【正文】 enerated the PCB, welded the data acquisition circuit, using the Keil uVision2. Write the program. After debugging, the circuit board can accurately show the input of the effective value of voltage, current, power factor Angle and power in real time.Keywords: data acquisition circuit, PCB board, the program design目錄 摘 要 IAbstract II目錄 III前言 11 智能電表的概述 2 智能電表的定義 2 智能電表的結(jié)構(gòu)分類 2 智能電表的工作原理 32 智能電能表的設(shè)計(jì)方法 5 智能電能表的硬件組成 5 微處理器或微控制器 6 傳感器 6 信號(hào)調(diào)理 6 A/D轉(zhuǎn)換器 6 D/A轉(zhuǎn)換器 7 智能電能表的通信接口 7 智能電能表的軟件設(shè)計(jì)方法 8 智能電能表的抗干擾方法 103 智能電能表的硬件設(shè)計(jì) 11 電能表概述 11 電能表的總體方案設(shè)計(jì) 11 電能表的控制芯片AT89C51 13 單片微控制器、微處理器 13 AT89C51各主要引腳功能： 14 電能計(jì)量芯片 15 CS5460A的性能 16 CS5460A管腳說明 16 CS5460A外圍電路及供電電路設(shè)計(jì) 18 微控制器AT89C51與CS5460A的接口 18 電源模塊 19 電壓電流采樣模塊 20 顯示模塊 20 八段數(shù)碼管顯示器 21 數(shù)碼管與AT89C51的接口 22 按鍵組功能及與AT89C51總線口的連接 22 SPI接口型EEPROM與AT89C51的接口 23 X5045管腳分布 23 X5045功能描述 24 X5045硬件連接 25 時(shí)鐘模塊 26 。作為智能電網(wǎng)中最為基礎(chǔ)的設(shè)備之一，智能電表本身的節(jié)能技術(shù)也在不斷受到關(guān)注。智能電表通過用戶交費(fèi)對(duì)智能IC卡充值并輸入電表中，電表才能供電，表中電量用完后自動(dòng)拉閘斷電，從而有效地解決上門抄表和收電費(fèi)難的問題。這個(gè)比例就是所謂的電表常數(shù)(imp/kWh)，由于電路中所用的決定脈沖速度的定時(shí)元件大都是參數(shù)離散性較大的阻容元件，為了保證電度表的計(jì)量精度和產(chǎn)品的一致性，就必須在生產(chǎn)過程中加強(qiáng)對(duì)元件的篩選和對(duì)半成品的調(diào)校，也就是說要增加相應(yīng)的人力物力的投入并要延長生產(chǎn)周期，從而使電度表的生產(chǎn)費(fèi)用和成本有所增加。又如：采用專用的錳銅片進(jìn)行直接電流采樣的全電子電能表誤差可調(diào)整到+%，而采用電流互感器采樣，由于激磁電存在，若不采取補(bǔ)償措施，互感器本身誤 差就可能超過5%。目前智能電表大多都采用一戶一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)原則，但也有些廠家生產(chǎn)的多用戶集中式智能電表采用多戶共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，這樣對(duì)電能的計(jì)量只能采用分時(shí)排隊(duì)來進(jìn)行，勢必造成計(jì)量準(zhǔn)確度的下降，這點(diǎn)在設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)該注意。智能電能表硬件設(shè)計(jì)各功能環(huán)節(jié)如下: 微處理器或微控制器微處理器和微控制器在智能電能表中都是智能電能表的心臟，它們的結(jié)構(gòu)、特性對(duì)智能電能表的性能影響很大。信號(hào)調(diào)理的目的是對(duì)傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行必要的處理以滿足信號(hào)處理后繼環(huán)節(jié)的需要，使其輸出信號(hào)適應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)的工作。 D/A轉(zhuǎn)換器微處理器輸出的數(shù)字控制信號(hào)通過D/A轉(zhuǎn)換，將離散時(shí)刻輸出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成為離散模擬信號(hào)，為實(shí)現(xiàn)智能控制創(chuàng)造了必要條件。因此，RS232C驅(qū)動(dòng)器與TTL電路連接必須經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換。但由于總線負(fù)載問題，同一個(gè)PCI總線上只能掛4到8個(gè)器件。纜線型1394總線可支持63個(gè)器件。再將程序流程圖的一列操作用機(jī)器碼或匯編語言或高級(jí)語言譯成處理器能處理的機(jī)器代碼。硬件抗干擾技術(shù)主要包括濾波技術(shù)(無源濾波和有源濾波)、去耦技術(shù)、屏蔽技術(shù)、隔離技術(shù)、接地技術(shù)等。這里主要介紹根據(jù)智能小區(qū)家庭型用戶電能計(jì)量系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)的一種智能型多功能復(fù)費(fèi)率電能表。其中，電能表部分需要電流互感器、電壓互感器把照明電路中的22OV電壓和大電流(10A)變換成電能計(jì)量芯片所要求的輸入電壓和輸入電流范圍之內(nèi)。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3口管腳 備選功能P30 RXD（串行輸入口）P31 TXD（串行輸出口）P32 /INT0（外部中斷0）P33 /INT1（外部中斷1）P34 T0（記時(shí)器0外部輸入）P35 T1（記時(shí)器1外部輸入）P36 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P37 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。各管腳功能說明如下: CS5460A的引腳圖XOUT、XIN:系統(tǒng)時(shí)鐘輸出引腳和系統(tǒng)時(shí)鐘輸入引腳。僅在 有效時(shí)才識(shí)別時(shí)鐘信號(hào)。:電能輸出引腳。IIN+、IIN:電流通道的差分模擬輸入引腳。 CS5460A外圍電路及供電電路設(shè)計(jì) CS5460A外圍電路、供電電路及與AT89C51的接口電路，參考電壓輸入端(VREFIN)和參考電壓輸出端(VREFOUT)，模擬電源負(fù)引腳(VA)也直接接地。、P1P12引腳分別與CS546OA的SDI、SDO、SCLK引腳交換數(shù)據(jù)。CS5460A的電源電壓提供方式可以采用外接直流穩(wěn)壓電源供電，或通過變壓器Tl變壓成12V直流電壓后再用分壓的方式供電也可使用鋰電池供電三種方式，從可靠性和實(shí)用性來說選擇通過變壓器降壓的方式為CS5460A供電，變壓器Tl變比選擇220V/12V，因此在變壓器的次級(jí)可得到12v的交流電壓。在照明電力干線中，相電壓有效值為22Ov，線電流可以選擇10A的有效值，在這種條件下，假定電力線上的最大額定電壓為30OV，最大額定電流為30A。二是為IIN+輸入引腳提供限流保護(hù)。如下圖所示。 數(shù)碼管與AT89C51的接口 SMS0601與AT89C51的接口電路利用AT89C51的P2P24分別與SMS06O1的串行數(shù)據(jù)輸入引腳(DI)、串行移位脈沖輸入引腳(CLK)連接。其方法是:給P0P0P0P07列線均置成低電平，然后將行線電平狀態(tài)讀入累加器中。當(dāng)其為低電平時(shí)，寫操作被禁止。 X5045功能描述X5045把上電復(fù)位控制、看門狗定時(shí)器、電源監(jiān)控和塊鎖存保護(hù)的串行的EEPROM四種功能集成在單個(gè)封裝內(nèi)，從而提高了自身可靠性，降低了系統(tǒng)成本，并減少了對(duì)電路板空間的要求。 X5045硬件連接 X5045的硬件連接電路圖X5045的復(fù)位引腳RESET與AT89C51的復(fù)位引腳相連為AT89C51提供復(fù)位信號(hào)，從而起AT89C51單片機(jī)的看門狗電路的作用。GND:接地引腳。當(dāng)大于+，給DS13O2供電；當(dāng)大于+，給DS13O2供電。將結(jié)果存放到擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)，然后退出中斷服務(wù)程序進(jìn)入過程1。寫到寄存器的命令必須緊跟2或3字節(jié)的數(shù)據(jù)。在讀寄存器的數(shù)據(jù)時(shí)AT89C51可以發(fā)送一個(gè)新的命令。最高有效位MSB(位7)必須為邏輯1，如果它是0，禁止寫DS1302。在片選信號(hào)（）為低電平并且寫保護(hù)信號(hào)（）為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)在串行時(shí)鐘信號(hào)SCK的上升沿由時(shí)鐘同步輸入。在主程序中每循環(huán)一次主程序就判斷一次“是否有按鍵按下”的事件。 掃描程序流程圖 八段數(shù)碼管在電能表中顯示功能實(shí)現(xiàn)在程序設(shè)計(jì)中顯示器緩沖區(qū)被定義在從單片機(jī)片內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的50H—56H單元。主程序需要調(diào)用的子程序包括打印機(jī)查詢、送數(shù)子程序PRSUB1，打印字符串子程序PRSUB2。致謝參考文獻(xiàn)[1] 邊春遠(yuǎn), 王志強(qiáng). 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序[M]. 人民郵電出版社, 2004.[2] 孫涵芳, 許愛欽. 單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社, 2008.[3] 胡學(xué)海. 單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 電子工業(yè)出版社, 2010.[4] 朱勇清. 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M]. 華大學(xué)出版社, 2007.[5] 王義軍. 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書[M]. 中國電力出版社, 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；調(diào)用命令字寫入子程序MOV R2，42HMOV R3，03HWR_LP2: MOV R7，08HMOV A， R2WR_LP1: RLC AMOV 5DI，CSETB SCLRCLR SCLRDJNE R7，WR_LP1DEC