单片机查表实验总结_单片机查表实验报告

2024年 5月 20日下午6:10 • 激活谷笔记

毕业设计|基于51单片机的电集中抄表设计
　　序

　　近几年，毕业设计和毕业答辩的要求和难度逐渐提高，大部分简单易过的设计和论文在开题报告阶段就被老师pass了，因此，老学长在这里把单片机论文的总体架构分享给大家，让学弟学妹们对自己将要写的论文有一个清晰的认知，希望能帮助到同学们！

　　1 系统硬件设计

　　1.1 电能表模块电路设计

　　在实际生活中有许多类型的电能表总的可以分为感应式电能表、脉冲式电能表和全电子式电能表等几大类。然而由于感应式电能表价格低廉，计量准确所以被得到广泛地应用。它利用金属铝转盘中的感应电流与通有交流电流的固定线圈的磁场相互作用来产生驱动力矩以驱动铝盘旋转，从而得到累计消耗的电能。但感应式电能表由于自身无防盗电功能，随着电力事业的发展，这一缺点给电力部门带来的损失日益突现出来。因此，在感应式电能表的基础上加装防盗电功能，具有一定的现实意义。

　　在感应式电能表的使用中，常见的盗电方式有以下几种：

　　（１）在电能表的内部断开电压扣，使得固定线圈内无交流电流通过而不产生磁场，从而使铝盘不能旋转，并最终导致电能表不能对累计消耗的电能进行计量。

　　（２）电能表的进出线反接，使铝盘产生相反的旋转，以减小电能表计数。

　　（３）在电能表的外部用导线短接电能表，电能表的计量值仅为实际耗电的一半。

　　在分析了防盗电现象的基础上，给出了一种带防盗电功能的新式智能化感应式电能表。该系统主要由光电转换电路、电流检测电路、单片机AT89C51、继电器和报警电路等组成。其系统主要电路组成框图如图3.1所示。图1为抄表模块电路框图

　　AT89C51是一种带4K字节闪速可编程只读存储器（PROM）的低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。该器件采用ATMEL高密度、非易失存储器制造技术，与工业标准的MCS—51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。图2 89C51单片机管脚图

　　1.2固态继电器

　　固态继电器（Solid State Relay）简称SSR，它是一种新型的无触点电子继电器，其输入端仅要求输入很小的控制电流，能与TTL、HTL、CMOS等集成电路具有较好的兼容性，而其输出则用双向晶闸管来接通和断开负载电源。它与普通电磁式继电器和磁力开关相比，具有开关速度、工作频率高、体积小、重量轻、寿命长、无机械噪声、工作可靠、耐冲击等一系列优点。由于无机械触点，当其用在需抗腐蚀、抗潮湿、抗振动和防爆的场合，更能体现出有机械触点继电器无法比拟的优点。另外，其输入控制端与输出控制端用光电耦合隔离所需控制驱动电压低、电流小，易于与计算机控制输出接口。所以在计算机控制系统中，已越来越多地用固态继电器取代传统的电磁式继电器和磁力开关作开关量输出控制。在这里，计算机将控制信号送给D/O板，D/O板再将控制信号经过继电器去控制电动机、开门电机的启动和停止，这里我们选用的继电器也是固态继电器。图3继电器原理

　　1.3光电转换电路设计

　　光电转换电路主要将铝盘的旋转转换为电脉冲，以此来作为单片机的一个检测信号。它以感应式电能表的电磁系统为工作元件，并在电能表的铝盘表面印上黑色的分度线进行分度。为了区分铝盘的正反转，分度线间隔宽度应按顺时针方向逐渐增加，然后用反射式光电头发射光束来采集分度线标记，再经光电转换电路变换，最后输出与铝盘旋转速度和分度线宽度成正比的电脉冲以给单片机提供一路检测信号。其电路图如图3.4所示。图中，D1为发光管HG410，D2为接收管3DU31，它们按一定的角度被固定在旋转铝盘的上方，当铝盘的黑色分度线到达光线区时，D2接收管的集电极输出一正脉冲，并经CD4069的两个非门和R3构成的施密特触发器整形后加到单片机的定时／计数器T0的输入端口（），作为捕捉信号。图4光电转换电路