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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

电能作为当世纪最为重要的能源，已经走进了家家户户当中，成为人们生活娱乐所需的必需品。随着时代的发展，社会的进步，我们利用电能的方式也变得多种多样。因此也导致了各种电能表的出现来测量电能，计算电费并开始收费。经过发展，出现了各种各样的电能表，分别有着各自的优点和缺点。但是随着科技发展，传统的、老式的电能表在逐渐退出世界的舞台。人们需要节省人力物力且更加优秀智能的电能表。所以电能表的智能化便利化利民化是必定的趋向。智能数字电能表不但在电能计算，电能计费上做的更好，更在对电压的承受能力、电能耗损、保护电能表、产物寿命、电能抄送等方面上有着无与伦比的长处，自从国家实行了多次电网改革以来，每家每户都必需更换智能电能表，老式电表已经消失在广大人民眼中。所以从此可以看出，对智能电表技术进行研究有着重大的实际意义。本论文的设计目标正是利用单片机来设计出一种省时省力且省钱的数字电能表。从而方便让人们在家中自己主动计算家庭所使用的电能，计算出使用电费的多少。

国内外研究现状

电能表，作为电能的计量工具在国民经济的各部门得到广泛应用，存在我们身边的各个角落。传统电表是使火线绕若干圈，与火--零线圈组成一种特殊的电动结构，类似一台可控转速的电机。但是，其存在的问题也较为突出，传统电表只能显示总体用电量，而且需要人工抄表，浪费了大量的人力物力。传统电表的火--零线圈是一个长期通电的线圈，虽然电耗很少，但每月大约有一度电的空耗。根据我国目前的发展状况和广大用电单位及个人的用电状况 ,发现现在所使用的电能计量器具比较落后,精确度不高,并且功能较少,这样既浪费资源又不能满足人们目前的要求,影响社会的发展。因此,有必要对老式的电能表进行改进和创新以满足人们不断增长的需求。所以电能表的缺点有电表耗电量大、体积笨重、防窃电能力差、精度不高且抄表麻烦、无法做到信息的交换。

随着微电子技术的迅猛发展,微控器(单片机)和大规模集成电路在电能计量领域的广泛应用,使电度表的技术水平和性能得到了长足发展，数字电表得以产生，在实际应用中的优势非常明显。数字电表是以微处理器和微控制芯片（如单片机）为核心的可以存储大量的测量信息并且 具有对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断能力的仪器。一般具有自动测量功能、强大的数据处理能力，进行自动调零和单位换算功能，能进行简单的故障提示，具有操作面板和显示器和报警功能。

2. 研究的基本内容

本论文主要研究的内容是基于单片机设计出一款适合家庭电路的数字电能表。通过STC89C52单片机的各种功效来实现电能表的各种功效。其中我们可以将电路中的大电压与大电流通过一系列转换，转换成方便测量的小电压小电流，并通过公式计算出功率，功率因数。在通过A/D转换器来测量出电路所消耗电能，最终显示在与单片机连接的显示器上，从而完成数字电能表的设计。

本论文除了基于单片机设计出数字电能表以外，还有研究思考如何设计出更加方便简单的数字电能表，进一步减少测量误差及其所损失的电能。然后了解我们该如何测量电路中的电压电流，了解电能表测量电能的原理。最终更好的通过这次设计逐步掌握专业知识技能，将其运用到实践中来。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2019.2.25-2019.3.1 收集相关材料，熟悉课题内容。

2019.3.1-2019.3.12 对课题进行调研，对电能表及数字电能表现状进行调研。

2019.3.12-2019.3.31 设计出电路原理图，利用专业设计工具画出pcb原理图，并对其进行可靠性与稳定性分析。

4. 参考文献

[1]曾乃鸿.电子式电度表应用现状和展望[j].电测与仪表, 2001 (8) :5-6.

[2]胡伟.单片机c语言程序设计及应用实例[m].北京:人民邮电出版社, 2003.

[3]刘洪利.智能型复费率数字电能表的设计[j].上海电力学院学报, 2005, 21 (03) :241-243.