【正文】 電，以保證整個電能表的正常運行。CS5460A的輸出的低電平信號說明CS5460A發(fā)生了一個激活的事件，單片機AT89C51接收到這個信號就發(fā)生中斷向CS5460A寫入正確地命令字并使CS5460A的變?yōu)檫壿嫺唠娖健！1P12引腳分別與CS546OA的SDI、SDO、SCLK引腳交換數(shù)據(jù)。它具有掉電模式和閑置狀態(tài)兩種工作方式。 CS5460A外圍電路及供電電路設(shè)計 CS5460A外圍電路、供電電路及與AT89C51的接口電路，參考電壓輸入端(VREFIN)和參考電壓輸出端(VREFOUT)，模擬電源負引腳(VA)也直接接地。PFMON:電源故障監(jiān)測引腳。IIN+、IIN:電流通道的差分模擬輸入引腳。VIN+、 VIN:電壓通道的差分模擬輸入引腳。 :電能輸出引腳。當(dāng)為邏輯高電平時，CS5460A可在一個外部串行EEPROM的幫助下執(zhí)行自引導(dǎo)功能接收命令和設(shè)置。僅在有效時才識別時鐘信號。輸出的時鐘頻率可以驅(qū)動一個標(biāo)準(zhǔn)的CMOS負載。各管腳功能說明如下: CS5460A的引腳圖XOUT、XIN:系統(tǒng)時鐘輸出引腳和系統(tǒng)時鐘輸入引腳。據(jù)此選擇CS5460A作為電能計量芯片更能實現(xiàn)各種電參數(shù)的測量。 　　X2：來自反向振蕩器的輸出。 　　EA/VP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 AT89C51引腳結(jié)構(gòu)圖 AT89C51各主要引腳功能：VCC：供電電壓。兩個16位定時器/計數(shù)器 　　全靜態(tài)工作：0Hz24MHz 　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機，很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案，： AT89C51主要特性為：　　微控制器液晶顯示器按鍵組日歷/時鐘芯片電力線電力線電力線電力線電能計量芯片三態(tài)門供電線路電流互感器電壓互感器晶閘管保護回路 電能表硬件整體框圖。這也正好符合電力計費系統(tǒng)提出的分時段計費的要求。電子式電能表，也稱為靜止式電能表，它也就是“電流和電壓在固態(tài)(電子)器件中作用而產(chǎn)生與瓦時數(shù)成比率輸出的儀表”。為確保CPU中的程序正常運行，常常采用如下抗干擾措施:軟件濾波(數(shù)字濾波技術(shù))可以剔除模擬輸入信號中的虛假信號，求取真值； 除了可以使用硬件看門狗電路強制單片機從死機狀態(tài)回復(fù)到正常運行外，還可以采用軟件看門狗電路或軟硬結(jié)合的看門狗技術(shù)。微機測控系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)在智能電能表的抗干擾技術(shù)中是同樣適用的，主要分為硬件抗干擾技術(shù)和軟件抗干擾技術(shù)。N鍵功能程序02鍵功能程序鍵功能程序準(zhǔn)備程序命令狀態(tài)查詢條件控制轉(zhuǎn)移系統(tǒng)控制程序循環(huán)轉(zhuǎn)移等待轉(zhuǎn)移復(fù)位轉(zhuǎn)移、鍵功能程序和系統(tǒng)控制程序。上電復(fù)位初始化系統(tǒng)測試正常？提示符顯示鍵掃描鍵按下？散轉(zhuǎn)01鍵功能程序在所有的工作完成之后還要進行文件編制。一般先是清楚的列出智能電能表系統(tǒng)各系統(tǒng)部件與軟件設(shè)計的有關(guān)特點，并進行定義和說明，以作為軟件設(shè)計的根據(jù)。一般長度為幾米，IEEE1394和USB都是串行協(xié)議，然而USB和IEEE1394比其競爭技術(shù)由更大的技術(shù)互補性，USB屬于低帶寬到中帶寬，而IEEE1394屬于中到高帶寬。除了這些新的多媒體設(shè)備外，USB也用于傳統(tǒng)的I/O設(shè)備。 USB總線通用串行總線(USB)是一種外設(shè)總線標(biāo)準(zhǔn)。PCI對于連接到它上面的器件是具有即插即用的高速總線。MC1489，75189(從RS232C到TTL的電平轉(zhuǎn)換)。 RS232C標(biāo)準(zhǔn)通信接口RS232C總線標(biāo)準(zhǔn)接口是目前最常用的串行通信總線接口，其邏輯電平是對地對稱的，與TTL、MOS邏輯電平完全不同。選擇D/A芯片時，主要考慮芯片的性能、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用特性。在選用A/D時還應(yīng)考慮智能電能表所處的環(huán)境選擇A/D轉(zhuǎn)換器的環(huán)境參數(shù)。 A/D轉(zhuǎn)換器微處理器能處理的信號應(yīng)是數(shù)字信號，因此，在智能電能表的輸入通道中加入能把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的芯片即A/D轉(zhuǎn)換器。這主要是電信號較容易地進行放大、反饋、濾波、積分、微分、存儲及遠距離傳送等操作。根據(jù)智能電能表控制功能和測量功能的不同選用合適的單片機作為智能電能表的核心，從而提高智能電能表的整體性能。所采集的數(shù)據(jù)或從鍵盤上輸入的數(shù)據(jù)以及經(jīng)過一定的算法運算后的數(shù)據(jù)均暫存于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM中。作為一個完整的智能電能表還應(yīng)包括輸入通道和輸出通道。 ⑦允許靈活地改變儀器的功能。 ③能夠自動校準(zhǔn)，智能電能表在使用前進行自動校準(zhǔn)，在測量過程中進行校準(zhǔn)，從而減少誤差。以數(shù)字、字符、圖形等形式顯示各種狀態(tài)信息以及測量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果。 智能電能表的軟件部分主要包括監(jiān)控程序和接口管理程序兩部分。輸入通道和輸出通道用來輸入輸出模擬量信號和數(shù)字量信號，它們通常由傳感器元件、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等組成。第一章 智能電能表概述 智能電能表是以微處理器或微控制器芯片(如單片機)為核心的可以存儲大量的測量信息并具有對測量結(jié)果進行實時分析、綜合和做出各種判斷能力的儀器。 硬件部分主要包括信號的輸入通道，微控制器或微控制器及其外圍電路、標(biāo)準(zhǔn)通信接口、人機交換通道，輸出通道。標(biāo)準(zhǔn)通信接口電路用于實現(xiàn)儀器與計算機的聯(lián)系，以使儀器可以接受計算機的程控指令，目前用于智能電能表的通信接口主要有GPIB、RS232C等。對數(shù)據(jù)存儲器所記錄的數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行各種處理。 ②能夠進行間接測量，智能電能表可以利用內(nèi)含的微處理器通過測量幾種容易測量的參數(shù)，間接地求出某種難以測量的參數(shù)。 ⑥能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制功能。第二章 智能電能表的設(shè)計方法 智能電能表的硬件設(shè)計方法智能電能表中均含有微處理器或微控制器，在微處理器或微控制器的外圍進行設(shè)備的擴展如程序存儲器ROM、數(shù)據(jù)存儲器RAM、鍵盤、顯示器、報警裝置和通信口。智能電能表的監(jiān)控程序固化在程序存貯器EPROM、ROM、EEPROM等中，被測參量通過傳感器將非電量變換成電量，然后經(jīng)過信號處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換后變?yōu)槲⑻幚砥髂苤苯幼R別的數(shù)字信號。微處理器也是一種通用器件，如果給予足夠的外部支持電路和處理時間，它幾乎可以完成任何任務(wù)，數(shù)據(jù)處理和控制是微處理器的兩個主要用途。傳感器能轉(zhuǎn)換信息存在的能量形式，通常是將其他能量形式轉(zhuǎn)換成電量形式，以便進一步加工處理，傳感器的輸出往往總是電信號。信號調(diào)理可以改善信號質(zhì)量，還可以補償傳感器的非線性，提高信噪比，增強信號的環(huán)境抗干擾能力等。根據(jù)信號對象的變化率及轉(zhuǎn)換精度要求，確定A/D轉(zhuǎn)換速度，以保證智能電能表的實時性要求，對快速信號必須考慮采樣/保持電路。在D/A轉(zhuǎn)換接口設(shè)計中主要考慮的問題是D/A轉(zhuǎn)換芯片的選擇、數(shù)字量的碼輸入及模擬量的極性輸出、參考電壓電流源、模擬電量輸出的調(diào)整與分配等。目前國際上采用的智能電能表的標(biāo)準(zhǔn)接口有GPIB，RS232等,本設(shè)計采用RS232接口。轉(zhuǎn)換芯片有MC1488，75188(從TTL到RS232C的電平轉(zhuǎn)換)。它主要有這樣一些通信技術(shù): PCI總線PCI總線技術(shù)為CPU和板上外設(shè)之間提供方便的高速通信連接，工作頻率為33MHz()。價廉的PCI芯片組和廣泛應(yīng)用的PCI外設(shè)可以促使PCI總線成為嵌入式領(lǐng)域的事實上的總線標(biāo)準(zhǔn)。需要保證帶寬和有限執(zhí)行時間的應(yīng)用包括PC電話和其他語音及視頻通信應(yīng)用。纜線越長它所能夠處理的數(shù)據(jù)率就越低。智能電能表的軟件設(shè)計需要有一個細致全面的過程。查錯和調(diào)試是智能電能表軟件設(shè)計中找出并改正邏輯錯誤或與硬件有關(guān)的程序錯誤的關(guān)鍵。智能電能表在不同的應(yīng)用場合所受到干擾也各不相同，當(dāng)儀器在運行時所受到的干擾超過一定限度時就會嚴重影響智能電能表的可靠性，甚至嚴重影響工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，因此在設(shè)計智能電能表時要注意智能電能表的抗干擾設(shè)計。因此，除了采取硬件抗干擾方法外，還要采取軟件抗干擾措施。第三章 智能電能表的硬件設(shè)計電能表是一種計量某一段時間內(nèi)通過的電能的累積值的表計。用經(jīng)濟手段鼓勵用戶在低谷時段用電。電能表部分應(yīng)包括電流傳感器、電壓傳感器、電能計量芯片、顯示器件、按鍵開關(guān)時鐘/日歷芯片、看門狗電路、擴展數(shù)據(jù)存儲器以及用于通斷電控制用的小功率交流開關(guān)。根據(jù)此方案設(shè)計的復(fù)費率電能表系統(tǒng)的硬件原理在以下幾節(jié)詳細說明。數(shù)據(jù)保留時間：10年 　　32可編程I/O線 　　低功耗的閑置和掉電模式 當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。 　　RST：復(fù)位輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 　　X1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。這些增加的功能更加便于與微控制器接口，并能方便地實現(xiàn)電壓、電流、功率的測量和用電量累積等功能。 CS5460A管腳說明CS546OA芯片有24個引腳。CPUCLK:片內(nèi)振蕩器輸出引腳。在片內(nèi)與此引腳相連的是一個施密特觸發(fā)器，其允許通過具有慢上升時間的信號通過。MODE:模式選擇引腳。 :中斷輸出引腳。SDI:串行數(shù)據(jù)輸入引腳。輸入此引腳的電壓作為調(diào)節(jié)器的參考電壓。VA+、VA:正模擬電源和負模擬電源。當(dāng)此引腳電平為低時，CS5460A的所有內(nèi)部寄存器都被設(shè)置為缺省值。 微控制器AT89C51與CS5460A的接口微控制器AT89C51與Intel系列的80C51微控制器的指令集和管腳兼容，微控制器內(nèi)有4K字節(jié)的可擦寫閃爍只讀程序存儲器和256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器。在SPI總線上傳送的數(shù)據(jù)和命令字都是高位在先的方式傳送。AT89C51的PP1P12引腳分別與CS5460A的SDI、SDO、SCLK引腳交換數(shù)據(jù)。