基于ADE7878电参数测量装置的研究

摘要

随着经济的不断发展和科技的不断进步，传统电能表精准度不高的缺点正在被逐步放大，本文设计了一种高精准度的电子式电能表，以满足当今电网对精度的要求。
　　在本次设计中选用了电能计量芯片ADE7878与LM3S8962共同完成精确测量电参数的任务。ADE7878主要对电网当中的信号进行采集，并通过其内部功能强大的DSP功能计算出电流、电压有效值，有功功率和无功功率。由于ADE7878内部包含二阶∑-△型ADC和数字积分器确保了精准度。LM3S8962的作用是通过SPI对ADE7878进行操控;读取与电参数相关的寄存器;写入相位补偿等信息到相关寄存器。本装置还带有RS485接口，方便与上位机进行远程通信，确保了信息能及时有效的传输。
　　本文首先对电能表国内外的发展状况进行阐述，之后总结得出这次设计的任务目标，接着阐述测量电参数的理论。硬件设计及软件设计是本文的重要部分，硬件设计包括了采样电路，ADE7878外围电路，通信电路和人机交换部分，软件设计采用了嵌入式系统，充分的发挥了LM3S8962强大的功能，不仅如此，软件设计上还采用了模块化编程手段，包括RS485通信和人机交换界面的程序。在文章的最后两部分，从实际生产生活考虑中存在的干扰现象进行分析，加入了抗干扰设计，以便更加贴近实际状况，而且还对装置进行了硬件部分和软件部分的调试，进一步完善了电能表测量的准确性。最后将在实验室搭建实验电路并对收集到的数据进行误差分析。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究进展及趋势

1．2．1 国内外研究进展

1．2．2 国内外研究趋势

1．3 主要研究内容及文章结构

2 设计目的与设计原理

2．1 系统的设计指标

2．2 测量对象与原理分析

2．2．1 电流、电压有效值

2．2．2 有功功率

2．2．3 无功功率

2．2．4 频率

2．3 本章小结

3 硬件电路设计

3．1 硬件电路总体设计

3．2 MCU选择

3．3 采样电路设计

3．4 ADE7878电路设计

3．5 通信电路设计

3．5．1 RS485总线

3．5．2 SPI总线

3．6 液晶显示屏

3．7 本章小结

4 软件设计

4．1 软件总体设计

4．2 μC／OS-Ⅱ系统

4．3 主程序软件设计

4．3．1 程序模块化设计

4．3．2 RS485通信

4．3．2 SPI通信流程图

4．3．4 液晶显示流程图

4．5 本章小结

5 抗干扰设计与调试

5．1 干扰的定义

5．2 调试

5．2．1 硬件调试

5．2．2 软件调试

5．3 本章小结

6 实验与误差分析

6．1 实验方案

6．2 误差分析

6．3 本章小结

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文