【正文】 ar zx)。 } pragma db oe include include include include include include define uint unsigned int define uchar unsigned char define ulong unsigned long extern void yj_init(void)。 _nop_()。 } return(val)。i++) { val=val1。 wrbyte=wrbyte 1。 CS=1。 wr5460byte(wm_byte)。 /*寫中斷屏蔽寄存器 */ rd5460(0x1e)。 RESET=1。 sbit SCLK = P1^0。 void rd5460(uchar mand)。在我做畢業(yè)設計的三個月里，龍老師指導我完成了外文文獻的翻譯、開題報告、中期報告的撰寫等等，每次他都認真地給我們修改，指出其中的不當之處。 本設計的主要難點： 1） 前端調理 模塊中外圍電路電阻阻值的選取，電阻阻值應盡量精確，且阻值的選取應很好的滿足 CS5460 對輸入電壓信號大小的要求。 } 總 結 CS5460 代表了新一代的電能專用芯片，用它設計出來的專用電度表具有成本低，精度高，調教簡單，與微處理器接口方便等優(yōu)點，使電量管理者能夠獲得更有用的數據，且用戶投入費用低，具有廣闊的市場前景。 //顯示段碼 if ((xsd != 5) amp。 4）六位數碼管顯示程序。 SCLK=1。 } 讀 CS5460一個字節(jié) uchar rd5460byte(void) { uchar i,val。 } SCLK=0。 for (i=0。 5） 設置中斷。 4） 寫控制寄存器，設置各寄存器參數。 目前， C51 的代碼長度已經達到了匯編程度水平的 倍 倍。如圖 。由 VIN + , VIN 輸入的 差模 電流模擬信號同樣由Σ模擬 — 數字轉換器進行轉換 , 獲得瞬時電流，轉換后的信號也被送入功率計算器。寄存器讀指令可以終止在 8位的邊界上。這些測量 是以 24位有符號和 完整規(guī)模的 無符號數據格式作為 輸出 。 加電后，該芯片被初始化后開始工作，電流通道和電壓通道的信號被片內放大器放大后，通過內部模數轉換器轉換為數字信號，再通 過高通濾波器消除了信號中的直流成分，將之送到能量計算引擎中算出功率和能量值，并存入 CS5460的寄存器中，然后通知 CPU 計算完畢，由 CPU將功率和能量值取走，同時也可輸出可編程的輸出可編程的輸出頻率來。在典型情況下，每秒能量寄存器都被讀取，因此， WDT 不會超時。 2)清除狀態(tài)寄存器 與其它的寄存器不同，狀態(tài)寄存器的位只能被清除（設置為邏輯 0）。當接收到一個開始轉換命令時，測量開始進行。 圖 CS5460 內部組成模塊 CS5460的引腳分配及功能 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 引腳 名稱 引腳功能 1 XOUT 晶體振蕩器輸出 2 CPUCLK： CPU 時鐘輸出 3 VD+ 數字電路電源正極 4 DGND 數字地 5 SCLK 串行時鐘輸入 6 SDO 串行數據輸出 7 CS 片選 8 NC 空腳 9 VIN+ 差分電壓正輸入端 10 VIN 差分電壓負輸入端 11 VREFOUT 參考電壓輸出 12 VREFIN 參考電壓輸入 13 VA 模擬地 14 VA+ 模擬電源正極 15 IIN 差分電流負輸入端 16 IIN+ 差分電流正輸入端 17 PFMON 電源掉電監(jiān)視輸出 18 NC 空腳 19 RESET 復位輸入 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） CS5460 的 主要技術指標： 差分電壓輸入范圍： 150mv。 CS5460 是一個高度集成的數模轉換器，它將兩個數模轉換單元，一個高速能量計算單元和一個芯片上的串行接口結合起來，他可以用于精確的測量和計算儀器，單相兩線或三線 電能表的應用程序 的 能量，瞬時功率， IRMS 和 VRMS。 電力用戶是我國電工儀器儀表最大的用戶群體，需求量占整個市場需求量的 90%，對該類產品的銷售起著決定性作用。 隨著高新技術尤其是電子信息技術的快速發(fā)展，電子式、多功能、高精度、多費率、自動抄表等產品的優(yōu)勢突顯，且 已經逐步成為電能表發(fā)展 的主流，在未來幾年里，這種趨勢將更加明顯。 CS5460 是一種帶有串行接口的單 向 雙向功率電能集成電路芯片，用它可以方便的組成多功能電子式電度表和分布式電能計量管理系統(tǒng)。 CS5460實現功率測量和用 STC89C52 單片機實現電能計量的方法是當下比較成熟的計算方法。住宅用電計量的最精確，并具成本效益的電表方案，打開了電表設計的新領域，是下一代民用電表的理想產品和最好的工業(yè)解決方案。 電度表的發(fā)展前景 城鄉(xiāng)電網改造，使電工儀器儀表行業(yè)步入了快速發(fā)展的軌道，同時也為行業(yè)企業(yè)提供了一個科技創(chuàng)新的平臺，電工儀器儀表生產企業(yè)抓住機遇，通過對國外先進技術的兼收并蓄，并高標準、高起點自主開發(fā)了一系列高技術產品。用 CS5460 可以方便的組成多功能電子式電度表和分布電度表和分布式電能計量管理系統(tǒng) 。 CS5460 的內部組成模塊如下： 一個電流通道可編程增益放大器，其增益為 10 和 50 可選； 前端調理模塊 電能表芯片 CS5460 模塊 單片機 STC89C52 模塊 液晶顯示模塊 被測交流或直流電壓 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 一個電壓通道固定增益放大器，其增益為 10； 兩個同時采樣的模數轉換器； 兩個高速數字濾波器； 兩個可選用的高通濾波器； 一個功率計算引擎； 一個 片內電壓基準； 一個可以檢測電力不足或電源故障的電源監(jiān)視器； 一個持續(xù)監(jiān)視串口通訊的看門狗； 一個內部時鐘發(fā)生器； 一個串行接口； 一個電能 /脈沖變換器； 一個校準用 其內部組成模塊如圖 1 所示。測量的結果是以 24位有符號或無符號數據形式輸出的，同滿量程的百分比形式一樣。當狀態(tài)寄存器的這一位恢復為無效時，中斷狀態(tài)被清除。每次能量寄存器被讀取，遞減計數都重新啟動。當計算周期結束時，狀態(tài)和屏蔽寄存器的 DRDY 被置位。所有寄存器都是 24位 地址名稱的說明 00000 配置寄存器 00001 電流偏移校準 00010 電流增益校準 00011 電壓偏移校準 00100 電壓增益校準 00101 數轉換整合以上（ N） 00110 脈沖率用于校準 /規(guī)模的能量頻率 00111 最后電壓值 01000 最后權價值 01001 最后的總能量值 01011 RMS 電流值 01100 RMS 電壓值 01101 定時基校正 01110 內部只使用? 01111 狀態(tài)寄存器 10000 保留 10111 保留 11000 內部只使用? 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 11001 內部專用? 11010 中斷屏蔽寄存器 11011 內部專用? 11100 保留 11111 保留 CS5460的工作過程 在 CS5460 執(zhí)行 的是瞬時 電流，瞬時電壓，瞬時電力， 能量 ， RMS 電流和 RMS電壓 的測量 。寄存器寫指令后必須跟 24 位數據，先寫命令字啟動寫操作，然后河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 隨著 24個連續(xù)的串行時鐘脈沖， CS5460A將從串行輸入引腳 SDI接收串行數據，一旦收到數據，狀態(tài)機便將數據寫入配置寄存器并返回到命令模式。 （ 2)由 VIN+ , VIN 輸入的 差模 電壓模擬信號由Σ模擬 — 數字轉換器進行轉換 ,獲得瞬時電壓，轉換后的數字信號被送入功率計算器。類似，取 RS=110K,將電流以差模電流的形式輸入到 CS5460 芯片中。采用 C51 進行單片機應用系統(tǒng)的程序開發(fā)，編譯器能自動完成變量的存儲單元的分配，編程者可以專注于應用程序的設計，可以對常用的接口芯片編寫通用的驅動函數，對常用的功能模塊和算法編寫相應的函數，可以方便地進行信號處理算法和程序的移植等等，從而加快了單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)速度。 3） 從外部存儲器讀原來保存的校準值，并將讀出的值寫入相應的校準寄存器。 4） 讀狀態(tài)寄存器，回寫狀態(tài)寄存器。 } 寫 CS5460一個字節(jié) void wr5460byte(uchar wrbyte) { uchar i。 SCLK=1。 CS=1。 else SDI=1。 3）設置時鐘。 disc = tab[disa]。 //下一個要顯示的位置 } } P2 = 0xff。該模塊將第一個 模塊得到的結果顯示到數碼管上，并存入存儲器內，同時累計得到電能，再乘以相應的比例系數則可以得到所測的真實值。 在整個設計過程中，龍老師每星期都定時與我們交流，聽取我們的設計進展，為我們解答設計過程中遇到的各種問題，并安排布置下一步的設計任務。我也從各位同學身上學到了很多東西，在此也向他們表示最誠摯的謝意！ 參看文獻 [1] 李全利，仲偉峰，徐軍．單片機原理及應用．北京：清華大學出版社， 2020， [2] 陳龍三． 8051 單片機 C 語言控制與應用．北京：清華大學出版社， 1999 [3] 張培仁．基于 C 語言編程： MCS51 單片機原理與應用．北京：清華大學出版社，2020 [4] 譚浩強． C 語言程序設計．北京：清華大學出版社， 2020 [5] 鄭文，趙偉等，電能自動抄表技術及相關思考、電測與儀表【 J】、 2020 [6] 趙偉，龐海波等，電能表的發(fā)展歷史、電測和儀表 [J]， 1999 [7] 劉樂善，微型計算機接口技術 原理及應用 [M]，華中理工大學出版社， 1999 [8] 付先學，智能電力監(jiān)測系統(tǒng)設計方案 [J],電測與儀表， 2020 [9] Henzinger T, Kirsch C, Majumdar R, et al. Timesafety checking for embedded programes. in the Intl. Workshop on Embedded Software of Lecture Notes in Computer Science, 2020. [10] Henzinger A Thomas, Benjamin Horowitz, Christoph Meyer Kirsch. Embedded Control Systems Development with Giotto. the Proceedings of the ACM Wor