复位端，R10、C7组成单片机的复位电路。AT89C2051的4脚、5脚内部电路与外部的晶振XI，电容C5、C6组成时钟振荡电路。AT89C2051通过测量6脚输入的CF脉冲的频率和脉冲个数来计算用电量，并驱动LCD显示电路显示用电度数。AT24C02存储器，用于存储掉电时的用电度数。
[0019]如附图5所示，IXD显示电路由IXD1602液晶显示器和电位器RPl组成。IXD显示电路的IXD1602的I脚接地，2脚接+ 5V电源，3脚接电位器RPl的滑动端，RPl的一端接电源正端，另一端接地，IXD1602的4、5、6脚分别接AT89C2051的7、3、2脚，7?14脚分别接 AT89C2051 的 19 ?12 脚。
[0020]IXD1602是一种采用5X7点阵图形显示字符的液晶显示器，每行二十个字符，可显示两行，LCD1602内部的字符发生存储器存储有大小写英文字母、阿拉伯数字、常用符号和日文假名等160个不同的点阵字符图形，每一个字符都有一个固定的代码，电位器RPl用于调节字符的对比度。
[0021]如附图6所示，电源电路由电阻R13、R14，电容C9?C12，二极管D1、D2，稳压二极管DZl和三端稳压集成电路78L05组成。C9与R13并联的一端接交流电源的火线，另一端接R14的一端，R14的另一端接Dl负极与D2正极的连接点，D2的负极、DZl的负极、ClO的正极、Cll的一端和78L05的I脚相连接，78L05的3脚与C12的正极相连接为+ 5V电源的输出端，Dl的正极、DZl的正极、ClO的负极、Cll的另一端、78L05的2脚和C12的负极都接地，并连接交流电源的零线。为了配合电流、电压的电阻非隔离采样方式，电源电路必须为非隔离电源，本发明采样阻容降压型的非隔离电源。
[0022]本发明设计的电子式电度表，工作电压为220V的交流市电，最大负载电流为20A，测量误差小于±0.5%，电路简单、体积小、重量轻，功耗低、灵敏度高、功耗小、精度高、价格便宜，拥有广阔的市场前景。
【主权项】
1.一种电子式电度表，其特征是:它由电流采样电路、电压采样电路、功率计量电路、单片机电路、LCD显示电路和电源电路组成；电流采样电路由电阻Rl、R2、R3和电容Cl、C2组成；电压采样电路由电阻R4?R8和电容C3组成；功率计量电路由集成电路芯片HLW8012、电容C4、电阻R9和发光二极管LED组成；单片机电路由AT89C2051单片机，AT24C02存储器，电阻R10、R11、R12，电容C5?C8和晶振Xl组成;LCD显示电路由LCD1602液晶显示器和电位器RPI组成；电源电路由电阻Rl3、R14，电容C9?Cl2，二极管D1、D2，稳压二极管DZl和三端稳压集成电路78L05组成。
2.根据权利要求1所述的一种电子式电度表，其特征是:电流采样电路的Rl与R2—端的连接点接负载，负载的另一端接交流电源的火线；R3 —端与Rl另一端的连接点接地，并连接交流电源的零线；R2的另一端与Cl的一端相连为电流采样电路的输出端V1P，与功率计量电路的THLW8012的2脚VlP相连接；R3的另一端与C2的一端相连为电流采样电路的输出端V1N，与THLW8012的3脚VlN相连接；C1与C2的另一端相连并接地；电流采样电阻Rl设计为0.0Ol Ω /2W的锰铜电阻，最大负载电流为20A。
3.根据权利要求1所述的一种电子式电度表，其特征是:电压采样电路的R4、R5、R6、R7串联，R4的另一端接交流电源的火线，R8与C3并联的一端接地，并联的另一端与R7的另一端相连为电压采样电路的输出端V2P，接THLW8012的4脚电压采样输入端V2P ；R4?R7的电阻值都设计为470ΚΩ，R8的电阻值为IK Ω。
4.根据权利要求1所述的一种电子式电度表，其特征是:功率计量电路的THLW8012的I脚接+ 5V电源和C4的一端，C4的另一端接地；5脚接地；6脚接单片机电路的AT89C2051的6脚；7、8脚悬空不用；R9的一端与LED的正极串联，R9的另一端接THLW8012的6脚，LED的负极接地。
5.根据权利要求1所述的一种电子式电度表，其特征是:单片机电路的AT24C02的1、8脚接+ 5V电源，2、3、4、7脚接地，5、6脚分别接R10、Rll的一端和AT89C2051的8、9脚；AT89C2051的I脚接R12 一端与C7负极的连接点，2、3、7脚分别接LCD1602的6、5、4脚，4脚接晶振Xl —端与电容C6 —端的连接点，5脚接晶振Xl另一端与电容C5 —端的连接点，10脚与R12、C5、C6、C8的另一端都接地，11脚悬空不用，12?19脚分别接LCD1602的14?7脚，20脚、R10、Rll的另一端、C7的正极和的C8 一端都接+ 5V电源。
6.根据权利要求1所述的一种电子式电度表，其特征是:IXD显示电路的IXD1602的I脚接地，2脚接+ 5V电源，3脚接电位器RPl的滑动端，RPl的一端接电源正端，另一端接地。
7.根据权利要求1所述的一种电子式电度表，其特征是:电源电路的C9与R13并联的一端接交流电源的火线，另一端接R14的一端，R14的另一端接Dl负极与D2正极的连接点，D2的负极、DZl的负极、ClO的正极、Cll的一端和78L05的I脚相连接，78L05的3脚与C12的正极相连接为十5V电源的输出端；D1的正极、DZl的正极、ClO的负极、Cll的另一端、78L05的2脚和C12的负极都接地，并连接交流电源的零线。
【专利摘要】一种电子式电度表，由电流采样电路、电压采样电路、功率计量电路、单片机电路、LCD显示电路和电源电路组成，其连接关系如附图所示。该电子式电度表的电压和电流的采样都使用电阻采样，利用HLW8012单相电能计量芯片测量有功功率，应用AT89C2051单片机进行数据处理，采用LCD1602液晶显示器显示用户的用电度数，运用阻容降压型非隔离＋5V电源供电，最大负载电流为20A，测量误差小于±0.5%。其积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻、成本低、灵敏度高、功耗小、精度高。
【IPC分类】G01R22-10
【公开号】CN104808053
【申请号】CN201510251255
【发明人】张新安
【申请人】张新安
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月18日