随着人们对电能计量和电能质量的日益关注,以及政府各项电力政策的出台,电能表的需求量呈现迅速上升趋势。传统的电表测量精度不高、稳定性差,可测量的电参数很少,无法满足实际的测量要求。然而数字式电能表却很好的弥补了这些缺点,它可以获得较高的计量精度,测算几乎所有的电能参数,速度很快并且成本较低。最合理的设计方法是采用电能参数专用计量芯片或DSP处理器来实现。采用这种方法研制数字式高精度电能表已成为当前的研究热点。文章首先提出了一种采用16位超低功耗单片机MSP430F149、三相电能专用计量芯片ATT7022B以及32位定点DSP处理器TMS320F2812的多功能电能表实现方案。其中,MSP430F149用来实现读取电能参数、液晶显示、按键操作、数据存储以及上位机通信等功能,ATT7022B完成电压、电流、功率等电能参数的测量与计算功能,TMS320F2812实现各次谐波含有率的计算。其次,文章对用于谐波处理的FFT算法及其在DSP上的实现方法进行了阐述和验证,对单片机、DSP及三相电能专用计量芯片的外围电路进行了系统的分析,包括信号调理电路、SPI通讯电路、数据存储电路、液晶接口电路、DSP外围电路、电源电路等。编写了高效的单片机及DSP程序代码,大大提高了系统的运行效率。为了满足电能表的网络化功能,采用LabVIEW编写了适于实时读取和存储电能数据的上位机界面,实现了真正的远程自动化抄表。最终测试得出,根据这种方案设计的电能表具有高精度、低功耗、网络化、多功能等特点,可以取代大量传统的电表,从而实现自动化远程数据采集和控制。电压、电流以及功率测量精度都满足要求,并且实现了各次谐波含有率的测量,达到了工农业应用的要求。