)自發(fā)射板的信號(hào)，從而達(dá)到無(wú)線收發(fā)的功能。附錄2：部分源程序void Display(void) /顯示用戶用電量uchar Num;Num = Num1;Disbuff10=Num/100+0; /百位Disbuff11=Num%100/10+0; /十位Disbuff12=Num%10+0; /個(gè)位Num = Num2;Disbuff20=Num/100+0; /百位Disbuff21=Num%100/10+0; /十位Disbuff22=Num%10+0; /個(gè)位Num = Num3;Disbuff30=Num/100+0; /百位Disbuff31=Num%100/10+0; /十位Disbuff32=Num%10+0; /個(gè)位LCD_disp_string(0,0,1#-3#);LCD_disp_string(0,8,Disbuff1);LCD_disp_string(1,0, Disbuff2);LCD_disp_string(1,8,Disbuff3);void Key_Scan(void) /按鍵掃描函數(shù)if(K1=0) /1號(hào)用戶用電量加DelayMs(2);if(