【正文】 顯示，使用 E2PROM 24C16 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的掉電數(shù)據(jù)保護(hù) 的多用戶電子式電能表，并提供了其硬件和軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，該電能表可實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量、數(shù)碼管顯示、掉電存儲(chǔ)等功能。 多用戶電子式電能表 傳統(tǒng)感應(yīng)式電能 表相比， 有效地 提高了電能計(jì)量的準(zhǔn)確性 ，且 具有 體積小、質(zhì)量輕、安裝方便 等優(yōu)點(diǎn)。 5 設(shè)計(jì)要求 6 6 核心芯片部分設(shè)計(jì) 14 掉電保護(hù)模塊的設(shè)計(jì) 25 附錄 3感應(yīng)系電能表是利用處于交變磁場(chǎng)的金屬圓盤中的感應(yīng)電流與有關(guān)磁場(chǎng)形成力的原理制成的。準(zhǔn)確度高、可靠性高的元器件以及大規(guī)模集成電路等的采用，使電子式電能表的使用壽命、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定度等技術(shù)指標(biāo)均顯著改善。 課題的研究?jī)?nèi)容與意義 電子式多用戶多功能電能表適用于城市、農(nóng)村供電部門對(duì)居民用戶供電進(jìn)行計(jì)量管理 ，電子式電能表計(jì)量準(zhǔn)確、易于安裝。 二 設(shè)計(jì)任務(wù) 該課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求完成是基于 AT89C51 單片機(jī)的多用戶電子式電能表的設(shè)計(jì)與調(diào)試。主函數(shù)和各子函數(shù)的流程圖及其說(shuō)明等。 設(shè)計(jì)要求 （ 1） 基于 AD7755 芯片實(shí)現(xiàn)電能脈沖的發(fā)生； （ 2） 應(yīng)用單片機(jī) C8051F360 編制程序完成脈沖的讀取、計(jì)數(shù)、計(jì)算、存儲(chǔ)、送顯示等功能； （ 3） 、應(yīng)用 74HC164 及八段譯碼顯 示器完成數(shù)據(jù)的顯示； （ 4）、應(yīng)用 E2PROM 24C16 完成數(shù)據(jù)的定時(shí)寫入以防停電時(shí)數(shù)據(jù)丟失。 AT89C52 組成的 MCU 模塊控制所有芯片的工作、截止及計(jì)算和模塊的顯示，顯示模塊采用 74HC164 和 LED 數(shù)碼管的連接模塊，正常顯示當(dāng)前測(cè)量的用戶、相應(yīng)用戶的電能值等；存儲(chǔ)模塊采用AT24C16，為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可以做到掉電不丟失數(shù)據(jù)，還可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)參數(shù)的實(shí)時(shí)記錄，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能等電參量測(cè)量、顯示及采集處理的目的。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 （ 2） 8K字節(jié)可重擦寫 Flash閃速存儲(chǔ)器。 （ 6） 256 8字節(jié)內(nèi) RAM。 （ 10）低功耗空閑和掉電模式。 XTAL2：振蕩反相放大器的輸出端。 P0、 P P2口資源的應(yīng)用： 24C04_SCL 24C04_SD 74LS165_CLK/_____LD 74LS164_CLK 74LS164_AB 74LS165_CLK ATT7022_DIOUT ATT7022_DIN ATT7022_SCLK ATT7022_CS 74LS165_DB T0 定時(shí)器，用于控制各用戶的數(shù)據(jù)顯示時(shí)間 T2 定時(shí)器，用于鍵盤掃描間隔的控制 AT89C52 常用功能介紹： （ 1）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 AT89C52 芯片中共有 8K 個(gè)單元，用于存儲(chǔ)程序，原始數(shù)據(jù)或表格，稱為程序存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)部 ROM。 （ 4）中斷 AT89C52共有 6個(gè)中斷向量；兩個(gè)外部中斷（ INT0和 INT1）， 3個(gè)定時(shí)器中斷（定時(shí)器 0， 1， 2）和串行口中斷，比 51單片機(jī)多了定時(shí)器 2。芯片有兩個(gè)或者 4 個(gè) 256 8 位存儲(chǔ)器構(gòu)成，并具有兩線串行接口。 芯片特點(diǎn)： （ 1）可在低到 的單電源供電條件下工 作。 （ 2）有兩個(gè)或者四個(gè) 256 字節(jié)塊 {(2 256 8)和（ 4 256 8） }構(gòu)成。 （ 6） 100KHz（ ）和 400KHz（ 5V）兼容。 （ 10）整個(gè)存儲(chǔ)器具有硬件寫保護(hù)。 （ 14） 1,000,000 擦 /寫周期。若器件傳送數(shù)據(jù)到總線上，則定義器件為發(fā)送器。主器件和從器件都可工作于發(fā)送器或接收器的狀態(tài)。當(dāng)時(shí)鐘線為高時(shí)，數(shù)據(jù)線的變化認(rèn)為是傳送的開(kāi)始或停止。 （ 3）停止數(shù)據(jù)傳送（ C） 當(dāng)時(shí)鐘（ SCL）為高， SDA 線由高到低的變化決定停止條件。每位數(shù)據(jù)需要一個(gè)時(shí)鐘脈沖。當(dāng)發(fā)生重復(fù)寫操作時(shí)，后寫的數(shù)據(jù)將代替先寫的數(shù)據(jù)，以先入先出的方式工作。 通過(guò)在相對(duì)與確認(rèn)位時(shí)鐘脈沖的高電平期間拉 SDA 線為穩(wěn)定的低電平，器件可完成確認(rèn)。 （ 6）器件尋址與操作 控制字節(jié)是跟隨在主器件發(fā)出的開(kāi)始條件后面，首先收到的字節(jié)。對(duì) 24C04B， B1 位無(wú)關(guān)緊要。 當(dāng) R/W 位為“ 1”時(shí)，則進(jìn)行讀操作。 R/W 位的狀態(tài)決定了 24C04B/08B 將選擇進(jìn)行讀操作還是寫操作。 24C04B/08B 接收到另一個(gè)確認(rèn)信號(hào)后，主器件將發(fā)送寫入到被尋址的存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)字節(jié)。但替代產(chǎn)生停止條件，主器件發(fā)送多達(dá) 16 個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)到24C04B/08B，這些數(shù)據(jù)字節(jié)暫存在片內(nèi)頁(yè) 面緩存器中，并在主器件發(fā)送停止信號(hào)以后寫入到存儲(chǔ)器中。像字節(jié)寫操作一樣，一旦停止條件被接收到，則內(nèi)部寫周期將開(kāi)始。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)候?qū)⑤敵鲆粋€(gè)數(shù)據(jù)到輸出端 D0，當(dāng)時(shí)鐘第二次由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)候?qū)⑤敵龅诙€(gè)數(shù)據(jù)到 D0，而第一個(gè)數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)移到 D1 端口。數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)如圖 15 所示。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為低電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮。通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。 74LS164 為 TTL 單向 8 位移位寄存器，可實(shí)現(xiàn)串行輸入，并行輸出。 Q0?Q 7 并行輸出端分別接 LED 顯示器的g在給出了 8 個(gè)脈沖后，最先進(jìn)入 74LS164的第一個(gè)數(shù)據(jù)到達(dá)了最高位，然后再來(lái)一個(gè)脈沖，第一個(gè)脈沖就會(huì)從最高位移出， 8 片 74HC164 首尾相串，而時(shí)鐘端則接在一起，這樣，當(dāng)輸入 8個(gè)脈沖時(shí)，從單片機(jī) P1^0 端輸出的數(shù)據(jù)就進(jìn)入到了第一片 74LS164 中了，而當(dāng)?shù)诙€(gè) 8 個(gè)脈沖到來(lái)后，這個(gè)數(shù)據(jù)就進(jìn)入了第二片 74LS164，而新的數(shù)據(jù)則進(jìn)入了第一片 74LS164，這樣，當(dāng)?shù)?8 個(gè) 8 個(gè)脈沖完成后， 8 位數(shù)據(jù)便顯示在八段數(shù)碼管上了。 數(shù)據(jù)采集程序，是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，特別重要，只有采集的數(shù)據(jù)是正確地才能進(jìn)行下一步數(shù)據(jù)的處理。首地址加上偏移地址就得到了所要顯示數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理顯示。 判斷是第幾戶要顯示 判斷是否顯示完？ 開(kāi)始 判斷要顯示什么功能的數(shù)據(jù)，調(diào)出相 應(yīng)的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù) 進(jìn)行 BCD 碼轉(zhuǎn)換 顯示相應(yīng)的位 未完 完成 總程序流程圖 要想實(shí)現(xiàn)電能表的各種功能，就必須把各個(gè)模塊的程序串接在一起，實(shí)現(xiàn)設(shè) 計(jì)得要求。在這兩周的實(shí)踐中我意識(shí)到，學(xué)習(xí)和應(yīng)用是不同的概念，如果只學(xué)會(huì)了課本上的只是而自己不會(huì)應(yīng)用的話也是沒(méi)有用的。//LED 時(shí)鐘 DATE EQU P1^0。顯示個(gè)位 POP ACC MOV B,10 DIV AB PUSH ACC MOV A,B LCALL XS。顯示 — MOV A,R7 課程設(shè)計(jì) 多用戶電能表的設(shè)計(jì) LCALL XS。關(guān)閉看門狗 clear Watchdog Enablei //MOV FLKEY,0a5H MOV PSCTL,13H MOV OSCICN,83H 。判斷外部脈沖的狀態(tài) NEXT4: JNB , BJ5 。判斷外部脈沖的狀態(tài) JMP DONE BJ1: JB PB0,ADD1