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基于单片机的电能质量参数测试的设计与制作(程序+电路图+元件清单)

2022/08/12
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课题研究基本内容

在现代社会中,现代用电设备对电能质量的要求比以前要高得多,对电能质量的检测能够更好的保证用电设备的安全稳定运行。利用单片机进行设计,具有设计结构简单、低成本、低功耗、可靠性高等优点,同时能够对故障类型进行显示和报警,具有较高的应用价值。实现基于单片机的电能质量参数测试仪对工作线路的电流和电压实时检测,同时对线路实时功率累计消耗的电能进行计算显示,同时系统还设置有功率显示,当线路出现线路采集到的数据出现错时就进行报警提示,本设计的主要内容:

1、对电能质量参数测试仪的研究背景与最新技术现状进行分析,给出本文结构安排;

2、对系统功能需求进行分析,对主要的模块工作原理介绍,设计出基于单片机通信技术的智能电表;

3、为电能质量参数测试仪的硬件的设计,对模块与单片机直接的引脚连接,工作原理进行详细分析设计;

4、为电能质量参数测试仪的软件的设计,对硬件模块之间的数据通信以及协议等以流程图形式进行叙述;

5、为电能质量参数测试仪表实物制作与功能验证,对智能电表检测功能、报警功能以及继电器控制功能都进行验证。

 

研究方案及预期达到的目标

研究方案:本课题设计的基于单片机的电能质量参数检测仪,分别实现对电路工作电路、工作电压参数的采集,根据采集到的参数值计算出线路的功率,并且判断采集到的数据是否正常,如果出现异常自动切开电路和声音报警,低于采集到的参数在液晶上实时显示,整个系统以STC89C52单片机为核心,采用交流电流互感器和交流电压互感器采用HLW8032传感器来实现对电压和电流的采集,采用LCD1602来完成对数据的显示,采用继电器来实现线路的切开,同时报警采用蜂鸣器来实现。

 方框图如图1所示

方框图说明:电流采集模块和电压采集模块分别采集电流和电压然后通过显示模块将采集到的数据进行显示;当采集到的数据错误时,报警模块进行报警,报警后继电器驱动模块进行断电处理。

程序流程图如图2所示

流程图说明:各个系统初始化后,分别采集电流值和电压值并计算电能值和功率值,将采集到的数据传送到显示屏,当采集到的数据超过误差值则蜂鸣器报警,报警后进行断电处理。

预期目标:

  • 采用传感器检测电压、电流、功率,误差在±5%,硬件自动检测并开中断,进行数据采集和处理
  • 将处理过的数据通过1602显示器显示出来
  • 若发现采集到的电路有故障时,发出故障处理信号,显示故障的类型并报警,报警后断电。
  • 3-原理图(源文件+PDF).zip
    描述:原理图
  • 1-源程序.zip
    描述:源程序

BOM清单

器件型号 数量 参考价格 风险等级 ECAD模型 数据手册 更多信息
STC89C52RC-40C-PLCC 1 未精准适配到当前器件信息,点击查询推荐元器件
LCD1602(5VBLUEBACKLIGHT) 1 暂无数据
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HLW8032 1 未精准适配到当前器件信息,点击查询推荐元器件

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