随着智能电网的不断推进,智能电表也在不断向着多功能、低功耗、高精度的方向发展,本文将根据目前社会的主流需求来设计一款低功耗高精度的单相智能电能表。本文采用“专用计量芯片+MCU”的架构设计了一款低功耗高精度的单相智能电表,电能表使用EPSON公司生产的RM8025FA为主控芯片,锐能微公司生产的RN8209C作为计量芯片,在具备国网规定的单相智能电表所具备的功能外,还在硬件电路设计上将电池变为可以更换。本电能表计量误差能达到0.05%以内,而电表最低的功耗电流仅不到3uA,在正常运行的情况下,有功功率消耗也仅为0.6W左右,真正实现了智能电表的低功耗和高精度。本文在第一章介绍了智能电表以及其低功耗对社会环境的意义,并简单的介绍了电能表的发展历史和国内外的发展情况以及未来对低功耗智能电表的需求。接着本文在第二章介绍了电能量的计量原理,并列举了国家电网对单相智能电表规定的设计要求。本文在第三章对智能电表进行整体硬件设计,对比了三种电能表流行的整体设计架构的优劣,选定了“专用计量芯片+MCU”的架构设计,同时对现今市场上电能表使用的主流MCU进行考察和比对,选定了性价比较高的RM8025FA作为本文电表的控制芯片。在确定好控制芯片和设计架构的基础上,对电能表各个模块的硬件进行了设计和分析,例如电源电路模块、可更换电池电路、计量模块、通信模块等等。本文第四章在硬件设计的基础上对电能表的软件进行了整体设计,首先在软件上提出分层化和模块化的整体设计思路,并给出各个设计模块的结构框图以及程序流程图。对于比较复杂的通信部分处理上提出了一种新的处理方案—协议树结构处理,使得电能表能够高效的处理好庞大的数据。最后对电能表进行了性能测试,测试项目有起动试验、潜动试验、有功基本误差测试、频率影响测试以及整机功耗测试,以及进行了部分EMC电磁兼容测试。结果表明,本文所设计的电能表满足设计要求,能够正常工作。