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随着我国经济建设的高速发展，各行各业对电能的需求越来越大，低成本高可靠性电子式电能表具有非常广阔的市场潜力。鉴于目前广泛使用的基于的“专用计量芯片+MCU”双核方案的多功能电能表还存在匹配性不够好、数据通信不够可靠、价格贵等缺点，开发基于高性能的单芯片SoC的多功能电能表很有必要。再者，工业用电与居民用电的窃电行为严重，使国家和电力经营企业蒙受了巨大的经济损失，提高电能计量装置本身的防窃电能力意义重大。另一方面，目前国内电能表的通信协议尚未统一，不利于组建自动抄表系统、建设智能电网，研发具有互操作性的DLMS（Device LanguageMessage Specification）/COSEM（Companion Specification for Energy Metering）通信协议的电能表是国内外电能计量技术发展的大势所趋。据此，本文设计了一款基于TDK71M6521单芯片SoC结构的智能化多功能电能表。系统既实现了高精度分时复费率计量和需量计量，又能实时监测窃电行为，通信协议符合IEC-62056标准（标准整体上可以分为DLMS和COSEM两大部分），本电能表成本低廉、计量准确、功能丰富、运行可靠，具有广阔的应用前景。全文共分为6部分：第1章为绪论，主要介绍电能表的发展历史，探讨多功能电子式电能表的研究现状以及发展趋势，阐述本课题的提出及意义，指出本文研究的主要内容；第2章介绍了基于TDK71M6521芯片的电子式电能表的基本结构、设计目标以及系统的总体设计方案；第3章详细介绍了电能计量芯片TDK71M6521的工作原理，重点给出了基于TDK71M6521的单相多功能电子式电能表的电路设计，探讨了防窃电设计方法；第4章介绍了仪器的软件开发环境和运行平台，详细阐述了仪器的主程序设计和分时复费率模块、电能计量模块、需量计量模块、通信模块等软件设计方法；第5章研究电能表的误差修正与仪器的可靠性设计；结论部分总结了全文的工作，指出了后续工作方向。本文设计的SoC单相电子式电能表，实现了高精度分时复费率计量和需量计量，具有有效的防窃电功能，通信协议符合IEC-62056标准，已批量生产。