山东科技大学电子学院
通信工程
《专业方向》课程设计
年级学号： *********** 姓 名：***
指导教师： ***
设计时间： 2015.9.7—2015.9.20
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目录
摘要…………………………………………………………………3 关键字………………………………………………………………3 1目的与内容………………………………………………………4 2硬件系统设计……………………………………………………4 2.1电压采样方案…………………………………………………5 2.2电流采样方案…………………………………………………6 2.3电压、电流有效值测量方案…………………………………6 3单元模块设计原理………………………………………………7 3.1电压采样电路…………………………………………………7 3.2电流采样电路…………………………………………………8 3.3电流电压测量电路……………………………………………8 3.4短信模块………………………………………………………9 3.5过流报警和过流保护模块……………………………………10 3.6防窃电模块……………………………………………………10 3.7智能电能表与电脑的通信……………………………………11 4、总的电路原理图及仿真输出波形……………………………12 5、系统特点与性能………………………………………………12 6、心得体会………………………………………………………13 参考文献 …………………………………………………………15 附录…………………………………………………………………16
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摘要
本系统以MSP430F149单片机为控制核心，设计并制作了高精度低功耗电能消耗计量装置。该系统硬件电路简单稳定，可靠性较高；该系统由阻容降压供电电路，电压测量电路，电流测量电路，显示电路等部分组成。电压测量部分是220v电压经过变压器降压后经过整流桥得到1.7v半波电压，输入单片机之后经采样和数据处理，可得到电压的峰值，周期，频率，有效值等参数；电流参数测量电路是采用了50A/62.5mA互感器将负载上的大电流转换成较小的电流，并将小电流通过定值电阻，电阻两端的电压输入单片机从而计算得到电流峰值，有效值等参数；采用的是全球鹰SIM900A V3.7模块，固定时间给用户发送短信，让用户了解目前耗电情况。题目中要求的参数均经单片机计算输出到OLED液晶屏模块上予以显示。
关键词：MSP430F149 低功耗 ADC采样
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SIM900A V3.7模块
1目的与内容
随着国民经济的不断发展,电力已经成为国家的最重要能源。长期以来,我国生产的交流电度表均为感应式机械电度表,几十年来不得不采用人工抄读电表的原始方式。这种方法不但劳动强度大、效率低,而且还会存在抄表不到位、估抄、漏抄、错抄、错算及抄表周期长等问题,对窃电的防治更无从谈起。在社会走向信息化,网络化,电力系统大踏步现代化的今天,手工抄表更是与无人值班等高度的自动化形成了鲜明对比,成为制约供电系统现代化管理的一大障碍。正是由于以上背景,智能电能表应运而生。
2硬件系统设计
由民用单相电的火线和零线接入电能表接入口，在火线入口处接有一个继电器，用于过流（短路）保护。火线在电表内分成并联的两路：一路经过变压器变为双6V，然后经过峰值检波电路，将交流变为直流，然后经过分压电路分压，通过IAP15F2K61S2单片机AD口采集，得到电压数据；另一路通过电流互感器，感应出交流电流，通过放大电路和峰值检波电路后，通过IAP15F2K61S2单片机的AD口采集数据。然后通过OLED液晶屏将数据显示出来。具体如下框图1所示。
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