【正文】 時鐘 /日歷電路提供秒分、時、日期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時格式。使用 RS232C 做接口標準的通訊模塊，傳輸速率為 20kbps,在 15m 范圍之內(nèi)，可進行有效通訊，而且可直接和 PC 機相接，有利于進一步的功能擴展，使用也比較方便。提供多功能指令：畫面清除（ Display clear）、光標歸位（ Return home）、顯 示 打 開 /關(guān)閉（ Display on/off）、 光 標 顯 示 /隱 藏 （ Cursor on/off）、 顯 示字 符 閃爍 （ Display character blink）、光 標 移位（ Cursor shift）、 顯 示 移 位 （ Display shift）、 垂 直 畫 面 卷 動（ Vertical line scroll ）、反白顯示（ By_line reverse display）、待命模式 （ Standby mode）。OCMJ4X8C 液晶示模塊可以顯示字母、數(shù)字符號、中文字型及圖 形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，具有雙工 UART 串行通道，可實現(xiàn) ISP 在線編程功能，內(nèi)部集成了看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、全新的加密運算，使程序的保密性增強，兼容性強，軟硬件調(diào)試方便。該方案設(shè)計簡單，精度高 ，且實現(xiàn)了芯片與電網(wǎng)的隔離，保證了芯片的安全，故本設(shè)計采用此方案。又如，用 戶僅需從讀操作中獲取 16位有效位時，可在 SDO讀出 8位數(shù)據(jù)后從 SDI 輸入第二個讀命令。寄存器讀指令可以終止在 8 位的邊界上（例如，讀出時可只讀 8， 16或 24位）。內(nèi)部寄存器用于控制 ADC的功能，所有寄存器都是 24位。VD+=+3V～ +5V 或 VA+=,VA=。 一個校準用 SRAM 電流型電壓互感器 電壓信號 電流互感器 電流信 號 流 /壓變換電路 CS5460 AT89S52 Key LCD PC 機 圖 21 多功能電能表硬件框圖 DS1302 AT24C16 山東 X X X X 專 科 學 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 4 主 要 特 性 （ 1）在片計算和處理功能； （ 2） 可以從串行 E2PROM 智能“自 引導” ,不需要微控制器 ,具有電能 脈沖轉(zhuǎn)換功能； （ 3） 具有 AC或 DC系統(tǒng)校準功能； （ 4） 具有簡單的三線數(shù)字串行接口 ,可以方便地進行讀寫； （ 5）看 門狗定時器； （ 6） 片上 V 基準（ 60179。 一個持續(xù)監(jiān)視串口通訊的看門狗 178。兩個可選用的高通濾波器 178。 一個電流通道可編程增益放大器其增益為 10和 50可選 178。在自引導模式中， CS5460A 從一個外部 EEPROM 中讀取校準數(shù)據(jù)和啟動指令。 CS5460A 可以使用低成本的分流器或互感器測量電流，使用分壓電阻或電壓互感器測量電壓。 方案二： 采用現(xiàn)在比較流行的電 能計量芯片 CS5460A 實現(xiàn)對電能等電量的采集和測量。前端電路調(diào)理模塊采用變比 1： 1 的電流型電壓互感器，電流模塊采用變比2020： 1 的電流互感器， 利用取樣電阻采樣信號，經(jīng)變換后的信號以差模電壓的形式接到由 CIRRUS LOGIC 公司生產(chǎn)的電能表芯片 CS5460A，取樣電阻的阻值由被測信號的最大值決定，然后經(jīng) CS5460A 轉(zhuǎn)換后將電壓、電流、功率、電能等信號傳給單片機 AT89S52， AT89S52 組成的 MCU 模塊控制所有芯片的工作、截止及計算和模塊的顯示，顯示模塊采用 OCMJ4X8CM 液晶模塊，液晶正常顯示當前測量的電能值、日期、時間，可通過鍵盤控制顯示電壓、電流有效值、功率等；通訊模塊采用 Max232 芯片實現(xiàn)電能表與 PC 機之間的通信。 隨著 電能 管理 的現(xiàn) 代化 ,需要 訪問 電能 表很 多信 息 ,同 時決策還要與電能表進行雙向通訊 ,由于數(shù)字乘法器型電能表是以微處理 器為核心 ,所以 功能容 易擴展 ,易和配 電自動 化系統(tǒng)集 成 ,因 此本文設(shè)計了一種基于電能計量芯片 CS5460A 的電子式電能表 ,CS5460A 是 一種帶 有串行接 口的單 相雙向 功率電 能集成電 路芯片 ,極易 與微處理器連接。隨著電力系統(tǒng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及電能管理系統(tǒng)的不斷完善 ,電能表的結(jié)構(gòu)和性能也經(jīng)歷了不斷更新、優(yōu)化的發(fā)展過程 :由最初的感應電能表 ,發(fā)展到后來的感應系脈沖電能表 ,直至現(xiàn)在的純電子式電能表。 關(guān)鍵字 ： CS5460A； AT89S52； 232 通訊； OCMJ4X8CM； Abstract Keywords: CS5460A。前端電路調(diào)理模塊采用 2mA/2mA 的電流互感器和 5A/ 電流互感器和精密電阻實現(xiàn)對市電的轉(zhuǎn)換，并采用 RC 濾波網(wǎng)絡(luò)濾波 ,然后采用由美國 CRYSTAL 公司的新型電能計量芯片 CS5460 芯片實現(xiàn)對電流、電壓和電能的測量與轉(zhuǎn)換；時鐘模塊采用 DS1302時鐘芯片為系統(tǒng)提供時鐘基準，存儲模塊采用 AT24C16，為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲；顯示模塊用 OCMJ4X8CM 液晶，通信模塊采用 Max232 芯片，并利用 AT89S52 組成的 CPU 模塊控制所有芯 片的工作、測量、計算電能，送往顯示模塊和存儲模塊進行實時顯示和存儲，并通過標準 232 接口送往 PC 上位機進行同步顯示，并且本電能表還設(shè)有 GPIB 地址，以便于電能管理系統(tǒng)對電能的管理。OCMJ4X8C； 目 錄 摘要 ................................................................................................................................. I ABSTRACT .................................................................................................................... I 第 1 章 綜述 .................................................................................................................. 1 第 2 章 總體方案設(shè)計 .................................................................................................. 2 設(shè)計要求 ........................................................................................................ 2 系統(tǒng)的基本方案 ........................................................................................... 2 電能計量部分 ............................................................................................... 2 CS5460A 概述 ................................................................................................ 3 其他模塊部分 ............................................................................................... 5 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn) ...................................................................................... 8 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 .................................................................................. 8 前端電路調(diào)理模塊的設(shè)計 ............................................................................ 8 電能表測量模塊的設(shè)計 ................................................................................ 9 通訊模塊的設(shè)計 .......................................................................................... 10 液晶顯示的設(shè)計 .......................................................................................... 11 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ....................................................................................... 12 主程序流程圖 ............................................................................................... 12 系統(tǒng)初始化子程序 ....................................................................................... 12 系統(tǒng)子程序模塊 .......................................................................................... 12 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................................................................... 14 軟、硬件調(diào)試 ............................................................................................... 14 功能測試 ....................................................................................................... 15 系統(tǒng)整體電路圖 .......................................................................................... 16 誤差分析及改進措施 .................................................................................. 18 總結(jié) .............................................................................................................................. 18 參考文獻 .........................................................................................