【正文】 只有程序正常一步一步運(yùn)行，口令才會(huì)逐一被賦予正確的值到最后寫入時(shí)再判斷所有口令是否正確。 首先采用指令冗余的辦法，在程序出錯(cuò)時(shí)，便可以自動(dòng)納入正軌。一般使用壽命為 15 年，所以此法是可行的。 圖 穩(wěn)壓電源電路圖 本系統(tǒng)有如下幾組電源： +5V 供單片機(jī)；177。 16H:標(biāo)識(shí)一幀信息的結(jié)束，其值為 16H 00010110B。當(dāng)使用的地址碼長度不足 6 字節(jié)時(shí)，用十六進(jìn)制 AAH 補(bǔ)足 6 字 節(jié)。通信鏈路的建立與解除均由主站發(fā)出的信息幀來控制。 RS 一 485 總線是工業(yè)應(yīng)用中非常成熟的技術(shù)，是現(xiàn)代通訊技術(shù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一，采用 RS 一 485 總線設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)也是基于這些原因。多字節(jié)傳送模式 MOV RO， XmtDat 。調(diào)用寫入子程序 RET 。把數(shù)據(jù)地址賦給 RO MOV XMIDAT， 00H 。發(fā)送完，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP DPH POP DPL SETB EA 。允許串行口中斷 SETB ES LJMP MAIN 。所以，方式 1 接收時(shí)，應(yīng)先用軟件清楚 RI 和 SM2 標(biāo)志。為了避免溢出而產(chǎn)生不必要的終端，此時(shí)應(yīng)禁止 Tl 中斷。 在方式 2 中，波特率取決與 PCON 中的 SMOD 值，當(dāng) SMOD 0 時(shí)，波特率為fosc/64:當(dāng) SMOD l 時(shí)，波特率為 fosc/32。 單片機(jī)輸出一個(gè)字節(jié)，即等同于向 X5045 寫入一個(gè)字節(jié) 。當(dāng)然每個(gè)芯片元件部分的上電初始化工作也是十分重的，系統(tǒng)的軟復(fù)位，各個(gè)運(yùn)算的初始值的恢復(fù)、定時(shí)、串口的初始化、時(shí)鐘的設(shè)定、 及其顯示模塊等。 圖 接收數(shù)據(jù)與通信程序 PC 機(jī)向數(shù)據(jù)采集發(fā)送不同的命令，包括設(shè)置參數(shù)，抄表數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)，設(shè)置戶號(hào)，電表數(shù)據(jù)清零等。上電復(fù)位后進(jìn)入主程序，除了初始化程序和上電電量數(shù)據(jù)清零程序外，其他部分是一個(gè)無限循環(huán)的過程，電表的所有功能都在這個(gè)大的循環(huán)里面執(zhí)行，其整個(gè)程序流程如圖 所示。且當(dāng)接收 PC 機(jī)命令成功時(shí)，在中斷中置接收 PC 機(jī)成功標(biāo)志。又要與紅外抄表器進(jìn)行通信，進(jìn)行能耗、參數(shù)的預(yù)置和抄??；還向 DF 多用戶電能表發(fā)命令，需要打開向電表發(fā)送命令的通信使能端，轉(zhuǎn)發(fā)命令、等待接收 DF 電表的應(yīng)答，如不需要進(jìn)一步向電能表發(fā)送命令時(shí)則要做處理成功的標(biāo)志，這時(shí)采集器就可以向上一級(jí)集中器應(yīng) 答了。近年來，由于硬件高度集成化和速度的提高，配合相應(yīng)的軟件，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求較容易得到 滿足，特別是對(duì)于使用匯編語言編制的軟件。 。由于生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度越來越高，測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員很難在短時(shí)間內(nèi)就能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)理解得準(zhǔn)確無誤，軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試也不可能一揮而就，在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)又要便于修改和完善。 本章小結(jié) 在本章中詳細(xì)介紹了抄表系統(tǒng)的底層的硬件結(jié)構(gòu)，完成電能數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪K設(shè)計(jì)，對(duì)其中各個(gè)部分的硬件設(shè)計(jì)都進(jìn)行了詳細(xì)的說明，這也是本設(shè)計(jì)中最基本的部分，在接下去的章節(jié)中，我們要對(duì)其硬件電路的軟件控制及其流程進(jìn)行詳 細(xì)的論述。顯示數(shù)字亮度可由數(shù)字進(jìn)行控制，每位具有閃爍使能控制位。其電路圖連接如圖 所示： 圖 串口擴(kuò)展圖 分別控制了兩個(gè)輸入輸出引腳，形成了兩個(gè)完整的回路，一個(gè)完整數(shù)據(jù)向485 和網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送，另外一個(gè)連接 485 網(wǎng)絡(luò)和 MCU 內(nèi)核，完成采集模塊數(shù)據(jù)的上傳和 PC 機(jī)命令的下傳。 DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單的采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅僅需要三個(gè) 口線： RST、 I/O、 SCLK 串行時(shí)鐘。 A：同相接收器輸入與同相驅(qū)動(dòng)器輸出。 RS485 是一種多發(fā)送器的電路標(biāo)準(zhǔn)，它擴(kuò)展了 RS422 的性能，允許雙導(dǎo)線上 1 個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng) 32 個(gè)負(fù)載設(shè)備，同時(shí) RS485允許公用電話線網(wǎng)絡(luò)通信電路結(jié)構(gòu)在平衡連接兩端有終端電阻，在平衡電纜上掛發(fā)送器、接收器或者收發(fā)器。 （ 6） RESET：復(fù)位輸出， RESET 是一個(gè)開漏型輸出引腳，只要 Vcc 下降到最小允許 Vcc 值，這個(gè)引腳就會(huì)輸出高電平，一直到 Vcc 上升超過最小允許值之后200ms，同時(shí)它也受到看門狗定時(shí)器控制，只要看門狗處于激活狀態(tài)，并且 WDI引腳上電平保持為高或者為低超過了定時(shí)時(shí)間，就會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)， CS 引腳上的一個(gè)下降沿將會(huì)復(fù)位看門狗定時(shí)器，由于這是一個(gè)開漏型的輸出引腳，所以在使用時(shí)候必須接上拉電阻。 圖 X5045 芯片引腳 該芯片內(nèi)控串行 EEPROM 是具有 Xicor 公司的塊鎖保護(hù) CMOS 串行 EEPROM，它被組成 8 位結(jié)構(gòu)，它由一個(gè)四線結(jié)構(gòu)的 SPI 總線方式進(jìn)行操作，其擦寫周期至少有 100 萬次，并且寫好的數(shù)據(jù)能保存 100 年。外部不擴(kuò)展而單片機(jī)應(yīng)用時(shí)，則作為一般的雙向 I/O 口用。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 ， ALE只有在執(zhí)行 MOVX、 MOVC 指令時(shí)才起作用。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大鏡輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。在兩種模式下，對(duì)沒有反應(yīng)的終端做備份，并警告等。 此外，上位微機(jī)的應(yīng)用可以更有效地對(duì)用戶各種能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和分析，可以實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的查詢、數(shù)據(jù)通訊、賬單票據(jù)打印、報(bào)表生成以及便于系統(tǒng)維護(hù)等等功能；還可以方便地對(duì)數(shù)據(jù)采集器、集中器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行狀況監(jiān)控等，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。 圖 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 上位微機(jī)與集中器之間可通過 RS485 總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采集器通過屏蔽雙絞線采集用戶各種遠(yuǎn)傳能耗基表的 信息，并進(jìn)行換算和存儲(chǔ)；采集器對(duì)電量的采集可以直接通過 DF 型電能表上的 RS485 接口接受用戶的電量信息，也可以通過采集器上的紅外接口，利用專用紅外抄表器對(duì)采集器進(jìn)行各種能耗信息的讀取等 整個(gè)系統(tǒng)采用如此結(jié)構(gòu)主要有以下幾方面考慮： 首先，成熟的技術(shù)保證了系統(tǒng)的順利實(shí)現(xiàn)。 RS485 標(biāo)準(zhǔn)總線是一種平衡傳輸方式的串行口接口標(biāo)準(zhǔn)，它允許在電路中有多個(gè)發(fā)送器，且允許一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載設(shè)備，負(fù)載設(shè)備可以是被動(dòng)發(fā)送器、接收器或收發(fā)器的組合單元。要根據(jù)系統(tǒng)的通信距離來選擇合適的通信標(biāo)準(zhǔn)。 每個(gè)臺(tái)區(qū)里要有 一個(gè)中間的轉(zhuǎn)發(fā)層，這里稱之為“集中器”。 系統(tǒng)便于管理，管理人員可以通過上位微機(jī)的操作界面實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶電表能耗的遠(yuǎn)程抄取，還可以對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改，也可以通過專用的紅外抄表器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作、彌補(bǔ)自動(dòng)抄表不便時(shí)的不足，此外系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn)： ?硬件簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，且功 能強(qiáng)大； ?可移植性較強(qiáng)，稍做改造即可變成多用戶多表聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)； ?系統(tǒng)成本相對(duì)其他應(yīng)用系統(tǒng)不高，能夠被市場(chǎng)和用戶接受，市場(chǎng)前景廣大； ?系統(tǒng)的安裝和維護(hù)方便、工作穩(wěn)定性較好； ?系統(tǒng)選用符合國家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)傳基表，系統(tǒng)計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性符合或略高于國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化； ?系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)、通用性較好，便于實(shí)現(xiàn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用等。該系統(tǒng)主要運(yùn)用廉價(jià)的單片機(jī)作為 CPU分站。德 D― Tech 公司則此專門開發(fā)了 SMI 專用模塊，用于電子式電能表的數(shù)據(jù)采集，以 400 脈沖 /度或 800 脈沖 /度向外輸出數(shù)據(jù) [1]。 正是由于上述種種原因，建設(shè)部提出了建設(shè)小康型住宅小區(qū) 的規(guī)劃要求，明確提出了要對(duì)新建和必?cái)U(kuò)建的住宅小區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，逐步實(shí)行水、電、氣三表出戶的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)、計(jì)量和收費(fèi)。同時(shí)入戶抄表只能在早晚居民休息的時(shí)間里進(jìn)行，抄表人員實(shí)際可利用的時(shí)間變短。 該遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 了多用戶的電能信息的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄錄，能夠?qū)崿F(xiàn)住宅能耗計(jì)量的高質(zhì)量和高效率管理。傳統(tǒng)的人工抄表收取電費(fèi)的方式，已不能滿足現(xiàn)代化管理的要求，實(shí)現(xiàn)多用戶能耗儀表的自動(dòng)抄表已經(jīng)成為可能，特別是建設(shè)部提出來的小康型住宅小區(qū)的規(guī)劃要求，并逐步實(shí)行能耗儀表出戶的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)、計(jì)量和收費(fèi)。并且廣泛應(yīng)用的 RS485 電氣接口的串行通訊技術(shù)作為通訊方式。 課題的提出和意義 隨著人民生活水平的提高和住宅商品化的發(fā)展，居民住宅的質(zhì)量和檔次越來越高，住房對(duì)住宅環(huán)境、物業(yè)管理水平的要求也日益提高。隨著城市的發(fā)展，用戶會(huì)越來越多，相伴著手動(dòng)抄表的管理人員和操作人員也要相應(yīng)的增多，這勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重制約著相關(guān)企事業(yè)單位的發(fā)展。在國外，如美國等發(fā)達(dá)國家已把智能抄表系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于配電管理之中了。抄表方式多樣化：?jiǎn)伪?、多表。一?jí)采集器因主要負(fù)責(zé)集 中數(shù)據(jù)采集器中的數(shù)據(jù)、并上傳至上位微機(jī)中而被稱之為數(shù)據(jù)集中器。 本章總結(jié) 本章提出了本文的設(shè)計(jì)課題，介紹了與課題相關(guān)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，明確了總線制抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，并且提出了設(shè)計(jì)所要解決的主要問題和相應(yīng)的初步設(shè)想。 目前的城市民居樓宇中，有很多為了便于人工抄表和安裝維修，電度表采取了集中安裝的方法，把一個(gè)單元的十幾戶的用戶表安裝于同一個(gè)大表箱中。 RS422 傳輸距離較遠(yuǎn)，最短為 12m，數(shù)據(jù)傳輸最大速率為 10Mbps；當(dāng)速率為 1Mbps 時(shí)，傳輸距離可達(dá) 120m；當(dāng)速率為 100Kbps 時(shí)，傳輸距離可達(dá) 1200m； RS422 抗干擾能力強(qiáng)，傳輸速率快，且為全雙工的。所以本系統(tǒng)選擇了半雙工的 RS485 的通信標(biāo)準(zhǔn)。因此可以用組建 RS485 網(wǎng)的方式將系統(tǒng)中的采集器、集中器和上位微機(jī)等構(gòu)成有機(jī)統(tǒng)一的兩級(jí)分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 圖 抄表系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)的整體工作流程如下： ，存儲(chǔ)于內(nèi) 部的 RAM 中。 ◆與 MCS51 系列的單片機(jī)相容； ◆片內(nèi)集成 4Kr FLASH 存儲(chǔ)器，可反復(fù)編程 /擦除 1000 次； ◆全靜態(tài)設(shè)計(jì)，時(shí)鐘頻率范圍為 0～ 24MHz； ◆ 32 條可編程的 I/O 口線； ◆ 128 8 字節(jié)的內(nèi)部的 RAM； ◆芯片有 2 個(gè)十六位計(jì)數(shù)器（計(jì)時(shí)器）； ◆共有 5 個(gè)中斷源， 2 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)； ◆可編程串口通道； ◆具有 4 種工作模式的全雙工串行口； ◆低功耗的待機(jī)工作模式和掉電工作模式； ◆片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路； AT89C51 是一種性價(jià)比高，功能先進(jìn)的 8 位微處理器，在許多的嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是內(nèi)部 4K 字節(jié)的 EPROM 為使用者提供了很大的方便，當(dāng)應(yīng)用程序較小時(shí)，不用為 CPU 添加外擴(kuò)的 ROM。在 FLASH 編程器件，此引腳用于輸入編程脈沖。此外，在程序代碼燒錄至 89C51 內(nèi)部 EPROM、89C51 內(nèi)部 FLASH 時(shí)，可以利用此引腳來輸入提供編程電壓（ AT89C51 為 12V）； （ 8） PSEN：此為“ Program Store Enable”的縮寫。它集中了三種功能：看門狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控、和 EPROM 組合在單個(gè)封裝內(nèi)。 （ 3） WP：寫保護(hù)，當(dāng) WP 引腳是低電平時(shí)，向 X5045 中的寫操作被禁止，但是其它的功能正常，當(dāng)引腳是高電平時(shí)，所有操作正常，包括寫操作，如果在CS 是低的時(shí)候， WP 變?yōu)榈碗娖?，則會(huì)中斷向 X5045 中寫的操作，但是，如果此時(shí)內(nèi)部易失性周期已經(jīng)初始化了， WP 變?yōu)榈碗娖讲黄鹱饔谩? 采取以上措施，可以較好的提高 WDT 的 穩(wěn)定性，有利于系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 RE：接收器輸出使能端，若 DE 為高，驅(qū)動(dòng)輸出 A 和 B 有效，器件作線驅(qū)動(dòng)器用（發(fā)送）；若 DE 為低，它們呈高阻態(tài)，這時(shí) RE 為低，器件作線接收器使用（接收）。將時(shí)鐘放于集中器上還有利于上位機(jī)對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行精確定時(shí)。 SP2338 共有四個(gè)串口，一個(gè)母串口，三個(gè)子串口，他們都是全雙工的串行通信口，允許同時(shí)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。 圖 AD7755 的內(nèi)部框圖 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示，在該芯片上集成了增益可選的放大器（ PGA））））） 圖 AD7755 電路連接圖 路 是一種新型的串行接口的 8 位數(shù)字靜態(tài)顯示芯片。在 CLK 的下降沿，數(shù)據(jù)被移入到內(nèi)部移位寄存器，在時(shí)鐘下降沿，數(shù)據(jù)從 DOUT 輸出； DIGI8： 8 位數(shù)字驅(qū)動(dòng)線它從顯示器吸入電流； GND:接地： CON：顯示控制器，低電平選通，高電平顯示無效： DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出，輸入到 DIN 的數(shù)據(jù)在 個(gè)時(shí)鐘周期后 DOUT 有效； DSP,GA:七驅(qū)動(dòng)器和小數(shù)點(diǎn)線，它供給顯示器電流； V+：電源電壓； 圖 PS7219 引腳圖 這里 89C51 的 作為串行數(shù)據(jù)的輸出，連接到 PS7219 的 D 創(chuàng)腳，序分別模擬 PS7219 的時(shí)鐘脈沖 CLK 及其數(shù)據(jù)加載 LOAD 信號(hào)。對(duì)高可靠性要求的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就更是如此。這樣，不但使得設(shè)計(jì)目標(biāo)明確、思路清晰，而且在檢錯(cuò)和系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)也較為方便。因此，在算法選擇和位數(shù)選擇方面要滿足實(shí)際要求、運(yùn)算結(jié)構(gòu)要符合國家相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 其它命令的執(zhí)行路徑與上述命令的執(zhí)行路徑基本相似，不再贅述。所以，本文將定時(shí)時(shí)間設(shè)定為半個(gè)小時(shí)。當(dāng)向 PC 機(jī)應(yīng)答完成后，又返回主程序等待接收 PC 機(jī)的命令。 圖 清零子程序的設(shè)計(jì) 主程序中的串行中斷打開，使它處于 PC 機(jī)的接收狀態(tài)，還要用中斷的模式來定時(shí)的收集數(shù)據(jù)采集模塊中的能量數(shù)據(jù)。程序流程如圖 所示。 .4 .2 .3 .5 所針