论文总字数：16660字

摘 要

我们为了能够了解电网的状况，测量高精度的电力参数，并且要求多参数，这才是解决电力系统问题，并且形成自动化的电力系统的重要方法。我们测量的电力参数，而且必须是省力，价格比较低，参数多，精度要较高，并且要实时，这些都特别重要。这些也是那些研究人员重点关注的方向。这个课题就是为了用简单的方法来测量这些参数，并且通过硬件来显示。

本文用到的单片机型号是AT89C51，采样用到的方法是交流采样，然后在显示器上显示锁钥测量的参数，比如：电流，电压，频率等。为了获得高进度，高稳定性的电力参数，本文采用了交流采样的方法。用这方法来采集所需要的数据，并且用这些数据运算出电流，电压和频率等参数。本文所讲述的原理和工作虽然都十分简单，但也是电能检测的组成部分，并且不可或缺。

关键词：电参数；参数测量；交流采样；电能监控

ABSTRACT

We in order to be able to understand the grid, measuring high precision electric parameters, and multi parameter, this is to solve the problem of power system, and the formation of the automation of power system is an important method. We measure the electric parameters, and must is labor-saving, low price, multi parameter, the accuracy is high, and online. These are particularly important. These are also researchers who focus on the direction of. This issue is to use a simple method to measure these parameters, and to display by hardware.

AT89C51 SCM models used in this paper, the sampling method used is AC sampling, and then display the lock and key measurement parameters on the display, such as current, voltage, frequency, etc.. In order to obtain high power parameter schedule, high stability, this paper adopts the method of AC sampling. Use this method to collect the required data, and use the data to calculate the parameters such as current, voltage and frequency. This paper describes the working principle and although very simple, but it is also part of the power detection, and indispensable.

Keywords：Electrical parameters Parameter measurement AC sampling Power monitoring

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景与意义 1

1.2 课题研究的发展及现状 1

1.3 本文的主要工作 2

第二章 系统的总体设计方案 3

2.1 交流采样技术 3

2.2 系统方案的确定 3

2.2.1 实时测频算法 3

2.2.2 实时有效值算法 4

2.2.3 实时功率算法 4

第三章 系统的硬件设计与仿真 5

3.1 系统硬件的构成 5

3.2 单片机的选型 5

3.2.1单片机的I/O端口分配 5

3.2.2 AT89C51的复位电路和时钟电路 6

3.3 数据采集电路 7

3.3.1 电压及电流输入回路 7

3.3.2 A/D转换 8

3.3.3 锁相倍频电路 8

3.4 LCD显示电路 9

3.4.1 LCD显示模块的简介 9

3.4.2 LCD显示电路的原理 9

3.5 电源电路 10

3.6 仿真 11

第4章 系统的软件设计与编程 12

4.1 系统主程序的设计 12

4.2 系统初始化子程序的设计 13

4.3 频率测量程序设计 15

4.4 显示子程序的设计 17

4.5 数据采样处理子程序的设计 18

第五章 总结与展望 20

致谢 21

参考文献 22

附录 23

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景与意义

电力工业的迅速发展，生活中出现的电子产品与日剧多，并且是线性增长，这就导致了电网中出现不断增多的谐波电流，从而严重畸变了电力系统中的电力参数的正弦波形，这就意味着给电网个我们这些用户造成了严重的不良后果，并且这后果会引起严重的危害。所以对于电力参数的有效测量，这已经成为我们必须要注重的问题。我们为了能够了解电网的状况，测量高精度的电力参数，并且要求多参数，这才是解决电力系统问题，并且形成自动化的电力系统的重要方法。我们测量的电力参数，而且必须是省力，价格比较低，参数多，精度要较高，并且要实时，这些都特别重要。

在现代社会中，日常生活中用到的电能是我们用到最广泛的能源之一。一个国家的综合国力中就有电能的发展。国家在不断的发展，对电能的需求也在不断增加，并且我们要求的不止是数量，对质量也有很要的要求。如果质量不合格，会造成无法想像的严重后果，并且对设备的性能和寿命也有不良的影响。一些精密的仪器对干扰特别敏感，所以对电能质量的要求特别苛刻。不然产生的偏差会特别大，这就意味着后果将什么严重。

在我国，对于用户的电能供应已经基本满足，我国的电力改革导致了电力供应的市场化，比如厂网独立。这就导致了电网负荷越来越大，电力污染也在与日俱增。发达国家表明，许多电网事故，归根到底是电力污染，电力污染导致了供电的质量严重偏低，也影响了电能的生产和使用效率，对设备会产生严重偏差，发达国家对电力污染的管理制定了很规范的要求，并且安排了很严格的检测人员进行检测。为了国家电力的发展，我们必须重视这一严重的问题，必须持续的深入研究。科技的发展，越来越多的新型电子仪器投入市场，用户在不断的增加，用户的要求也在不断的提高，所以企业必须重视这个问题。电网的安全性也十分重要，因为电网的安全也就是用户的安全。电网的自动化也必须重视。除了这些问题，电能在传输过程中的损耗也同样重要，为了降低损耗，我们要做的工作还有很多，成本的降低也是重要的一环。电能与我们息息相关，与我们已经是不可分割，所以这些问题的解决十分重要。

1.2 课题研究的发展及现状

我国科技发展十分迅速，开始重视变电站的建立，而且对原有的配置要进行更新维护。人力维护需要的成本什么高昂，电力公司为了降低成本，建立自动化的变电站就变得尤为重要。我们为了能够了解电网的状况，测量高精度的电力参数，并且要求多参数，这才是解决电力系统问题，并且形成自动化的电力系统的重要方法。

在很早之前，我们所用到的模拟测量是电测量的主要方法，比如测量电压时，我们用电压表，测量电流时用电流表，测量功率用的是功率表等等。这些测量的方法都比较单一，而且准确度低，并且用的时间比较多。1950年之后出现的数字化的仪表，电力发展才逐渐迅速起来。1970年后，微电子和微计算机得到迅速发展。80年代中期，电子技术领域得到了爆发性的发展，发展的态势无法阻挡。最近几十年，我们所用到的电子产品越来越智能化。测量系统也变得越来越智能和简便，并且能够直白的数字化显示出来。

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