【正文】 R1=200,R2=500K,得到其變比系數(shù)為 2500。 四 ． 硬件電路設計 單相電度表的工作原理： （ 1)前端電路調(diào)理模塊 把所輸入的大電壓電流信號轉(zhuǎn)變成 CS5460 可接受的小電壓信號 ，以差模電壓或電流的形式輸入進去 。需要 注意的是：一些命令字在執(zhí)行時受周期計數(shù)寄存器和配置寄存器內(nèi)容的影響，需要先對周期計數(shù)器和配置寄存器內(nèi)容進行正確設置。二進制編碼的 0到 31。當接收到一個開始轉(zhuǎn)換命令時，測量開始進行。超時被編程為大約 5秒。當狀態(tài)寄存器的一個位有效，并且屏蔽寄存器相應的位是邏輯 1， 信號被激活。 CS5460 可以測量瞬間電流，瞬間電壓，瞬間功率，能量， RMS 電流和 RMS 電壓。 由于是 單供應， CS5460適用于一般模式信號。 ] 三 系統(tǒng)硬件組成介紹 CS5460 簡介 CS5460是 CRYSTAL公司最新推出的帶有串行接口的單相雙向功率 /電能計量集成電路芯片 ,該芯片比目前比較流行的電子電度表芯片如 AD7750、 AD7755 更容易實現(xiàn)與微處理器的連接。 隨著電能管理的現(xiàn)代化，需要訪問電能表很多信息，同事決策還要與電能表進行雙向通訊，由于數(shù)字乘法器型電能表是以微處理器為核心，所以功能容易擴展，易和配電自動化系統(tǒng)集成， CS5460 是一種帶有串行接口的單相雙向功率電能集成電路芯片。 目前我國高校學生公寓普遍采用限電措施來控制學校電能利用 ,公寓管理社會化后 ,限制學生用電將改為鼓勵學生安全用電 ,從而將采用限制安全功率、限制基本電費、超量收費的形式。 該系統(tǒng)由前端電路調(diào)理模塊，電能表芯片 CS5460 模塊，單片機 STC89C52 模塊，顯示模塊，存儲模塊等組成。 其中 使用CS5460 芯片設計的簡單單 相電度表可以用于工業(yè)現(xiàn)場的電量數(shù)據(jù)采集和簡單的功率計算， 使用 CS5460 芯片設計的數(shù)字電表適用于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(chǎn)品和最好的工業(yè)解決方案。 電度表的發(fā)展 作為測量電能的專用儀表電能表，自誕生至今已有 100 多年的歷史。國家城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造結(jié)束后，電工儀器儀表行業(yè)進入了平穩(wěn)過渡期，出現(xiàn)了短暫的低潮，但行業(yè)的發(fā)展并未停滯，以華立集團、寧波三星、林洋電子等為代表的行業(yè)企業(yè)在低谷中不斷拓寬服務 領域，尋求新的發(fā)展空間，從而在競爭中提高企業(yè)的核心競爭力 . 經(jīng)過國內(nèi)外市場的凈化和洗禮，產(chǎn)品也發(fā)生了質(zhì)的變化，開始從單純量的增長向技術(shù)創(chuàng)新過渡，并步入高質(zhì)量、高技術(shù)、高附加值時代，生產(chǎn)模式逐步向集約化大規(guī)模轉(zhuǎn)變，核心競爭力不斷增強，產(chǎn)品出口主要以電能表、便攜式電表為主，出口輻射到幾十個國家。 CS5460 具有 低成本分流或變壓器測量電流接口，與測量電壓 的 電阻分壓器或變壓器。 溫度系數(shù)： ＜ 60ppm/℃ 。當計算周期結(jié)束時，狀態(tài)和屏蔽寄存器的 DRDY 被置位。當向狀態(tài)寄存器寫入字時，字中的任何 1 都可以清除狀態(tài)寄存器相應的位，其它位保持不變。在將看門狗用在其他方面時，必須能夠保證能量寄存器至少每 5 秒讀取一次。 SCS5460 寄存器配置 CS5460 內(nèi)部集成了包括偏置寄存器，增益寄存器，脈沖速率寄存器和參數(shù)寄存器等 16 個寄存器，還集成了串行口發(fā)送寄存器，串行口接受寄存器和一個命令解釋狀態(tài)機，用于完成 CS5460 的設置，采集數(shù)據(jù)的存儲和串行輸入輸出的 SDI SDO SCLK CS5460 /RESET /INT /CS STC89C52 INT1 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 控制，圖 為內(nèi)部寄存器分配圖。 圖 寫時序 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 圖 讀時序 寄存器讀寫命令如下： 其中， W／ R 為 0 讀寄存器，為 1 寫寄存器， RA（ 0～ 4）寄存器地址說明如下： 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， 00010：電壓增益校準， 00101：轉(zhuǎn)換次數(shù)， 00110：能量， 00111：最新電流， 01000：最新電壓， 01001：最新功率， 01111：狀態(tài)寄存器， 10000：交流電流偏移寄存器， 10001：交流電壓偏移寄存器 CS5460 實現(xiàn)瞬時電壓、瞬時電流、瞬時功率的測量 , 電壓和電流通道輸入信號被送到 cs5460 功率計算單元，由輸入 的瞬時電壓值和瞬時電流值計算得到瞬時功率值，同時還可以通過輸入的瞬時電壓值和瞬時電流值得到電壓和電流的有效值。通過 SDI 引腳寫入命令后，可從 SDO 引腳讀出數(shù)據(jù) 電壓、電流有效值可直接從電壓有效值寄存器、電流有效值寄存器中讀取。 3） CS5460 根據(jù)采 樣電路輸入的瞬時電壓、瞬時電流計算出瞬時功率 ,然后把瞬時電壓、瞬時電流及瞬時功率由雙向串行接口傳送給單片機 STC89C52。 N L 圖 前端電路調(diào)理模塊 SCLK VIN+ SDO VIN SDI IIN+ CS IIN RESET INT CS SDI SCLK 前 端 電 路 調(diào) 理 模 塊 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 電能芯片 CS5460 模塊 經(jīng)調(diào)理 電路的調(diào)理的電壓信號，電流信號通過 IIN+,IIN,VIN+,VIN接口送入電能表芯片 CS5460， 芯片被初始化后開始工作，電流電壓通道的采樣信號被片內(nèi)放大器放大，經(jīng)內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，在通過高通濾波器消除直流分量 ， 并由計算引擎 計算出瞬時功率，在此過程中也可以算出瞬時電壓，瞬時電流，根據(jù)采樣頻率的設定值可以計算出電能值，電流有效值，電壓有效值，并將其存入相應的寄存器中，然后將單片機與其相連，從而將芯片寄存器中的電能值，電壓有效值，電流有效值讀出，并送于液晶顯示 單片機與 CS5460 的連接圖如圖 ： CS5460 STC89C52 圖 單片機 STC89C52 與 CS5460 的連接圖 單片機 STC89C52 模塊 本次系統(tǒng)設計中采用的是 C52 單片機，是 C51 單片機的增強版，其引腳及其功能與 C51 單片機類似，其引腳圖如下所示 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） STC89C52 液晶 顯示模塊 本次設計的單相電度表中，單片機通過液晶的串口向液晶寄存器寫命令，進而實現(xiàn)對液晶顯示的控制 ，圖 是單片機與液晶模塊連接圖。當代碼長度超過 4KB 以上時， C51 比匯編語言具有較為明顯的優(yōu)勢。 5） 清狀態(tài)寄存器。 寫 CS5460 void wr5460(uchar mand,uchar wh_byte,uchar wm_byte,uchar wl_byte) { CS=0。i8。 SDI=1。 val=0。 _nop_()。 顯示程序代碼： void display(void) //六位數(shù)碼管顯示程序， disdat[]是要顯示的內(nèi)容（是 0～ 9的數(shù)字）， xsd是在那一位顯示小數(shù)點 { uchar i,disa,disb,disc。amp。 本文所研究的基于CS5460 的單相電度表測量系統(tǒng)設計就是一個高精度芯片和單片機的應用。 2）程序的編寫。龍老師要指導很多同學的畢業(yè)設計，加上本 來就有的教學任務，工作量之大可想而知。 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） void wr5460byte(uchar wrbyte)。 sbit SDO = P1^1。 INT=1。 /*讀狀態(tài)寄存器 */ wr5460(0x5e,rh_byte,rm_byte,rl_byte)。 wr5460byte(wl_byte)。 } /************************************************************* 寫 CS5460 一個字節(jié) **************************************************************/ void wr5460byte(uchar wrbyte) { uchar i。 SCLK=1。 if(SDO) val=val | 0x01。 } /************************************************************** 延時程序 延時時間＝ n*15 us **************************************************************/ void delay(uint n) { do { _nop_()。 _nop_()。 extern void yj_clrtext(void)。 extern void yj_clxy(uchar x,uchar y,uchar cd,uchar kd)。 extern uchar rh_byte。 uchar irms_h,irms_m,irms_l。}。 do { cjdat()。 pyg_l=rl_byte。 vrms_l=rl_byte。 [2]=pyg_m。 [0]=0x0。 yj_clrgraph()。 dishz(20,63,mA)。 dishz(9,42,zfbuf)。 /*定時計數(shù)器方式 T1 amp。 /*啟動 T2運行 */ ES=1。i++) { SBUF = a[i]。 if (rspoint 4) { if (recbuf[4] != 0x0a) { rspoint