【正文】 R3DJNE R2，WR_LP2RET；數(shù)據(jù)讀取子程序，將讀出的數(shù)據(jù)的高、中、低字節(jié)存放到42H、41H、40H中RD_DATA； LCALL WR_COMMOV R2，42HMOV R3，03HRD_LP2: MOV R7，08HMOV R0，0FEHRD_LP1: CLR SCLKMOV C，SD0RLC AMOV R1，AMOV A，R0RLC AMOV R0，AMOV SDI，CSTEB SCLKMOV A，R1DJNE R4，RD_LP1MOV R2，ADEC R2DJNE R3，RD_LP2RET在電能表中當(dāng)單片機(jī)AT89C51需要讀取CS5460A的寄存器獲取瞬時(shí)電流、瞬時(shí)電壓、瞬時(shí)功率，設(shè)置CS5460A的寄存器的值時(shí)，都是通過調(diào)用這兩個(gè)程序來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)CS5460A的寄存器的訪問都是通過SPI串行口進(jìn)行的。每一個(gè)功能單元的程序?qū)崿F(xiàn)方法可以分以下幾部分說明: CS5460A與單片機(jī)的數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)方法CS5460A芯片內(nèi)部包括16個(gè)24位寄存器：配置寄存器、直流電流偏移寄存器、交流電壓寄存器、AC/DC電流增益寄存器、AC/DC電壓增益寄存器、周期計(jì)數(shù)寄存器、脈沖速率寄存器、有符號(hào)寄存器、無符號(hào)寄存器、時(shí)基校準(zhǔn)寄存器、功率偏移寄存器、交流電流偏移寄存器、交流電壓偏移寄存器、狀態(tài)寄存器、屏蔽寄存器、控制寄存器。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，在電路設(shè)計(jì)過程中使用了三態(tài)門74LS125再經(jīng)一個(gè)反相器74LS04進(jìn)行控制()。I/O:數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。寫保護(hù)引腳()與電源相連?？撮T狗定時(shí)器對(duì)CPU(或MCU)提供了獨(dú)立的保護(hù)機(jī)制。 X5045管腳分布圖RESET:復(fù)位輸出引腳。鍵盤中哪一個(gè)鍵被按下是列線逐行置低電平后，檢查行線輸入狀態(tài)?？梢圆樵兯矔r(shí)電流值，瞬時(shí)電壓值，電壓有效值，電流有效值，各時(shí)段值的設(shè)置值。當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，對(duì)應(yīng)的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合而顯示的各種字符。在電壓通道中的電阻、電容所起的作用與電流通道中的電阻、電容所起的作用相同，其典型取值也是相同的。但是在實(shí)際使用中，交流信號(hào)的波形通常不是以準(zhǔn)確的正弦曲線形式出現(xiàn)，為了在兩個(gè)輸入通道允許有一些超范圍的信號(hào)進(jìn)入。電源電路中設(shè)計(jì)由兩個(gè)一階無源RC濾波網(wǎng)絡(luò)組成的二階濾波電路濾掉直流電壓中的噪聲信號(hào)。另外，使用AT89C51的外部中斷12(INTO)接收CS546OA的電能輸出引腳()輸出的表示電能的脈沖信號(hào)，當(dāng)AT89C51接收到一個(gè)脈沖時(shí)發(fā)生中斷使存放累計(jì)電能值的存儲(chǔ)單元的值按一個(gè)脈沖所代表的電能數(shù)增加。根據(jù)單相電子式電能表使用的具體情況在系統(tǒng)時(shí)鐘輸出引腳(XOUT)和系統(tǒng)時(shí)鐘輸入引腳(XIN)=1的分頻系數(shù)為CS546OA提供系統(tǒng)時(shí)鐘。DGND:數(shù)字地。當(dāng)電能輸出為負(fù)時(shí)此引腳輸出一脈沖。:片選引腳。另外也可通過 XIN引腳使用外部的CMOS時(shí)鐘為CS5460A提供系統(tǒng)時(shí)鐘。X2：來自反向振蕩器的輸出。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。根據(jù)此方案設(shè)計(jì)的復(fù)費(fèi)率電能表系統(tǒng)的硬件原理在以下幾節(jié)詳細(xì)說明。用經(jīng)濟(jì)手段鼓勵(lì)用戶在低谷時(shí)段用電。因此，除了采取硬件抗干擾方法外，還要采取軟件抗干擾措施。在所有的工作完成之后還要進(jìn)行文件編制。一般長(zhǎng)度為幾米，IEEE1394和USB都是串行協(xié)議，然而USB和IEEE1394比其競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)由更大的技術(shù)互補(bǔ)性，USB屬于低帶寬到中帶寬，而IEEE1394屬于中到高帶寬。3. USB總線通用串行總線(USB)是一種外設(shè)總線標(biāo)準(zhǔn)。MC1489，75189(從RS232C到TTL的電平轉(zhuǎn)換)。選擇D/A芯片時(shí)，主要考慮芯片的性能、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用特性。 A/D轉(zhuǎn)換器微處理器能處理的信號(hào)應(yīng)是數(shù)字信號(hào)，因此，在智能電能表的輸入通道中加入能把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的芯片即A/D轉(zhuǎn)換器。根據(jù)智能電能表控制功能和測(cè)量功能的不同選用合適的單片機(jī)作為智能電能表的核心，從而提高智能電能表的整體性能。作為一個(gè)完整的智能電能表還應(yīng)包括輸入通道和輸出通道。 智能電表的工作原理用戶持IC卡到供電部門交款購(gòu)電，供電部門用售電管理機(jī)將購(gòu)電量寫入IC卡中，用戶持IC卡在感應(yīng)區(qū)刷非接觸式IC卡(簡(jiǎn)稱刷卡，下同)，即可合閘供電，供電后將卡拿走。全電子式電度表　　當(dāng)前電子式電能表對(duì)用戶用電采樣方式主要有兩種形式。 智能電表的結(jié)構(gòu)分類目前，國(guó)內(nèi)智能電度表從結(jié)構(gòu)上大致可分為機(jī)電一體式和全電子式兩大類。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各地對(duì)于電能需求量也隨之急劇增加，電力已經(jīng)成為國(guó)家最重要的能源。智能電表最初的安裝目的是提升遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程開關(guān)等業(yè)務(wù)的效率。傳統(tǒng)電表只能顯示總體用電量，而且需要人工抄表，浪費(fèi)了大量的人力物力。所以智能電表技術(shù)的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 26 DS1302與AT89C51的硬件連接 26 通斷電控制電路 274 電能表的軟件設(shè)計(jì) 29 電能表的軟件實(shí)現(xiàn) 29 CS5460A與單片機(jī)的數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)方法 29 對(duì)日歷/時(shí)鐘DS1302的讀寫操作的軟件實(shí)現(xiàn) 33 在電能表中對(duì)串行EEPROM的讀寫 33 矩陣鍵盤鍵功能處理程序 36 八段數(shù)碼管在電能表中顯示功能實(shí)現(xiàn) 37 打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 38總結(jié) 40致謝 41參考文獻(xiàn) 42 IV 基于單片機(jī)的智能電表的設(shè)計(jì)前言智能電表已經(jīng)開始慢慢取代傳統(tǒng)的電表進(jìn)行正式使用。因?yàn)橹悄茈姳硇枰褂脤Ｓ玫碾姵兀绻悄茈姳砗芎碾?，電池的壽命就?huì)縮短，表內(nèi)電池電量不足還會(huì)影響計(jì)量和用戶用電。并對(duì)用戶的購(gòu)電信息實(shí)行微機(jī)管理，方便進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、收費(fèi)及打印票據(jù)等。另外這種結(jié)構(gòu)的電度表在數(shù)據(jù)收集和用戶繳費(fèi)方式上與老式的機(jī)械表沒什么區(qū)別，應(yīng)屬淘汰產(chǎn)品。利用互感器采樣的的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性較強(qiáng)，線路簡(jiǎn)單，成本低。2 智能電能表的設(shè)計(jì)方法 智能電能表的硬件組成智能電能表中均含有微處理器或微控制器，在微處理器或微控制器的外圍進(jìn)行設(shè)備的擴(kuò)展如程序存儲(chǔ)器ROM、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、鍵盤、顯示器、報(bào)警裝置和通信口。微處理器也是一種通用器件，如果給予足夠的外部支持電路和處理時(shí)間，它幾乎可以完成任何任務(wù)，數(shù)據(jù)處理和控制是微處理器的兩個(gè)主要用途。信號(hào)調(diào)理可以改善信號(hào)質(zhì)量，還可以補(bǔ)償傳感器的非線性，提高信噪比，增強(qiáng)信號(hào)的環(huán)境抗干擾能力等。在D/A轉(zhuǎn)換接口設(shè)計(jì)中主要考慮的問題是D/A轉(zhuǎn)換芯片的選擇、數(shù)字量的碼輸入及模擬量的極性輸出、參考電壓電流源、模擬電量輸出的調(diào)整與分配等。轉(zhuǎn)換芯片有MC1488，75188(從TTL到RS232C的電平轉(zhuǎn)換)。價(jià)廉的PCI芯片組和廣泛應(yīng)用的PCI外設(shè)可以促使PCI總線成為嵌入式領(lǐng)域的事實(shí)上的總線標(biāo)準(zhǔn)。纜線越長(zhǎng)它所能夠處理的數(shù)據(jù)率就越低。查錯(cuò)和調(diào)試是智能電能表軟件設(shè)計(jì)中找出并改正邏輯錯(cuò)誤或與硬件有關(guān)的程序錯(cuò)誤的關(guān)鍵。竄入智能電能表的干擾，其頻譜往往很寬，且具有隨機(jī)性，采用硬件抗干擾方法，只能抑制某個(gè)頻率段的干擾，仍有一些干擾會(huì)侵入系統(tǒng)。復(fù)費(fèi)率電能表是一種根據(jù)用電的峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)各時(shí)段的設(shè)定值計(jì)算用戶總的用電量和峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)的用電量的電能表，使供電局能實(shí)施峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)各時(shí)段不同的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。電能計(jì)量芯片根據(jù)其內(nèi)部的瞬時(shí)電壓和瞬時(shí)電流計(jì)算瞬時(shí)功率，再輸出脈沖驅(qū)動(dòng)機(jī)械式計(jì)數(shù)器或者步進(jìn)電機(jī)計(jì)算用電電量。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。RST：復(fù)位輸入。X1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。并通過片內(nèi)的分頻單元的分頻得到相應(yīng)的時(shí)鐘頻率。SDO:串行數(shù)據(jù)輸出引腳。:電能方向指示引腳。VD+:正數(shù)字電源。這使得片上模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的參考電壓為O伏。CS546OA的片選引腳 接地，使其始終保持有效狀態(tài)。變壓器次級(jí)接二極管的作用是為后繼電路提供直流電壓(即起全波整流作用)。對(duì)于正弦曲線的交流信號(hào)，電壓/。 和的典型值取47O歐。共陰和共陽結(jié)構(gòu)的LED數(shù)碼管顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的。 按鍵組功能及與AT89C51總線口的連接電能表上的所有按鍵可提供用戶按鍵查詢本月的峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)各時(shí)段的用電量以及本月用電總量，上月的峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)各時(shí)段的用電量以及上月用電總量，上上月的峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)各時(shí)段的用電量以及上上月用電總量。如果有鍵按下，總會(huì)有一根行線電平被拉至低電平，從而使行輸入不全為零。在寫操作過程中，除必須保持低電平外，必須保持高電平。上電復(fù)位控制的功能是在電源穩(wěn)定和振蕩器可靠振蕩條件下允許處理器執(zhí)行代碼。AT89C51的PlPIPIP17引腳分別與X5045的、SO、SI、SCLK引腳交換數(shù)據(jù)。SCLK:串行時(shí)鐘輸入引腳。 DS1302與AT89C51的硬件連接 通斷電控制電路 通斷控制電路對(duì)由過電壓、過電流和欠電壓造成的斷電保護(hù)可以由用戶自己通過電能表上的送電鍵恢復(fù)自家的通電狀態(tài)；對(duì)由于用戶欠交電費(fèi)而停電的情況，用戶不能給自家送電，而需要由電力管理部門的管理人員控制。其主要包括起動(dòng)轉(zhuǎn)換命令，SYNC0命令，SYNC1命令，上電命令、掉電命令、校準(zhǔn)命令，寄存器讀/寫命令。串行口一旦接收到新的命令，它就立即執(zhí)行并可能結(jié)束前一個(gè)寄存器讀。位6為邏輯0指定時(shí)鐘/日歷數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)的傳輸都是以高位在前的方式進(jìn)行傳送。當(dāng)查詢有鍵被按下時(shí)，程序按以下方法進(jìn)行處理:軟件延時(shí)一段時(shí)間再判斷鍵盤狀態(tài)，如果仍為有鍵按下狀態(tài)，則認(rèn)為有一個(gè)確認(rèn)的鍵按下，否則按鍵抖動(dòng)處理。對(duì)于兩個(gè)時(shí)間間隔符的顯示，在主程序中只需給50H單元送數(shù)01H或02H即可實(shí)現(xiàn)。這兩個(gè)子程序的編制如下:PRSUB1: MOVX A，DPTR ；查詢打印機(jī)是否處于忙狀態(tài)JB ，PRSUB1MOV A，R1 ；R1在主程序中被賦予打印指令代碼MOVX DPTR，A ；送打印機(jī)命令、數(shù)據(jù)后啟動(dòng)RETPRSUB2: MOVX A，DPTR ；片外讀取，產(chǎn)生信號(hào)JB ，PRSUB2 ；查詢打印機(jī)是否處于忙狀態(tài)LP： MOV A，R4 ；R4存放字符串的表首偏移量MOVC A，A+PC ；查表取打印數(shù)據(jù)MOVX DPTR ；數(shù)據(jù)送打印機(jī)LP1： MOVX A，DPTR ；查詢數(shù)據(jù)是否打印完JB ，LP1INC R4MOV A，R4 ；打完，指向下一數(shù)據(jù)XRL A，R3 ；R3存放字符串表尾偏移量加1的數(shù)據(jù)JNZ LPRET 43 總結(jié)本論文主要研究了智能電度表的硬件設(shè)計(jì)，在硬件的研制過程中考慮到了可靠性