【正文】 況，一是微處理器接受鍵盤輸入的命令后，不需經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器，直接由接口輸出控制信息和數(shù)據(jù)信息，去控制一些執(zhí)行機構(gòu)。智能電能表實際上是一個微型計算機系統(tǒng)，它是具有微處理器或微控制器的，并有標準總線接口的新型儀器。 ⑧智能電能表一般都配有GPIB或RS232等接口，使智能電能表具有可程控操作的能力。 ④具有自動修正誤差的能力。接口管理程序主要面向通信接口，其內(nèi)容是接受并分析來自通信接口總線的各種有關功能、操作方式與工作參數(shù)的程控操作碼，并通過通信接口輸出儀器的現(xiàn)行工作狀態(tài)及測量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，以響應計算機的遠控命令。其中監(jiān)控程序面向儀器面板鍵盤和顯示器，通過鍵盤操作輸入并存儲所設置的功能、操作方式與工作參數(shù)。微控制器及其外圍電路用來存儲程序、數(shù)據(jù)并進行一系列的運算和處理，通常包括程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、輸入輸出接口電路等組成。智能電能表一般具有自動測量功能，強大的數(shù)據(jù)處理能力，進行自動調(diào)零和單位換算功能，能進行簡單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡單的報警功能。 從結(jié)構(gòu)上來說，智能電能表是一個專用的微型計算機系統(tǒng)，它主要由硬件和軟件兩部分組成。人機交換通道是人與儀器相互溝通的主要渠道，它主要由鍵盤、數(shù)碼撥盤、打印機、顯示器等組成。通過控制工/0接口電路進行數(shù)據(jù)采集，對數(shù)據(jù)進行預定的設置。與傳統(tǒng)電能表相比，智能電能表具有以下幾個主要特點: ①測量精度高，可以利用微處理器執(zhí)行指令的快速性和A/D轉(zhuǎn)換的時間短等特點對被測量進行多次測量，然后求其平均值，就可以排除一些偶然的誤差與干擾，還可以通過數(shù)字濾波，剔除粗大誤差和隨機誤差的方法提高測量精度。 ⑤具有自診斷的能力，智能電能表若發(fā)生了故障，可以自檢出來，儀器本身還能協(xié)助診斷發(fā)生故障的根源。從而可以很方便地與計算機和其他儀器組成用戶需要的多種功能的自動測量系統(tǒng)，來完成更復雜的測試任務。不同功能的智能電能表由不同部件組合而成。微處理器鍵盤LCD/LEDA/D轉(zhuǎn)換信號調(diào)理傳感器被測量參量報警裝置ROM或EPROM或EEPROMSRAM或DRAM或NVSRAM或FLASHMemoryD/A驅(qū)動器模擬執(zhí)行裝置RS232（接口）智能電能表硬件設計各功能環(huán)節(jié)如下: 微處理器或微控制器微處理器和微控制器在智能電能表中都是智能電能表的心臟，它們的結(jié)構(gòu)、特性對智能電能表的性能影響很大。它作為信息獲取的工具和手段，在測量控制型智能電能表中占據(jù)了極其重要的地位。信號調(diào)理的目的是對傳感器輸出的電信號進行必要的處理以滿足信號處理后繼環(huán)節(jié)的需要，使其輸出信號適應A/D轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)的工作。使用A/D轉(zhuǎn)換器時應先根據(jù)輸入通道的總誤差，選擇A/D轉(zhuǎn)換器的精度及分辨率。 D/A轉(zhuǎn)換器微處理器輸出的數(shù)字控制信號通過D/A轉(zhuǎn)換，將離散時刻輸出的控制信號轉(zhuǎn)換成為離散模擬信號，為實現(xiàn)智能控制創(chuàng)造了必要條件。 智能電能表的通信接口智能電能表一般都設置有通信接口，以便能夠?qū)崿F(xiàn)程控、方便地構(gòu)成自動測試系統(tǒng)。因此，RS232C驅(qū)動器與TTL電路連接必須經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換。在當今的信息化時代，用于其他信息裝置的通信技術也同樣可用于嵌入式智能電能表。但由于總線負載問題，同一個PCI總線上只能掛4到8個器件。USB特別適合于需要高數(shù)據(jù)率和易于即插即用的應用。纜線型1394總線可支持63個器件。相應的軟件有采集、采集控制、數(shù)據(jù)處理、顯示、結(jié)果打印等。再將程序流程圖的一列操作用機器碼或匯編語言或高級語言譯成處理器能處理的機器代碼。 智能電能表的抗干擾方法智能電能表是以微處理器為核心的微機測量控制系統(tǒng)，因此智能電能表在許多場合都是與計算機控制系統(tǒng)或DCS(集散控制系統(tǒng))聯(lián)系在一起的。竄入智能電能表的干擾，其頻譜往往很寬，且具有隨機性，采用硬件抗干擾方法，只能抑制某個頻率段的干擾，仍有一些干擾會侵入系統(tǒng)。在T1中斷服務程序中對主程序進行監(jiān)視；T0中斷監(jiān)視T1中斷。復費率電能表是一種根據(jù)用電的峰時、平時、谷時各時段的設定值計算用戶總的用電量和峰時、平時、谷時的用電量的電能表，使供電局能實施峰時、平時、谷時各時段不同的計費標準。此多功能復費率電能表具有如下功能:(1)通過單片機擴展的數(shù)據(jù)存儲器可以存儲本月、上月、上上月的各月電量，能存儲各月峰時、平時、谷時各時段的用電量，并能通過液晶顯示器顯示各自的數(shù)值；(2)具有欠壓斷電保護、欠費停電保護功能；(3)具有在過電壓、過電流和欠壓斷電保護后用戶自己送電的功能；本次設計中所設計的整個電能計量系統(tǒng)主要由電能表構(gòu)成。電能計量芯片根據(jù)其內(nèi)部的瞬時電壓和瞬時電流計算瞬時功率，再輸出脈沖驅(qū)動機械式計數(shù)器或者步進電機計算用電電量。壽命：1000寫/擦循環(huán) 　　1288位內(nèi)部RAM 　　可編程串行通道 　　 　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。 　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： 　　P3口管腳 備選功能 　　P30 RXD（串行輸入口） 　　P31 TXD（串行輸出口） 　　P32 /INT0（外部中斷0） 　　P33 /INT1（外部中斷1） 　　P34 T0（記時器0外部輸入） 　　P35 T1（記時器1外部輸入） 　　P36 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 　　P37 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。從性能上來比較CS546OA比AD7755增加了如下功能:具有片內(nèi)看門狗定時器與內(nèi)部電源監(jiān)視器；具有瞬時電流、瞬時電壓、瞬時功率、電流有效值、電壓有效值、功率有效值測量及電能計量功能；提供了外部復位引腳；雙向串行接口與內(nèi)部寄存器陣列可以方便地與微處理器相連接；外部時鐘最高頻率可達20MHz；具有功率方向輸出指示。U，、和，具有電能與脈沖轉(zhuǎn)換功能；(3)通過串行EEPROM實現(xiàn)智能“自引導”，不需要微控制器；(4)AC或DC系統(tǒng)校準；(5)可驅(qū)動機計度器/步進馬達；(6)能量消耗小于12mw；(7)為分流傳感器提供優(yōu)化的接口；(8)具有相補償功能；(9)為單電源提供地參考信號；(10)(最大溫漂60Ppm/)；(11)具有簡單的三線數(shù)字串行接口；(12)具有看門狗定時器，電源監(jiān)視器和電源配置功能。另外也可通過 XIN引腳使用外部的CMOS時鐘為CS5460A提供系統(tǒng)時鐘。在這個引腳上輸入的時鐘信號確定SDI和SDO引腳上的數(shù)據(jù)輸入輸出速率。 :片選引腳。此引腳懸空時為低電平。當電能輸出為負時此引腳輸出一脈沖。VREFIN:參考電壓輸入引腳。DGND:數(shù)字地。 :復位引腳。根據(jù)單相電子式電能表使用的具體情況在系統(tǒng)時鐘輸出引腳(XOUT)和系統(tǒng)時鐘輸入引腳(XIN)=1的分頻系數(shù)為CS546OA提供系統(tǒng)時鐘。由于CS546OA提供了SPI串行接口，減少了單片機的總線使用數(shù)，為微控制器的外圍電路的擴展提供了更多的總線。另外，使用AT89C51的外部中斷12(INTO)接收CS546OA的電能輸出引腳()輸出的表示電能的脈沖信號，當AT89C51接收到一個脈沖時發(fā)生中斷使存放累計電能值的存儲單元的值按一個脈沖所代表的電能數(shù)增加。 電源模塊。變壓器次級接二極管的作用是為后繼電路提供直流電壓(即起全波整流作用)。 電壓電流采樣模塊在能量測量中使用電壓互感器和電流互感器與電力線隔離，減小電力線上交流信號中竄入CS5460A電壓、電流輸入通道的各種干擾信號。對于正弦曲線的交流信號，電壓/。計算電流增益Ki=15OmV/30A=。和的典型值取47O歐。 SMS0601的接口信號說明，它們分別是:1 DI:串行數(shù)據(jù)輸入引腳。另：VDD:電源正極。可以查詢瞬時電流值，瞬時電壓值，電壓有效值，電流有效值，各時段值的設置值。當行線通過上拉電阻接+5V時，被鉗位在高電平狀態(tài)。鍵盤中哪一個鍵被按下是列線逐行置低電平后，檢查行線輸入狀態(tài)。SO、SI:串行數(shù)據(jù)輸出引腳和輸入引腳。 X5045管腳分布圖RESET:復位輸出引腳。輸入數(shù)據(jù)在時鐘的上升沿被鎖存，輸出數(shù)據(jù)在時鐘的下降沿被同步輸出?？撮T狗定時器對CPU(或MCU)提供了獨立的保護機制。X5045的電源監(jiān)控電路提供在VCC低于限值時，響應RESET信號的功能，可使系統(tǒng)在開機、關機過程中穩(wěn)定可靠，不出意外。寫保護引腳()與電源相連。 。I/O:數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運行方式下連接到備份電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時間信息以及數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)這個功能，在電路設計過程中使用了三態(tài)門74LS125再經(jīng)一個反相器74LS04進行控制()。但，的接入會降低觸發(fā)靈敏度，通?？扇?0K歐。（2）當CS5460A的電能輸出引腳（）和電能方向指示器引腳（）輸出脈沖時，中斷服務程序根據(jù)記憶在時鐘芯片DS1302中的時段參數(shù)以及實時時鐘的值來判斷當前的時段類型，單片機響應外部中斷進行電量的累加。這些寄存器用來完成對CS5460A的設置、采集數(shù)據(jù)的存儲以及串行輸入輸出的控制。NNNN復位清看門狗送數(shù)顯示是否停電？讀DS1302時鐘整數(shù)分鐘？讀瞬時電流寄存器判斷是否過流？讀瞬時電壓寄存器判斷電壓是否過欠壓？有鍵按下嗎？是否有電能脈沖？上電低功耗待命需要更新時段？更新時段值送停電命令是否有上電命令？處理按鍵命令執(zhí)行電能累加程序YYYYYYYN系統(tǒng)一旦上電，CS5460A就被初始化并處于有效操作狀態(tài)。寫到寄存器的命令必須緊跟2或3字節(jié)的數(shù)據(jù)。當命令字包括了一個寫操作時，串行口將在SDI引腳繼續(xù)為緊接的24個串行時鐘周期記錄數(shù)據(jù)位，其順序也是高位在先。在讀寄存器的數(shù)據(jù)時AT89C51可以發(fā)送一個新的命令。在電能表接到時鐘校正信號時，電能表的AT89C51就會向DS1302寫命令字；在判斷時段時，需要讀取DS1302的時間寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器完成時間段的比較。最高有效位MSB(位7)必須為邏輯1，如果它是0，禁止寫DS1302。最低有效位LSB(位0)為邏輯0指定進行寫操作(輸入)。在片選信號（）為低電平并且寫保護信號（）為高電平時，數(shù)據(jù)在串行時鐘信號SCK的上升沿由時鐘同步輸入。指令名指令格式操作WREN00000110設置寫使能鎖存器(允許寫操作)WRDI00000100復位寫使能鎖存器(禁止寫操作)RDSR00000101讀狀態(tài)寄存器WRSR00000001寫狀態(tài)寄存器(塊鎖定位)READ0000A011從所選地址的存儲器陣列開始讀出數(shù)據(jù)WRITE0000A010把數(shù)據(jù)寫入所選的存儲器陣列(1—4字節(jié)) X5045命令集串行輸入線(51)上輸入的數(shù)據(jù)在SCK的上升沿被鎖存，數(shù)據(jù)在SCK的下降沿輸出到串行輸出線(50)上。在主程序中每循環(huán)一次主程序就判斷一次“是否有按鍵按下”的事件。對于需要多個組合鍵才能完成的功能來說，把多次所得的鍵值相加后送寄存器A，然后完成相應功能。YNN開始調(diào)用子程序延時12ms有鍵閉合否？判斷閉合鍵值—棧閉合鍵釋放？有無鍵按下？鍵值和—A進行相應功能處理返回YYN液晶顯示器SMS0601的程序由生產(chǎn)公司隨帶產(chǎn)品提供，只需用戶根據(jù)需要填寫用戶程序。對于兩個時間間隔符的顯示