电子信息工程毕业设计（论文）
图4.4.2 复位电路
图4.4.3 复位芯片
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电子信息工程毕业设计（论文） 3. 智能电表的软件设计
IC卡系统的软件程序包括微机串口通信、89C51内部工作两部分。微机串口通信部分主要完成将用户购电信息通过串口异步通讯适配器输出到IC卡系统的单片机89C51中。89C51内部工作部分主要完成将用户购电信息进行加密工作。IC卡数据传输程序主要完成将加密后的用户购电信息发送到电表费率系统,并在确定用户购电信息已无误地被电表费率系统接收后自动清零。单片机89C51工作程序主要用来完成接收加密后的用户购电信息,并解密用户购电信息,再将用户购电信息与存储器中所存储的上次用电剩余信息相加,以得到用户本次购电后的最新用电信息,并结合24WC02中的本次购电后新存储的日历时间信息来动态计算用户的用电信息,以完成在剩余电量到达警戒值时向用户报警和在超出设定值时切断电源,同时将此用户用电信息存入到存储器中。
本软件系统是由IC卡系统程序、显示程序、电度计量中断程序共3大程序块组成。 程序主要流程为上电初始化后进入主循环：首先是按键检测。然后是电源电压检测，用来检测电源掉电和电池电压不足。IC卡检测是为了判断是否有卡插入。在卡正确插入的条件下，对卡进行识别和读写。电能表脉冲检测程序则是根据有无脉冲来判断是否正常用电。并根据不同的检测结果进行相应的处理。经以上检测之后，通过LED显示出电能表控制电路的相关信息以及用电量。
3.1 IC卡系统程序
IC卡检测流程采用了模块化设计。首先检测是否有IC卡插入。在正确插入的前提下。对IC卡进行密码校验。读取IC卡存储单元中的内容后。对卡进行鉴别，识别出是哪一类型的卡，其中包括初始化卡、定量卡、清零卡、用户卡四种类型。插入初始化卡时，对电表进行初始化设置以保证系统稳定；定量卡则限定了用户用电上限，超出后自动断电；清零卡用于电表读数清零，方便新用户使用；用户卡即俗称的购电卡，用于用户预购电使用。
IC卡系统程序见附录1.1
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电子信息工程毕业设计（论文） 3.2 电量检测程序
电表的脉冲检测实际上就是对数字量的采样。为防止外界干扰。对电表电量的采样是通过两个脉冲的检测后确定一个有效脉冲。脉冲存在时就在现有电量的基础上减1。直到电量达到报警值时，蜂鸣器进行声音报警，提示购电。
1.最大电流限制
本电度表具有最大电流限制功能。该功能的目的是要求用户在用电负荷增加时及时到用电管理部门申报增容。通过售电卡设置的最大电流Imax，可设置为5A、10A、20A等量程。当确认用户负荷超过最大电流设置后，电表断电，并闪烁显示“C”，直到用户再次插卡后(无论卡内是否有电)恢复供电。若再超负荷用电，则重复超负荷断电过程。2.报警
电度表中剩余电量递减计数，当表中剩余电量小于2.9kW·h时，开始报警，以提示用户准备买电。每减lkW·h，数码管闪烁显示表中剩余电量，同时蜂鸣器鸣响，显示结束后，蜂鸣器鸣叫30秒钟。 报警电路程序见附录1.4 3.断电
当电度表中的剩余电量为0kW·h时，电度表切断供电回路，然后闪烁显示“L”。
电量检测程序见附录1.2
2.3 显示控制程序
显示程序的作用为显示电度数和时钟的具体时间。电表采用三位LED显示，最大显示99.9kW.h，用电时倒计数，通过LED可显示表中的电量和状态。 1.剩余电量显示
剩余电度数指表还可以使用的电度数，每用去一度电，剩余电度数减一，每次购电后：表内剩余电度数=当前剩余电度数+本次所购电度数。当最后一次读卡与表中剩余电量之和，电表显示XX.X，表示电量溢出，并且此次读卡无效，电卡内存储电量值不变。当表内剩余电度数<2.9kW时，电表会声音报警。 2.错误信息显示
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电子信息工程毕业设计（论文） 当电卡数据无效时，显示出错信息，若卡插反，显示---；若卡密码错，显示---，当显示密码错后不可继续插此卡，否则连续插卡四次后卡就无法再次使用；插卡后，若产品给卡回写的数据错误，则显示-1-1-1。 3.电量显示
一般情况下数码管不显示。当下列情况时数码显示：
(1) 当正确读卡后，依次显示表内当前总用电量。 (2) 按下右下侧的按钮，依次显示表内剩余电量。
显示程序见附录1.3
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电子信息工程毕业设计（论文） 4. 智能电表使用问题与解决
预付费电表目前存在的几个问题和相应的解决方案：
4.1寿命问题
该问题主要集中在表计中的相关电子元器件的使用寿命对表计总体使用寿命有一定的影响的认识上。
解决方案：但是从目前各地区（尤其是南方地区）的电力系统管理部门已经大面积使用全电子式单相系列电表，加之随着科技水平的飞速发展，表计中的电子元器件的性能、可靠性、使用寿命都较前几年有了较大的提高来看，全电子式电表的使用寿命可以达到10年甚至更长时间，故可以认为预付费电表内部的相关电子元器件的使用寿命与全电子式电表的使用寿命应是同步的。同时我们也欣喜的看到，近两年的预付费电表产品无论是从产品质量、功能，还是可靠性和使用寿命等都有明显的提高。
4.2预付费电度表卡口防攻击、继电器问题
该问题主要是认为预付费电度表的卡口容易受到恶意攻击而损坏，继电器受到大电
流的干扰后也会损坏。
解决方案：在这方面，我的表计有自己独到之处，采用特有的保护电路设计，同时强化了预付费电度表卡口防多种攻击的能力，与其它同类产品相比，大幅度降低了受到攻击而损坏的可能性；同时继电器内置/外置可选，电力系统用户可以根据自身实际管理需要进行选择，减少了电表正常使用损坏的发生。
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