基于單片機(jī)的智能ic卡電表硬件系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、基于單片機(jī)的智能IC卡電表硬件系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘要IABSTRACTII第一章引言11.1智能電表應(yīng)用的意義11.2智能電表的發(fā)展1第二章總體方案設(shè)計(jì)32.1方案比較32.2方案選擇6第三章器件介紹和單元模塊設(shè)計(jì)73.1器件介紹73.1.1AT89C51單片機(jī)73.1.2ADE775873.1.3DS1288793.1.4LCD1602103.1.5SLE4442123.2單元模塊設(shè)計(jì)123.2.1電源模塊電路123.2.2信號(hào)采集電路143.2.3計(jì)量模塊153.2.4時(shí)鐘及LCD顯示模塊16I3.2.5接觸式IC卡模塊18第四章軟件設(shè)計(jì)20

2、4.1主要軟件設(shè)計(jì)流程框圖及說明204.2主要芯片讀寫程序設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)工具21第五章仿真調(diào)試26結(jié)語28參考文獻(xiàn)29致謝31附錄電路圖32I第一章引言電表是我國電工儀表行業(yè)中產(chǎn)量最大的產(chǎn)品。近幾年，國家連續(xù)出臺(tái)的多項(xiàng)與電表行業(yè)發(fā)展相關(guān)的政策以及房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，為電表需求的上升及保持行業(yè)發(fā)展的相對(duì)穩(wěn)定起到了一定的保障作用。隨著高新技術(shù)尤其是電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，電子式、多功能、高精度、多費(fèi)率、自動(dòng)抄表等產(chǎn)品的優(yōu)勢突顯，且已經(jīng)逐步成為電能表發(fā)展的主流，在未來幾年里，這種趨勢將更加明顯。城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，使電工儀器儀表行業(yè)步入了快速發(fā)展的軌道，同時(shí)

3、也為行業(yè)企業(yè)提供了一個(gè)科技創(chuàng)新的平臺(tái)，電工儀器儀表生產(chǎn)企業(yè)抓住機(jī)遇，通過對(duì)國外先進(jìn)技術(shù)的兼收并蓄，并高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)自主開發(fā)了一系列高技術(shù)產(chǎn)品。因此研究本課題具有重要的實(shí)用意義。1.1智能電表應(yīng)用的意義目前，我國已經(jīng)開始大面積推廣并使用智能電表，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電價(jià)分時(shí)，階梯的統(tǒng)計(jì)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電量激增，對(duì)于電能的管理顯得尤為的重要。在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中，電能已經(jīng)發(fā)展成為一種重要的能源資源，我國電力事業(yè)在改革開放的30年中，發(fā)展極為迅猛，所以相應(yīng)的電能計(jì)量儀表制造業(yè)的進(jìn)步也必須與之相適應(yīng)，這對(duì)于電力事業(yè)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和發(fā)展，促進(jìn)我國電力事業(yè)穩(wěn)定，健康

4、的發(fā)展有著極其重要的意義。新型智能電表不僅具有傳統(tǒng)電表的功能，還能對(duì)用戶的用電情況進(jìn)行管理和控制，并且相比于傳統(tǒng)電表的機(jī)械式結(jié)構(gòu)，沒有機(jī)械摩擦，大大的提高了準(zhǔn)確度和靈敏度，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測量，并且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊和控制，具有較高的性能價(jià)格比，適合我國國情，有廣泛的引用價(jià)值。智能電表利用微機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)等等，減少了能量的消耗，把采集，處理集中于一體，節(jié)省成本和人力資源，提高了工作效率，適應(yīng)了現(xiàn)代用戶的需求。1.2智能電表的發(fā)展智能電表是在電子式電表的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，歐美發(fā)達(dá)國家于20世紀(jì)70年代研發(fā)并開始使用，經(jīng)過30多年的不斷發(fā)展，歐美國家

5、不斷對(duì)智能電表技術(shù)進(jìn)行革新，功能日趨完善。1智能化電表，大體上可分為兩種類型：帶有微處理器的機(jī)電式和全電子式。機(jī)電式借用原感應(yīng)式電表的機(jī)芯，通過光電傳感器讀取轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)來測量用戶的用電量，如磁卡式電表、電卡式電表、IC卡電表等；而全電子式電表則采用電壓電流隔離方式，進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，將采樣值相乘并累計(jì)計(jì)算用戶的用電量。機(jī)電式智能電表成本較低，主要用于單相電表，適合于居民用戶使用。全電子式電表主要用于三相電計(jì)費(fèi)，針對(duì)企業(yè)應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，應(yīng)選擇配有通信接口的智能電表，通常有RS—485、RS—232、CAN總線收發(fā)器或紅外等幾種接口形式。目

6、前，我國的智能電表也可大致分為機(jī)電一體式和全電子式兩種，機(jī)電一體式即在原有機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上附加一定的電子元件，從而達(dá)到所需的功能要求，安裝簡潔，多用在老實(shí)機(jī)械表的改裝，成本低。全電子式則是采用集成電路為核心，取消了老式電表的機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少了機(jī)械摩擦，使得計(jì)價(jià)更加準(zhǔn)確，可靠性高，耗電少，體積小。在收費(fèi)系統(tǒng)方面，目前國內(nèi)上使用最為廣泛的為IC卡電表收費(fèi)，成本低，可靠性好，且使用壽命長，一張IC卡基本可使用10年以上，且可實(shí)現(xiàn)，預(yù)收費(fèi)，自動(dòng)斷電，加密等多種功能，但是IC卡收費(fèi)系統(tǒng)也存在很大的缺陷，用戶終端仍然與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)脫節(jié)從經(jīng)濟(jì)角度來看電力部門先收

7、費(fèi)后送電不符合經(jīng)濟(jì)政策,可以說在一定程序上侵犯了用戶的利益。隨著我國提出發(fā)展智能堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的提出，為我國電網(wǎng)設(shè)施的發(fā)展提供了機(jī)遇，未來，智能儀器儀表將向著數(shù)字化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化，微型化的趨勢發(fā)展，并進(jìn)一步與微處理器，PC技術(shù)融合，使儀器儀表技術(shù)的數(shù)字化，智能化水平不斷提高。1第二章總體方案設(shè)計(jì)本電表采用分時(shí)計(jì)費(fèi)原則，將電壓，電流等參數(shù)進(jìn)行采集，并輸入微處理器，進(jìn)行運(yùn)算，并最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于電能的準(zhǔn)確計(jì)量和控制。因此我們可以采用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能IC卡電表，采用低功耗設(shè)計(jì)，正常工作時(shí)關(guān)閉顯示功能，當(dāng)有IC卡插入時(shí)輪流顯示當(dāng)前的用戶信息。系統(tǒng)主要功能包括：

8、(1)預(yù)付費(fèi)功能：通過IC卡實(shí)現(xiàn)先付費(fèi)后用電。(2)電量報(bào)警功能：當(dāng)電能表剩余電量低于告警電量時(shí)，通過報(bào)警指示燈和蜂鳴器告警。(3)電能計(jì)量功能：配合