【正文】 IE0=0。 Delay_417us()。0x7F。 TL0=0x5F。 } uart_txd=1。 uart_txd=0。 uchar j=30。void Delay_417us(void){ uchar i=0。在初期由于接觸新的芯片，很多知識不懂，多虧湯老師幫我們找了很多相關(guān)的課件和資料并幫助我完成了文獻(xiàn)綜述等的撰寫；設(shè)計中期在繪制原理圖的過程中遇到很多問題由于老師的悉心解答和糾正，才得以順利完成。本次設(shè)計主完成硬件電路的設(shè)計和串行通信的設(shè)計。 圖51 實際電壓電流值表51為采樣的電壓與檢測電網(wǎng)的實際電壓表52為采樣的電流與檢測電網(wǎng)的實際電流 根據(jù)檢測到的電壓與電流計算功率，并比較通過電參量檢測到的電功率如表54所示：實驗表明電參量表能夠正常顯示各個電參量、日期以及時間。在方式0 中， 波特率為時鐘頻率的1/12， 即fOSC/12，固定不變。IDL（） ：待機方式位。當(dāng)串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時，此時SBUF 寄存器為滿，硬件使RI 置1，請求中斷。REN ：串行接收允許位：REN =0 時，禁止接收；REN =1 時，允許接收。 串行口控制寄存器如表1所示：表41 SCON寄存器表中各位（從左至右為從高位到低位）含義如下。單位信息的各位數(shù)據(jù)分時的一位一位依次順序傳送的通信方式稱為串行通信。 //顯示模式設(shè)置：顯示開，無光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍 delay(5)。 delay(15)。指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。 圖41 程序流程圖 LCD及按鍵的軟件結(jié)構(gòu) LCD的軟件結(jié)構(gòu)1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表1014所示：1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。整個按鍵電路原理圖如圖312 圖312 按鍵電路繼電器報警電路的工作原理是：當(dāng)繼電器的吸合線圈流過一定大小的電流，線圈產(chǎn)生的磁場力帶動銜鐵移動，繼電器動作，從而接通led燈，達(dá)到報警的目的[14]。所以可調(diào)電阻應(yīng)取大一些，一般取10k歐姆。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端，與ATT7037的P24引腳相連。本次采用MAX232單芯片實現(xiàn)他們之間的通信。 交流電量采集模塊交流電量采集模塊中，0~5A的交流電流輸入經(jīng)電流互感器，電流互感器接精密電阻，變換成電壓信號，經(jīng)過電容濾波，濾除干擾信號，然后進(jìn)行電壓平移，進(jìn)行采樣。本次采用的是手動復(fù)位即使用按鍵使電路復(fù)位，按鍵按下后，電容可以為RST引腳提供低電平實現(xiàn)復(fù)位。誤差為0。JTAG接口電路圖如下所示： 圖33 JTAG接口電路在實際應(yīng)用中正常需要上拉電阻或者下拉電阻。電路圖如下: 圖 32 模擬電源電路其中的普通電容 c40，c33主要是去耦合。 ATT7037最小系統(tǒng)ATT7037最小系統(tǒng)由ATT7037芯片、模擬電源電路、JTAG接口電路、時鐘電路、復(fù)位電路組成。，根據(jù)電路的具體情況，從元件庫中選取電路中需要的元件逐一放在工作平面上。 Altium Designer 原理圖設(shè)計基礎(chǔ) 一般情況下，一個產(chǎn)品的的電路設(shè)計目的就是獲得印制電路板。由時鐘配置寄存器CLKCFG 的SYSCK 位決定。當(dāng)快速脈沖寄存器中的計數(shù)絕對值大于等于輸出脈沖頻率設(shè)置寄存器HFConst(4FH)的設(shè)置時，即發(fā)出一個CF 脈沖，同時相應(yīng)能量寄存器的值增加1。電能計量模塊的功能多種多樣，主要包括： ；ATT7037AU有三路完全獨立的二階ΣΔ ADC，每路ADC 都有一個模擬增益放大器（PGA）， 的高穩(wěn)定度片內(nèi)基準(zhǔn)電壓，每路ADC 可以獨立開關(guān)，通過寄存器EMU_Ctrl 進(jìn)行設(shè)置。這幾個中斷均和8051內(nèi)核中斷一致。電流和電壓采樣通道具有4級模擬/數(shù)字增益可調(diào)，支持分流器和互感器直接接入 、提供有功、無功、視在電能脈沖輸出[7]。單片機的特點：；；；，運行速度快。這些模塊的主要實現(xiàn)的功能如下：（1） ATT7037最小系統(tǒng)是整個設(shè)計方案的核心，主要完成電能的計量；（2） 電源模塊為單片機提供+；（3） 交流電量采集模塊采集三路交流信號供單片機使用；（4） RS232串行通信實現(xiàn)pc機與單片機的通信；（5） LCD顯示電路用來顯示各個電參量、日期以及時間；（6）按鍵電路通過切換按鍵來幫助實現(xiàn)顯示；（7) 報警電路在電路出現(xiàn)故障時能自動報警； ，由本組其他同學(xué)完成，其結(jié)構(gòu)組成包括：電源與時鐘模塊、電能計量模塊（EMU）、控制單元（MCU）、中斷系統(tǒng)、定時器模塊、串行通信模塊、WTD、RTC等。在對芯片處理器，片內(nèi)外設(shè)，電能計量和電路保護(hù)各個方面做了分析，完成硬件電路設(shè)計，實現(xiàn)了各個電參量的檢測。不斷推進(jìn)電能管理的現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程。世紀(jì)初，國家在保持電價總水平基本穩(wěn)定的前提下，大力推行峰谷分時計電價，鼓勵人們合理移峰填谷用電。1889年匈牙利崗茲公司研制出第一塊感應(yīng)式電能表。硬件電路設(shè)計。本次設(shè)計主要是硬件電路的設(shè)計還有串行通信的設(shè)計。硬件的設(shè)計主要是ATT7037最小系統(tǒng)、電源模塊、交流電量采集模塊、RS232串行通信、LCD顯示電路、按鍵電路、報警電路等電路的設(shè)計以及參數(shù)大小的選定，并將這些電路用Protel畫成原理圖。通信顯示。十九世紀(jì)末形成了較完整的感應(yīng)式電能表的基本制造理論。同時，要求完善兩部制電價制度，擴(kuò)大多功能表應(yīng)用范圍，使多費率和多功能電能表具有廣闊的前景[1]。目前國內(nèi)外研究電能計量和串行通信的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟[2]。 基本功能 多功能電參量表的主要功能如下：：包括：電壓有效值、相電流有效值、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)。 ，完成單片機和pc機的通信，對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，對各個參數(shù)進(jìn)行測試，并做精度測試。功耗少，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。 控制單元（MCU）ATT7037采用R8051XC 內(nèi)核，具有和8051 兼容的體系架構(gòu)。另外6個中斷為R8051XC的擴(kuò)展中斷：計量中斷、按鍵中斷、RTC中斷、I2C中斷、PMU中斷、CC_ES2中斷。 模擬增益放大器（PGA）完成輸入差分信號的幅度放大，放大后的信號再送給ADC 進(jìn)行采樣，、無功功率和視在功率；ATT7037AU同時輸出兩路計量通道的有功功率、無功功率，并提供兩路獨立的校驗參數(shù)，提供視在功率輸出寄存器。 ；可以通過防竊電模塊對兩路電流或者兩路功率大小進(jìn)行比較，選用較大的一路電流或功率進(jìn)行計量。上電復(fù)位后，片上低頻振蕩電路開始工作，OSC 的時鐘，系統(tǒng)時鐘來自片上低頻晶振電路fosc,此時鐘電路一值保持開啟；高頻時鐘頻率由PLL 電路產(chǎn)生；芯片外圍單元RTC、LCD、WDT、PMU、TBS 部分的時鐘直接來自低頻晶體振蕩電路的輸出fosc，外圍單元SPI、I2C、PWM 和處理器R8051XC 的時鐘都來自系統(tǒng)時鐘fsys，即可選擇低頻時鐘fosc，也可選擇高頻時鐘fpri 。這個過程的電路設(shè)計有5個主要步驟如下：，主要依靠Altium Designer 的原理圖設(shè)計系統(tǒng)來實現(xiàn)。再根據(jù)實際情況調(diào)整元件在工作平面上的位置，并定義、設(shè)置元件的封裝。將這些電路連接在一起就構(gòu)成了ATT7037最小系統(tǒng)。極性電容c37，c39主要是穩(wěn)壓的功能，正常取10uF。其電阻值也需要根據(jù)接口電路器件的數(shù)目進(jìn)行調(diào)整，一般情況下取10k。ATT7037芯片內(nèi)部有一個高增益的反向放大器，兩端接晶振及兩個電容，就構(gòu)成自激振蕩器。RST引腳低電平持續(xù)時間取決于復(fù)位電路的時間常數(shù)RC之積，,[8]。0~250V交流電壓輸入經(jīng)電壓互感器，變換電壓，經(jīng)濾波處理，濾除干擾信號，然后進(jìn)行電壓平移，行采樣。采用MAX232接口的單片機與pc機的串行通信電路如圖38所示： 圖38 采用MAX232接口的串行通信電路在實際應(yīng)用中，因為期間對電源噪聲很敏感，所以C1+、CC2+、CC1C1C20必須要去耦合，提高抗干擾能。第7~14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端,分別連接ATT7037的PB0~PB7.第15~16腳：空腳或背燈電源。1602液晶顯示電路圖如圖310所示: 圖310 液晶顯示電路 按鍵電路按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為觸點式開關(guān)按鍵盒無觸點式開關(guān)按鍵，前者造價低被廣泛應(yīng)用在單片機領(lǐng)域。其中P4端子是220V電源端子，三極管附近的電阻和二極管主要起到保護(hù)電路的作用。指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。 //延時15ms，首次寫指令時應(yīng)給LCD一段較長的反應(yīng)時間 write_(0x38)。 write_(0x06)。其示意圖如圖42所示： 圖42 串行通信示意圖 ATT7037內(nèi)部有一個全雙工串行接口。SM0 和SM1 ：串行口工作方式控制位，其定義如表2 所示表42 串行口工作方式控制位其中，fOSC 為單片機的時鐘頻率；波特率指串行口每秒鐘發(fā)送（或接收）的位數(shù)。TB8 ：在方式3 中，TB8 是發(fā)送機要發(fā)送的第9 位數(shù)據(jù)。CPU 響應(yīng)中斷后，用軟件對RI 清零[11]。當(dāng)IDL=1 時，進(jìn)入待機方式。在方式2 中，波特率取決于PCON 中的SMOD 值，即波特率為：當(dāng)SMOD=0 時，波特率為fosc/64 ；當(dāng)SMOD=1 時，波特率為fosc/32。顯示如下圖所示： 圖53 電壓、電流、頻率顯示圖53 有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)顯示圖54 時間以及日期顯示 誤差分析通過