人们的生产生活离不开电能,随着石化能源的日益枯竭以及环境污染的逐渐加剧,人们对电能的消耗越来越多,这也导致电能计量仪表的使用越来越多。当前各类电气设备层出不穷,电能仪表的应用场合更加广泛,因此对电能仪表提出了各种新的使用要求。本文主要研究针对电气设备使用的三相多功能电能仪表,要求仪表具备较高的测量精度,具有较低的成本,具备多样化的通信方式,以满足不同客户的使用要求。论文首先介绍了课题的选题背景和研究意义,在此基础分析了当前电气设备电能仪表发展存在的相关问题。其次讨论了电能仪表设计所需的关键技术,包括ADC模拟数字转化技术和电气参数测量的基本算法,对比分析了不同通信方式的特点以及其适用场景。在对新型电能仪表功能需求分析的基础上,讨论了电能仪表的总体设计。将电能仪表分为强电单元、信号处理单元和显示通信单元,分析了模块化设计的优势。对比分析不同类型控制器的优缺点,选定ADSP-BF531作为核心控制器,选定AD73360芯片作为ADC转换芯片。在总体设计的基础上,重点分析了电能仪表硬件单元的设计。介绍了BF531控制器部分的时钟系统设计,详细分析了系统时钟分频设计方案。研究人机接口单元部分设计,选择LCD12864液晶显示器作为显示单元,采用SPI接口与DSP控制器进行通信。详细讨论了电源管理单元的设计。仪表提供交流和直流两种供电方式,电源缺相时仪表正常工作,交流断电时仪表可以继续运行。重点介绍了通信接口电路设计,研究了各个接口的具体实现方式以及电路实现方式。分析了电能信息采样处理电路设计和DSP最小系统电路设计,给出了详细的电路设计方案。分析了电能仪表的软件系统设计,并对电能仪表进行性能测试。将电能仪表按照不同的功能单元设计不同的子程序,并重点分析了ADC采样子程序的设计。最后从功能测试和性能测试两个角度验证电能仪表的功能和性能。本设计中电能仪表具备常规的RS-232、RS-485和红外通信,同时根据客户的需求可以选配CAN总线通信和4G无线通信方式。该三相电能表满足0.2S级的精度要求,工作稳定可靠。