一、硬件设计原理
电能表的硬件电路设计由电源电路设计、计量电路设计、通讯电路设计、 MCU 及其它部分电路设计四大部分组成。其中核心部分是计量电路的设计，它是电能表计 量准确性的关键部分， 是电能表计量功能的体现， 但是其他部分也是缺一不可的， 特别是单 片机控制器， 它是电能表系统的灵魂， 实现系统中各个部件协调控制，人机交互，多费率控 制等等重要的功能。
硬件组成
由上图所示， 电源电路为了提高系统的抗干扰性、可靠性， 分为三个独立的电源， 使计量电路， RS485通讯和MCU的电源相互隔离，达到互不影响的目的，但是它们使用同一个 变压器，所以应注意变压器的选择。
在计量电路部分，ADE7755芯片是一个数模混合的电路， 因此设计较为困难， 要到达良好的计量效果， 要采取一定的抗干扰措施(比如数字地和 模拟地应在PCB板上单点连接)，特别是在对电流、电压采样的电路直接接在外部线路上， 干扰比较严重。 I2C总线在整个系统中占有重要的地位， 它关系到LCD显示、电量数据存储、 时间和日期的读取等等，它是MCU与外部设备的接口，是MCU获取信息的窗口，并且根据 外部信息作出相应的判断和动作(比如冻结时间到， MCU作出冻结电量事件发生)。在通讯电路中， 电能表有两个通讯信道(红外信道、 RS485 通讯信道)，在通讯发生时MCU要判断 是那个信道进行通讯， 并且接收通讯帧， 判断是否正确，并执行通讯命令。
二、软件系统设计原理
是整个电能表系统的灵魂， 它是系统的神经中枢， 它是整个系统的控制、指挥中心。电能表软件系统的算法设计在整个电能表系统设计中占有重要的一个环节， 控制算法的优劣对整个系统正确、可靠的运行有决定性的影响， 因此在进行电能 表软件系统的算法设计时， 要仔细、反复地进行设计、论证，考虑各个方面地因素使控制算法正确、可靠。
软件系统结构框图
三、软件主程序逻辑设计
软件系统主程序在电能表整个程序当中是最重要的部分，它是电能表 的执行部分。它包括整个程序初始化部分、显示刷新处理部分、日期时间及与其相关操作处 理部分、通讯帧命令处理部分、电量运算及储存部分、电量结算处理部分以及其他事件处理部分。整个程序是通过查询方式执行的，通过查询电表事件发生的条件情况，判断电能表事件是否发生，来执行相应的操作，这种执行方式只要保证 CPU 的执行速度足够快，是能够保证事件响应的时效性的。 在电量处理模块算法中，它包含电量小数事件和电量整数事件，当对应类型（总峰平 谷反）电量脉冲累计到 0.01kWh，电量小数事件发生，电量小数加 1 及保存电量小数数据， 当电量小数发生进位时，电量整数事件发生同时应进行电量整数部分及相关事件处理。
主程序运行逻辑
只要用电，就会有电量计量的需求，用电缴费是每个用电居民的基本义务，但电费计量的设备需要准确运行，电能表就是承担这个功能的主要设备，正确理解计量设备显得很有必要。以上普及一个基本电能表的设计原理，便于直观理解。