【正文】 本科學生畢業(yè)設計 （論文）附件 附件 C：譯文 C1 附件 C：譯文 一種基于單片機的新型三相多費率電能表的設計 Jishun Jiang Lanlan Yu School of Electric and Electronic Engineering School of Electric and Electronic Engineering Shandong University of Technology Shandong University of Technology Zibo, 255091, China Zibo, 255091, China 摘要 ： 隨著社會的發(fā)展，對電力的需求變得越來越大。在不同時間的電力不平衡現(xiàn)象日 益嚴重。為了合理調(diào)整電力負荷，節(jié)約能源，我們提出了一個新的多速率設計三相電度表。 這 種新型多速率三相電度表 的 設計原理 是在 AT89LV5 基礎上提出 的 。硬件和軟件流程設計，以及實驗數(shù)據(jù)的分析，詳細介紹。 通過審判淄博億電子有限公司制造，它表明這種多速率三相電度表具有特色，是步行的精度，準確測量，自動抄表，靈活的時間設置，成本低。 因此，這 種新型三相多 費率電度表具有廣闊的應用前景。 關鍵詞 ：多速率，三相電度表， AT89LV52 一 .引言 計算機技術的發(fā)展和應用推動了電表的智能化轉(zhuǎn)型。由于電力的需求增大，在不同時間的 電力需求不平衡的現(xiàn)象越來越嚴重，電力公司鼓勵人們使用復費率電度表 [1]，以合理調(diào)整電力負荷，節(jié)省能源。傳統(tǒng)的復費率電度表總是采用機械馬口鐵來衡量。也有一些不足之處，測量精度低與機械磨損快，單一的時間內(nèi)設置需要強大的人力資源 [2]。在本文中，我們在 AT89LV52 的基礎上提出一個新的多速率三相電度表。這種多速率三相電度表采用測量 AD7752。它的特點是分時計量，計量準確，液晶顯示直觀器，自動抄表，靈活的時間設置，及時校正，成本低，設計新穎。 指導教師評定成績 (五級制 )： 指導教師 簽字： 本科學生畢業(yè)設計 （論文）附件 附件 C：譯文 C2 二 .結構和工作原理 本文提出的新穎的多速率三相電度表是基于 AT89LV52 單片機 [3]。 AT89LV52 具有 8K字節(jié)，三級加密程序存儲器， 256 字節(jié)的 RAM， 32 個可編程I / O 線， 3 次 / 16 位和一個 6 向量 2 級停止計數(shù)器的 RAM。該接口電路采用 I2C總線的單位，是一個 8 位具有良好的性能和價格合適的單片機。該系統(tǒng)結構圖見圖 1。 圖 1。系統(tǒng)結構圖 這種多費率電度表讀數(shù)的原則是多速率一次使用 RS485 總線段并記錄在X25045 然后接管 RS485 總線時鐘并將該時鐘寫入 CMOS 芯片 S3530A。三相交流電壓和電流通過電位儀和互感分別以生產(chǎn)小信號，傳送到 AD7752 完成測量。時鐘芯片 S3530A 提供了時鐘的自動移動過程中每秒的信息和分析這種時鐘屬于哪個時期根據(jù)預先設定的時間在 X25045 的時間然后保存在 RAM 存儲器電能按照相應的時間期限。我們把它寫的 X25045 的通訊地址，當電能達到 1 度，以使多速率測量成真。這種電 度表具有明確的液晶顯示功能，缺相檢測，負荷控制，停止用電檢查和存儲，自動抄表等 三．系統(tǒng)硬件電路的設計 A 電能計量 三相電能計量由 ADI公司的低耗能 CMOS芯片 AD7752來實現(xiàn)了。在 AD7752內(nèi)部，除了采用的 ADC，濾波器和乘法電路，還有可以有效地消除噪聲的數(shù)字電路。采樣過程中的電壓和電流的三相交流電源回路如圖 2 所示，其中 IA 代表 A 相電壓采樣。對 B 相和 C 相的取樣電路類似 A 相。電源積分后轉(zhuǎn)化為電脈沖輸出。脈沖從 CF 口通過光電絕緣 4N25 進入到空位的 AT89LV52 的 INT0。 CPU 測量電能 [4]。我們通過 S1 和 S2 的聯(lián)系調(diào)節(jié) CF 的脈沖數(shù)。電力能源和脈沖的轉(zhuǎn)換關系是 W = MC 的。其中， W 是同千瓦時電能的單位， M 是總脈沖數(shù)， C 是電表脈沖數(shù)。我們選擇 C=3000 即每千瓦小時，每千瓦時 3000 脈沖。 本科學生畢業(yè)設計 （論文）附件 附件 C：譯文 C3 圖 2。電度表的電路原理圖 B 液晶顯示器 該液晶顯示器 [6]通過盛群公司的 CMOS 芯片對 HT1621 的實現(xiàn) 12 位數(shù)字顯示。 HT1621 是 128 段（ 32 4）內(nèi)部存儲器， LCD 驅(qū)動器。在 HT1621 內(nèi)部由控制電路和時間，內(nèi)存，液晶驅(qū)動器和計時器。它有體 積小，成本低的優(yōu)點，使其使用于電度表。我們使用串行接口，在 HT1621 和 AT89LV52 之間只有 4 條線。詳細的連接如圖 3 所示。 AT89LV52 的 P20,P21,P22,P23 分別連接到CS,RD,WR 并分別與數(shù)據(jù)使用翻新的 RAM 顯示。對 HT1621 驅(qū)動器芯片已在 48個節(jié)點的 COM0，串口 COM1， COM2 端口， COM3 連接到公共端和驅(qū)動器的 LCD和 SG0，的 SG1， SG2 的， SG3 連接到驅(qū)動器輸出的每個部分分別輸出。此外，一個 20kΩ的電阻可調(diào)之間放置 VDD和 VLCD來調(diào)整液晶顯示對比度。實驗表明，VDD= 5V 比 VLCD= 4V 的更好。 C 串行存儲器 串行存儲器采用了 XICOR 公司的低功耗芯片 X25045。它有三個功能看門狗定時器 ,電壓監(jiān)控和串行存儲器 E2PROM 的有 512 個字節(jié)。看門狗定時器可以設置的 200ms， 600ms 和 1400ms 的時間間隔。該軟件程序被讀入 X25045。在正常運行的程序，看門狗定時器收到的時間間隔，以確保程序的正常運行觸發(fā)信號。如果看門狗定時器在時間間隔沒有收到觸發(fā)信號， X25045 將輸出高級復位線。觸發(fā)電度表復位，以防止程序飛走。由于串行存儲器芯片， 512 X25045 的 字節(jié)用于存儲的電能表的代碼，時間多速率時期，電力頂點，平滑用電，低谷電，上月和本月總電力。存儲可以分為兩個相同的地方。一個是作為數(shù)據(jù)存儲。另一種是用于備份。對存儲的數(shù)目可以修改 10 萬次。數(shù)據(jù)可存儲 100 年。它是采用 SPI 總線本科學生畢業(yè)設計 （論文）附件 附件 C：譯文 C4 連接 AT89LV52。連接如圖 3 所示。 圖 3。電度表的數(shù)字電路部分 D 時鐘電路 時鐘電路是由 S3530A 芯片完成。這是一個低功耗時鐘芯片，支持 I2C 總線。它通過 CUP 發(fā)送給 RS485 的數(shù)據(jù)來設置時鐘和日歷。同時，它繼續(xù)走自己的 振蕩時間。 kHz 的晶體振蕩器是把 XIN 和 S3530A 的 XOUT 連接鎖定的CPU。 SDA 的腳和 SCL 腳分別連接到 AT89LV52 的 和 。有兩個中斷的腳可作為第二分鐘輸出或輸出同步脈沖在一秒的時間內(nèi)供應中斷信號給AT89LV52。單片機系統(tǒng)將讀出通過 I2C 通信接口當前時間根據(jù)這一信號，并計算出這一段時間的電能，從而實現(xiàn)在不同時期的電能測量 [5]。該時鐘電路用鋰電池。該電源 VCC 在正常供電線路是 的鋰電池電氣化供電。當有電源關閉時，系統(tǒng)會自動轉(zhuǎn)換成鋰電池供電的時鐘電路。時鐘仍 在運行準確，即使關閉了電源。 E RS485 通訊 MAX485芯片可實現(xiàn) RS485多費率電能表通信控制。 MAX485芯片有 RS485通訊協(xié)議。它可以在 128 hypogenous 電腦傳輸。它的傳輸距離大于 1 公里，其傳輸速率可達每秒 250kb。該電度表連接通過 RS485 總線單元控制器。每個單元有一個單元控制器可以管理 128 多費率電能表。該單元控制器連接到電腦的電源管理。每個電度表只有一個 8 位 16 進制數(shù)米。電工應寫入用戶的信息和米數(shù)，然后導入到初次安裝電源管理的計算機，以便完成廣告的用戶和管理計算機的連 接。管理計算機發(fā)送廣播通信地址信息并設定一段時間，沒有地址信息就沒有時鐘信息。電腦通過調(diào)用地址的方式更新資料。 F 缺相檢測和繼電器控制 它可以實現(xiàn)繼電器控制 [7] AT89LV52的 P27。 P27可以控制繼電器使用 4N25光電隔離器，以完成電源和功率控制。缺相檢測得到的信號是 75K 的電阻連接到本科學生畢業(yè)設計 （論文）附件 附件 C：譯文 C5 1 引腳的光電隔離器輸出的，分別通過二極管半波整流和濾波電容。我們發(fā)現(xiàn)了通過 4 引腳的隔離，以確定是否存在著缺相。如果有缺相，我們再次發(fā)現(xiàn) 2 秒后超時。我們打破立即關閉電源，如果有缺乏權力后，兩次確認。在電源保護電 路，它使用 AT89LV52 INT1 中斷腳檢測信號。當有一個突然斷電， INT1 的跳躍進入低電壓和 INT1 中斷進入到電源保護方案，對儲能電容器依靠保存數(shù)據(jù)。在該系統(tǒng)中， AD7752 的輸出脈沖，繼電器控制端口和缺相檢測的投入都用光電隔離器4N25。它發(fā)出的光耦合，可提高抗干擾能力電信號。 四 .軟件設計 A 資源的分配 該軟件設計包括主程序， X25045 的讀寫程序， RS485 串行通信程序，中斷服務程序，定時器處理程序，對 HT1621 顯示控制方案，在不同時間和不同功率的電能測量了保護方案，系統(tǒng)自檢與反干擾的處 理方案。中斷系統(tǒng)資源的分布如下： INT0 中斷的是 AD7752 脈沖測量，為檢測同步，計時器 T0 的 INT1 的使用時間為 100 毫秒， T1 的為 1ms 的時間，并作為串行通信程序 T2 的波特率發(fā)生器。RS485 的異步通信設置為接收和發(fā)送中斷檢查信息。 B 模塊設計 主要程序流程圖如圖 4 所示。該電度表應能在每個功率初始化時間。該計劃包括設置初始化工作模式定時器，串行氣孔和 AT89LV52 中斷，寫入 X25045 的，S3530A和和對 HT1621 控制字。該系統(tǒng)設置三個時間段。該單片機每秒從 S3530A讀取時鐘值，然后分析 這些時鐘屬于哪個時期，根據(jù)預先設定的時間在 X25045的時間然后保存在 RAM 存儲器，電能按照相應的時間期限。我們把它寫入 X