【正文】 是電子式電能表迅速進步、日益成熟的主要技術支撐。該電能表具有 八段數(shù)碼管 顯示，功耗低 ，掉電后自動存儲數(shù)據(jù) 的特點。 電子式多用戶多功能電能表，具有測量精度高，過載能力強，功率消耗低，性能穩(wěn)定可靠，體積小，重量輕，操作方便；易于實現(xiàn)管理， 適應工業(yè)、農(nóng)業(yè)、民用等不同用戶群體用電 測量的 需求 。 軟件設計 軟件 設計包括用 C8051F360單片機及匯編或 C語言編寫用戶電量顯示程序，并具有掉電保存功能。同時，基于 E2PROM 24C16 芯片實現(xiàn)單片機的掉電數(shù)據(jù)保護。整個電表采用分時方式，并通過八段數(shù)碼管輪流顯示用戶使用的電量數(shù)據(jù)。 器件采用了Atmel 公司高密度 、 非易失性存儲器技術 生產(chǎn) 制造，與 標準 MCS－ 51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 主要性能參數(shù)： （ 1）與 MCS51產(chǎn)品指令 和引腳完全兼容。 （ 5）三級加密程序存儲器。 （ 9）可編程串行 UART通道。 設計中選用的晶振是 12MHZ XTAL1：振蕩反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 外部訪問允許，欲使 CPU僅訪問外部數(shù)據(jù)存儲器（地址 0000HFFFFH），____EA 端必須保持低電平（接地）；如果 EA端為高電平（接 VCC端）， CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。該串行口功能比較強，既可作為全雙工 異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步移位寄存器使用。 24C04 芯片概述： Microchip 公司的 24C04B/08B 是 4K 或 8K 位電可擦除PROM。 24C04B/08B 提供標準的八腳 DIP、 8 引線或者 14 引線 SOIC 封裝。 —— 電源條件下，等待電流典型值為 5uA。 （ 5）兩線串行接口總線，與 I2CTM兼容。 （ 9）頁面寫周期的典型值為 2ms。 （ 13） ESD 保護 4000V。 24C04B/08B 支持雙向兩線總線和數(shù)據(jù)傳輸規(guī)程。同時 24C04B/08B 作為從器件工作。 —— 數(shù)據(jù)傳送期間，無論何時時鐘線為高，數(shù)據(jù)線保持穩(wěn)定。所有的命令必須在開始條件以后進行。 在時鐘信號低電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須改變。盡管進 行一次寫操作時，僅最后 16 個字節(jié)將被存儲。 注意，如果內(nèi)部編程周期正在進行， 24C04B/08B 不產(chǎn)生任何確認位。在這 種情況下，從器件必須保持數(shù)據(jù)線為高電平，以保證主器件能產(chǎn)生停止條件。對24C04B/08B 而言， B2 位無關緊要。 控制字節(jié)的最后一位（ R/W）決定對 24C04B/08B 進行讀或者寫操作。當檢測 1010 碼時，從器件在 SDA 線上輸出一個確認信號。因此，主器件發(fā)送的下一個字節(jié)是字地址，并且它將被寫入到 24C04B/08B 的指針。 （ 2）頁面寫 寫控制字節(jié)、字地址和第一個數(shù)據(jù)字節(jié)以與字節(jié)寫相同方式發(fā)送到24C04B/08B。如果主器件在產(chǎn)生停止條件以前發(fā)送多于 16 個字節(jié)的數(shù)據(jù)，地址計數(shù)器將循環(huán)，并且先接收到的數(shù)據(jù)將被覆蓋。如圖 14 所示。 圖 14 74HC164 各引腳 數(shù)碼管由 8 個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構成， 數(shù)碼管管腳如圖14 所示， 通過不同的組合可用 來顯示數(shù)字 0 ?字符 A ? F、 H、 L、 P、R、 U、 Y、符號 “ ?” 及小數(shù)點 “ ?” 。通常，公共陽極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅動電路輸出端。 共陰極數(shù)碼管的 8 個發(fā)光二極管的陰極（二極管負端）連接在一起。 C8051F360 單片機外接 8 片 74HC164 作為 8 位 LED 顯示接口，把單片機的 P1^0 作為數(shù)據(jù)輸出線， P1^1 作為移位時鐘脈沖。每一個時鐘信號的上升沿加到 CLK 端時，移位寄存器移一位， 8 個時鐘脈沖過后， 8 位二進制數(shù)全部移入 74LS164 中。 e 各段對應的引腳上。 軟件設計 軟件的總體設計 在設計中僅僅只有硬件電路，是完不成我們所設計的功能的，必須有相應的軟件配合使用，所以，該設計的軟件總體設計有如 下幾部分 : 顯示部分比較直觀，又比較容易編程，在遵循由易到難的規(guī)律，所以我就先設計電能表的顯示部分。 思路：在顯示子程序中要有一個判斷戶數(shù)和顯示功能的標志位，因為每一戶，每一種功能的數(shù)據(jù)有 24 位數(shù)據(jù)，即四個存儲單 元，要根據(jù)這兩個標志位來判定所要顯示數(shù)據(jù)的偏移地址。 采集電路的流程圖 采集與存儲的流程圖如圖 所示。 在這兩個星期的學習與實踐中，讓我學到了很多在課本上沒有的只是，也鞏固了對單片機的學習，嘗試將學到的知識應用于實踐中。 六 參考文獻 [1] 公茂法、黃鶴松、楊學慰等， MCS51/52 單片機原理與實踐 [2]羅旭 、 張彥斌 等 ,單相電子式電能表的特點及其原理，第 1 期 :1017, 20xx. [3]鄔寬明 ,單片機外圍器件實用手冊數(shù)據(jù)傳輸接口器件分冊 , 北京 : 北京航空航天大學出版社 ,1999 年 . [4]張毅坤、陳善久、裘雪紅等編著 , 單片微型計算機原理及應用 , 西安電子科技大學出版社 ,1998. [5] 馬彪 ,基于 ADE7757 的公 寓 電 能計 量 管 理系 統(tǒng) 設 計 , 第 2期 :58,20xx. [6]邱關源 ,電路第四版 ,高等教育出版社 ,20xx. [8]公茂法、馬寶甫、孫晨等編著 ,單片機人機接口實例集 ,北京 :北京航空課程設計 多用戶電能表的設計 航天大學出版 ,1998. [9]何立民， MCS－ 51 系列單片機應用系統(tǒng)設計，北京 :北京航空航天大學出版社 ,1990. [10]胡漢才 ,單片機原理及其接口技術，北京 :清華大學出版社， 1996. [11]鐘道昌 ,單片微處理器多用戶電能表 , 第 12 期 :114, 1999. 七 附錄 附錄 1 硬件原理圖 課程設計 多用戶電能表的設計 課程設計 多用戶電能表的設計 課程設計 多用戶電能表的設計 附錄 2 元件清單 名稱 數(shù)量 標注 封裝或說明 AT89C52 1 U9 DIP40 74HC164 8 U1— U8 DIP14 74HC165 2 U10U11 DIP16 CD4051 12 U12U23 DIP16 LM317 1 LM317T TO220 LED 數(shù)碼管 8 寸高亮紅色共陽極 附錄 3 源程序： $include () CLK EQU P1^1。 利用計數(shù)器 T0 讀取外部脈沖 SETB ET0 SETB EA SETB TR0 BEGIN: MOV R0, 60H MOV R7, 1H LOOP: MOV A,R0 MOV B,10 DIV AB PUSH ACC MOV