基于單片機的數(shù)字電能表設(shè)計-免費閱讀
【正文】 參 考 文 獻[1] 沈建華,楊艷琴,翟曉曙．MSP430系列16位超低功耗單片機原理與[M]．北京：清華大學(xué)出版社,2004:5669.[2] 徐科軍，陳榮保，張崇?。詣訖z測和儀表中的共性技術(shù)[M]．北京：清華大學(xué)出版社,2000:4864.[3] MSP430FE42X系列混合信號微控制器說明書[Z].MEIGUO美國:利爾達單片機技術(shù)有限公司.[4] [M].北京：北京航空航大大學(xué)出版社,2001:2747.[7] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002:2959.[8] 張劍平等. 基于MSP430系列單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J].儀器儀表與分析監(jiān)測，2006,25(12):5457.[9] [S].北京，2003.[10] 唐永剛,／模轉(zhuǎn)換器和嵌入式計算機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].電子元器件應(yīng)用,2003:5(10):1921.[11] 楊公平,[J].微機發(fā)展，(9):117119.[12] 艾學(xué)忠,翟玉文,楊 [J].吉林化工學(xué)院學(xué)報,2004,21(2):4649.[13] [J].電子產(chǎn)品世界，2002,(9):5658.[14]Kes tam. An electronic water meter design using MSP430F41x，Texas Instruments Incorporated，2002,6[15] 周華,徐華,[J].電子產(chǎn)品世界,2003,(4):4042.謝 辭本設(shè)計自始至終在我的導(dǎo)師李玉廷副教授的悉心關(guān)懷和精心指導(dǎo)下完成的。如果地址符合，則抄表器將要發(fā)送的數(shù)據(jù)依次填入發(fā)送緩沖區(qū)，然后調(diào)用通信發(fā)送子程序與接收子程序。 液晶顯示模塊電能表液晶顯示和程序設(shè)計，主要是對MSP430C323內(nèi)各種寄存器和顯示緩存中的信息進行操作。這樣，CPU用于電能電費計算的開銷很大，因此測量模塊的設(shè)計應(yīng)該采用其它的方法。TXD串口信號數(shù)據(jù)“0”位數(shù)據(jù)“1”位發(fā)射器D1信號調(diào)制后發(fā)射數(shù)據(jù)“0”時高頻發(fā)射數(shù)據(jù)“1”時截止 ……… ……… ……… 圖7 調(diào)制波形的獲取紅外接收是利用紅接收管PIC12034將手持紅外抄錄器發(fā)出的紅外信號加以解調(diào)，連續(xù)脈沖串解調(diào)后輸出低電平表示數(shù)據(jù)0，而沒收到脈沖串則輸出高電平表示數(shù)據(jù)1。 串行通信通道的TXD信號的脈沖寬度是由波特率確定的，如果不經(jīng)過調(diào)制而直接驅(qū)動紅外發(fā)光二極管，抗干擾能力較差。 紅外接口的設(shè)計 紅外通信以紅外線作為介質(zhì)來傳送數(shù)據(jù)信息，由紅外接收器和紅外發(fā)射器來完成信號的無線收發(fā)[11]。因此儀表必須提供滿足上述要求的存儲手段，而串行E2PROM是當(dāng)前儀表設(shè)計中最合適的器件。 14位ADC完成一次轉(zhuǎn)換總共需要132個ADCLK周期。5) 量程選擇(Range Select )定義模擬量的輸入范圍如表2所示。ACTL是對ADC進行編程的主要寄存器，其內(nèi)容如表1所示。在這種應(yīng)用中將定時器/計數(shù)器用作波特率發(fā)生器。 MSP430C3XX系列單片機單片機是電能表的數(shù)據(jù)處理部分的核心部件，系統(tǒng)要求在短時間內(nèi)處理大量的數(shù)據(jù)，因此要求單片機有較高的運算速度，采用MSP430系列單片機MSP430X3XX作為電能表的核心。故外接一片E2PROM。根據(jù)周期性連續(xù)函數(shù)有效值的定義，將電壓、電流函數(shù)離散化，得 （2－6） （2－7）式中和分別表示被測電壓、電流信號離散采樣值。圖1是電能表的結(jié)構(gòu)原理圖。關(guān)鍵詞：多費率電能表；MSP430單片機；硬軟件合成ABSTRACTIn the design, I try to search the design technique of time sharing charging digital electrical energy meter. The main work content includes: made out integrity the design of the electrical energy meter based on MSP430C323H, searched for using the limited hardware resources and the software organic synthesis of MSP430C323, realized the design method of realtime clock, I2C and serial port munication。本課題研制了基于MSP430的單相多功能電能表，同時對系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計也作了介紹。（3）環(huán)境條件: 工作溫度：20℃—+55℃； 運輸溫度：25℃—+70℃；（4）紅外通信距離≥4m。 （2） 單片機：數(shù)據(jù)處理、計算、顯示和通信的控制中心。另一種方案是采用電池供電，這在電表采用低功耗設(shè)計時是可行的，并且?guī)碇T多好處。八位定時器/計數(shù)器：8位定時器/計數(shù)器(8bit Timer/Counter)的原理主要包含以下模塊：(1) 8位帶預(yù)置數(shù)寄存器的增計數(shù)器；(2) 8位控制寄存器；(3) 輸入時鐘選擇器；(4) 沿檢測電路(如檢測異步通信的起始位)；(5) 由8位計數(shù)器的進位信號觸發(fā)的輸入輸出數(shù)據(jù)鎖存器。電能表在一般測試系統(tǒng)中要求的最高精度為一級(1%)14位A/%，可見14位A/D轉(zhuǎn)換器完全可以滿足測量精度的要求。3) 轉(zhuǎn)換輸入選擇(AD Input Select) B5=1時不選擇任何ADC通道。在兩種模式下，當(dāng)一個轉(zhuǎn)換完成時，都將自動給出中斷標(biāo)志EOC=1，表示完成了一次轉(zhuǎn)換[10]。交流被測電壓經(jīng)電阻分壓器分壓后連接單片機的A/D轉(zhuǎn)換輸入AA5。
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