[發明專利]一種基于單片機的多功能電能表

無效

• 申請號: 201310474002.X
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN104569520A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 王頤
• 申請（專利權）人: 南京歐格節能科技有限公司
• 主分類號: G01R11/00
• 分類號: G01R11/00;G01R11/48
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本發明涉及計量檢測領域，尤其涉及一種以微處理器為核心的多功能電能表。

背景技術

多功能電能表是指除計量有功（無功）外還具有分時、測量需量等兩種以上的功能，并能顯示，存儲和輸出數據的電能表，傳統感應式電能表用其結構和原理上的制約，通常存在著測量范圍小，穩定性差，精度低等缺點而不能適應社會發展的需要。隨著微電子技術和單片機的發展和普及，新型智能化測控技術迅速發展，因此以單片機為核心的電子式電能表顯示了其明顯的優勢。

發明內容

為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于單片機的多功能電能表，該多功能電能表性價比高，抗干擾能力強，測量精度高。

為實現上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種高精度多功能電能表，包括信號采集模塊、芯片CS5463、單片機、LED模塊和報警模塊。

信號采集模塊用于采集電流信號、電壓信號，并發送給芯片CS5463；芯片CS5463對接收到的電流信號和電壓信號進行檢測，得到檢測數字信號并發送給單片機；單片機控制芯片CS5463檢測過程，將接收到的檢測數字信號發送給LED模塊，并將異常檢測信號發送給報警模塊；LED模塊顯示接收到得檢測數字信號；報警模塊接收到異常檢測信號后進行報警。

更進一步的，單片機采用芯片LPC916。該芯片適合于許多要求高集成度低成本的場合，可以滿足多方面的性能要求，并能提高電路可靠性，降低成本。

有益效果：（1）本發明采用芯片CS5463進行檢測計量，有效提高了測量精度，且性價比高；（2）本發明采用單片機LPC916控制整個檢測計量過程，有效提高測量精度和穩定性，擴大測量范圍；（3）本發明設有報警器，能大大提高異常信號的處理能力，為人工處理異常情況提供便利。

附圖說明

圖1為本發明的工作原理圖。

圖2為芯片CS5463管腳圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如圖1所示，本發明提供的一種多功能電能表，包括：信號采集模塊用于采集電流信號、電壓信號，并發送給芯片CS5463；芯片CS5463對接收到的電流信號和電壓信號進行檢測，得到檢測數字信號并發送給單片機；單片機采用芯片LPC916，控制芯片CS5463檢測過程，將接收到的檢測數字信號發送給LED模塊，并將異常檢測信號發送給報警模塊；LED模塊顯示接收到得檢測數字信號；報警模塊接收到異常檢測信號后進行報警。

下面結合實例對本發明做詳細介紹：

信號采集模塊集成有電壓采樣電路和電流采樣電路，電壓采樣電路由電阻網絡、過壓保護及去抖動電容組成，為保證采樣精度，電阻全部采用高穩定度的精密電阻。電流采樣電路由電流互感器、過壓保護、電阻網絡和去抖動電容組成。采用電流互感器的主要優點在于可實現高壓與低壓的隔離。由于CS5463的電流檢測實際上是將電流信號轉變為電壓信號后的電壓檢測，所以，在電路中，先由采樣電阻將互感電流轉變為電壓信號，再通過限流電阻和電容濾波后輸人到CS5463的電流檢測管腳，如圖2所示。

CS5463具有與單片機通訊的雙向串口，其芯片的脈沖輸出頻率與有功能量成正比。CS5463具有方便的片上AC/DC系統校準功能。其“自引導”的特點使得CS5463能獨自工作，并在系統上電后自動初始化。在自引導模式，CS5463可從一個外部EEP-ROM中讀取校準數據和啟動指令。使用該模式，CS5463在工作時不需要外加微控制器，因此，當電表用于大批量住宅電能測量時，可降低電表的成本。

電量檢測電路是該電表設計的核心，選用PHILIPS公司的P89LPC916是一款低成本的16腳單片封裝的微控制器。該芯片適合于許多要求高集成度低成本的場合，可以滿足多方面的性能要求。P89LPC916采用了高性能的處理器結構，指令執行時間只需2～4個時鐘周期，其速度6倍于標準80C51器件。由于P89LPC916集成了許多系統級功能，故可大大減少元件的數目和電路板面積，提高電路可靠性，并降低系統的成本。

多功能電能表通過電流互感器檢測電流信號，而通過分壓電阻采集電壓信號，然后將其送入單相功率/電能集成芯片CS5463內，并在片內完成信號采樣、計算和誤差校正等。整個過程在單片機PLC916控制下進行，有效地提高了測量精度，降低成本，提高性價比。單片機PLC916還設有異常信號判斷功能，當接收到的信號判斷為異常信號后，就驅動報警器報警，大大提高了異常情況判斷能力，便于人工快速響應處理。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。