随着我国城镇居民住宅建设趋向于集中化,生活水平趋向于智能化、自动化,以往使用的“单户单表”制的电能测量方式已不能顺应当今时代发展的潮流,弊端也逐步呈现出来,如:功能单一、功耗高、人工抄表耗费大、管理繁琐等等,有违现今社会共同呼吁的管理智能化、采集自动化、能源节约化的观念。同时,嵌入式技术、FPGA技术及相关技术的发展,使得采用一个处理器进行分时分路计量每户家庭所损耗电能,并进行集中运算和输送的多用户电能表模式逐渐被认同和接受。智能多用户电能表不仅有利于电力管理部门的管理,而且使智能电网的进程的发展更具有稳定性、灵活性和多元化。本文设计的多用户智能电能表系统,通过调用现场可编程门阵列(FPGA)内部的软核处理器Nios II构建可编程片上系统(SOPC),嵌入自定义式IP核,辅以外设电路实现对多个用户电力参数(如电网电压、电流、功率、谐波等)的实时测量与远程传输。论文首先对智能多用户电能表的研究背景、意义及发展现状予以叙述。其次分析了常用电力参数的基本运算,及使用快速傅立叶变换实现谐波的计量。并在此基础上,得出运用分时复用的原理对多用户电能实现计量。然后从硬件、软件两方面详细介绍该系统的研究与设计。其中硬件部分以FPGA为核心控制器,内部嵌入Nios II软核CPU作为系统数据运算处理中心,与电能计量模块、显示模块、存储模块及通讯模块等外围模块相连接,依次选通,共同完成对32户家庭用电的电能计量;软件部分以Nios II CPU为核心,构建Nios II系统,将A/D采样控制模块、SDRAM存储器、FIFO模块、FFT模块等外设模块挂在Avalon总线,然后与Nios II CPU集成在单片FPGA上实现功能控制。在此系统设计过程中,运用可编程片上系统SOPC的设计理念,通过Verilog HDL硬件描述语言进行程序编写。最后,通过对系统实验结果测试及误差分析,验证了此设计方案的可行性,表明本文设计的多功能电能表达到预期效果,具有较大的应用价值。