臺灣博碩士論文加值系統

現在一般家用功率計大多是傳統式以電磁感應線圈原理來製作的感應式電表，其缺點除了功能有限，無法執行對虛功(Reactive Energy)及需量作計算，且現需要人工手動抄表。反觀數位電表可將資料傳送至網際網路，電力公司可藉由遠端監控直接讀取電表資料獲得即時資訊，這樣就可達到自動抄表以達成減少人事費用目的，此外即時讀取的資訊也可用來完成多段時間電價收費，這樣可以讓電價收費更為合理化。
由於這顆DSP本身適合於浮點運算，對於需要精準小數計算的功率計有相當大的幫助所以才會選擇TMS320C31 DSP Starter Kit，此外Texas Instrument所提供的debug環境對於所攥寫程式除錯也相當完整，這有助於快速完成程式及後面除錯的部分。DSP本身並無General Purposse輸出、輸入，所以要外接8255 IO擴充介面，以利用來接A/D converter和文字型LCD模組。除了直接由文字型LCD顯示所運算後的數值，還會為DSP外接RS-232通訊IC，使得這塊DSP板可經由RS-232將所運算後的資料傳送至PC端，這些即時資訊就可透過PC的網路傳送至電力公司達到自動抄表的目的。此功率計可以提供的資料有Vi(瞬間電壓)、Ai(瞬間電流) 、Vrms(均方跟電壓) 、Arms(均方跟電流) 、Pav(平均功率) 、Wt(總做功) 、PF(功率因數=Cosθ)。

Most of the traditional power meter are made by electromagnetic induction generally . In addition to finite functions , it can’t measure reactive energy and requirement . Electric Power INC also need to appoint copyist to make a copy of power meter record . Opposite to the traditional power meter can transfer measured data to the internet , the Electric Power INC can monitor the power meter immediately faraway . The Electric Power INC can save personnel expenses , and they use immediate data to choose different charge in separate time , which make the charge to rationalize .
The TMS320C31 DSP Starter Kit is a floating point CPU , which it is very suit to calculate exact decimal figure . This digital power meter project it is very useful . Texas Instrument supplies complete compiler and debugger interface , so we can accomplish the software and hardware debugger effectively . DSK don’t have General Purpose I/O , so I add external 8255 IO interface . I can connect A/D converter and LCD modular directly ,which are the slow device against DSP . In addition to show these calculated value on the LCD modular , I also add the RS-232 interface to DSK . The digital power meter can communicate with PC by using this interface . Then the PC transfer these calculated data to the internet database , it can accomplish to make a copy of power meter record automatically . This digital power meter are designed to calculate Vi (immediate voltage)、Ai (immediate current)、Vrms (root mean square voltage)、Arms (root mean square current)、Pav (average power)、Wt (total works)、PF (power fact=Cosθ) .

中文摘要 1
英文摘要 2
Contents 3
Figures 5
第一章 序論 6
1.1動機與目的 6
1.2 論文貢獻 8
1.3 章節介紹 9
第二章 文獻回顧 10
2.1 嵌入式系統 10
2.2 傳統功率計的發展 12
2.3 數位功率計的發展 13
2.4 DSP 14
2.4.1 DSP簡介 14
2.4.2 DSP的特色 18
2.4.3 DSP 與傳統單晶片之比較 19
第三章數位式電表的原理與軟硬體設計 20
3.1多功能數位功率計的簡介與設計原理 20
3.2硬體方塊圖 22
3.3 DSK端軟體流程圖 23
3.4 PC端軟體流程圖 24
3.5各程式所執行的平台與各平台的關係 25
第四章電表週邊電路IC的介紹與如何驅動 26
4.1 8255A 擴充General Purpose IO 26
4.2類比數位轉換器電路介紹 27
4.3文字型LCD 30
4.3.1 文字型LCD接法 30
4.3.2初始化LCD模組的順序 31
4.3.3 文字型LCD軟體流程圖 32
4.4 RS232 33
4.4.1 RS232通訊介面製作 33
4.4.2 Rs232工作模式 33
4.4.3初始化16C550B這顆IC的步驟 36
4.5 電壓降壓電路與電流轉電壓的轉換電路 38
4.6 記憶體和IO擴充版 39
4.7 82C54可程式化計數器 41
4.8利用PAL來做定址解碼IC 42
第五章DSK上軟體與PC端軟體介紹 43
5.1函數介紹 43
5.1.1數學計算函數 43
5.1.2週邊裝置輸出輸入函數 47
5.2 DSK中斷向量的設定 49
5.3 PC端接收程式 54
5.4 功率計的精準度 57
第六章結論以及未來展望 58
6.1結論 58
6.2未來展望 60
6.3 Reference 62
附錄A DSK端組合語言程式碼 65
附錄B PC端接收程式程式碼 81
附錄C 電路圖 85

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