【正文】 （ 2）管腳功能 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中： 第 1 腳 :VCC 為電源地 第 2 腳： VDD 接 5V 電源正極 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高（對比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 鬼影 ，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對比度）。功率計(jì)量部分包括 AD775分流器、分壓電流、基本電壓源、保護(hù)電路、光 耦合 器輸出電路 . (2)AD7755 在該芯片上集成了增益可選的放大器 (PGA)、增益固定的放大器、 16 位二階模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)、相位校正電路、可選的高通濾波器 (HPF)、數(shù)字乘法器、低通濾波器 (LPF)、數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器 (D/F)、電壓監(jiān)視器及 的內(nèi)部電壓基準(zhǔn)源。如 INTERSIL 公司的 ICL232 是彈片集成雙RS232 發(fā)送接收器，采用單一的 ++5V 電源供電外接至多 4 個(gè)電容、 2 只電阻可以構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 通信結(jié)構(gòu) .當(dāng)然也有 MAXIM 公司及其 HARRIS 公司等，雖然它們來自不同的廠家，但是他們的引腳功能是相互兼容，甚至可以互為代替。 RS232C 定義了 20 根信號(hào)線，其中最為常用的信號(hào)線的定義、分類及其功能 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 表 信號(hào)線的定義 RS232C 是為了促進(jìn)公用電話網(wǎng)絡(luò)的通信而制定的標(biāo)準(zhǔn)，其邏輯電平對地是對稱的，與 邏 輯電平完全不同 。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。 ⑦ 具有數(shù)據(jù)的 模 塊保護(hù)功能，可以保護(hù) 1/4,1/2 全部的 EEPROM，當(dāng)然也可以設(shè)置不保護(hù)狀態(tài) 。 PO 口每一個(gè)引腳可以帶 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載 : P1 口 ()是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/0 端口 (準(zhǔn)雙向并行 I/0 口 )，其輸出可以帶 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載。 ② GND:電源接地端 。 (2)AT89C51 根據(jù)時(shí)鐘模塊的時(shí)間設(shè)定，定時(shí)向脈沖計(jì)數(shù)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸命令，收集其電表中的數(shù)據(jù)，并根據(jù)設(shè)置好的約定，存儲(chǔ)于外部的 RAM 中，等待上位機(jī)的查詢，并 把沒反應(yīng)過來的上位機(jī)的號(hào)碼記錄下來，上傳給上位機(jī)。這套系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)對住戶用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且能對他們進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄和計(jì)算，并根據(jù) PC機(jī)的要求適時(shí)的傳送數(shù)據(jù)以供 查閱。 本課題研究的背景，目的和意義 長期以來水表，電表，氣表的抄收一 直采用傳統(tǒng)的人工查表方式，它是由抄表員上門逐家逐戶的抄錄用數(shù)據(jù)，并將查驗(yàn)結(jié)果記錄在紙上，然后再由人工進(jìn)行用量和收費(fèi)計(jì)算。同一電力線，在不同地點(diǎn)的等效阻抗也不完全相同，從戴氏定理可知，不同的等效端口得到的等效輸入阻抗是不一樣的。在同一變壓器區(qū)域下，一個(gè)集中器采集若千個(gè)采集器或電度表的數(shù)據(jù)，構(gòu)成一個(gè)總線型圖。 (2)電話線網(wǎng) 由于電話線網(wǎng)在城鎮(zhèn)的迅速普及 ,利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的方案。是指通過車載無線電自動(dòng)抄表。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。該課題對電力系統(tǒng)中電能管理有一定的適用價(jià)值，同樣還可以推廣到其他相 關(guān)的一些行業(yè)，有較高的社會(huì)推廣價(jià)值。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)抄表，能夠?qū)崿F(xiàn)住宅能耗計(jì)量的高質(zhì)量和高效率管理。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對于它們的抄收問題解決是否有效將直接影響到居住的安全 性、便捷性 ,也影響到物業(yè)管理工作。在進(jìn)行通信時(shí)，管理中心主機(jī)控制無線電臺(tái)發(fā)出呼叫命令，各集中器收到命令后進(jìn)行地址對比，如正確則發(fā)出應(yīng)答信號(hào)，完成數(shù)據(jù)鏈接的建立，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。但是由于電力線是非均勻的、不平衡的傳輸特性，其接上的負(fù)載阻抗也不匹配，所以信號(hào)也會(huì)遇到反射、駐波等現(xiàn)象 :信號(hào)衰減與頻率的關(guān)系，一般來說，頻率越大，則衰減得越厲害 。由于擴(kuò)頻器是利用 高速偽隨機(jī)碼 (PN)序列對發(fā)射信號(hào)調(diào)制，因此獲得的輸出信號(hào)的頻譜密度大大地降低了。 本文是基于單片機(jī)為主結(jié)構(gòu)搭建一個(gè)遠(yuǎn)程自超標(biāo)系統(tǒng)，以取代目前廣泛使 用的人工抄表，并消除其帶來的種種弊端，達(dá)到實(shí)時(shí)報(bào)表，準(zhǔn)確無誤，節(jié)省人力資源的目的。利用匯編語言編寫軟件來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，處理和保存。每一個(gè)部分的正確選擇與 設(shè)計(jì)，及其電路的連接對該系統(tǒng)的硬件電路而言是十分重要的。在片內(nèi)接至振蕩器的反向放大器輸出端和內(nèi)部時(shí) 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 鐘發(fā)生器輸入端。 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 P3 口 ()是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/0 口 (準(zhǔn)雙向并行 I/0 口 )，它還提供特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部隨機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?，其特殊功能引腳分配如下 : RXD 串行通信輸入 TXD 串行通信輸出 INTO 外部中斷 0 輸 入，低電平有效 INT1 外部中斷 1 輸入，低電平有效 TO 計(jì)數(shù)器 0 外部事件計(jì)數(shù)輸入端 T1 計(jì)數(shù)器 1 外部事件計(jì)數(shù)輸入端 WR 外部隨機(jī)存儲(chǔ)器的寫選通，低電平有效 RD 外部隨機(jī)存儲(chǔ)器的讀選通， 低電平有效 P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 0P 1 5P 1 4P 1 3P 2 5P 2 6P 2 7P 1 0P 1 1P 1 2P 1 6P 1 7R X D10I N T 012I N T 113T014T115WR16R D P 3 .717X T A L 218X T A L 119G N D20P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .7 ( A 1 5 )28P S E N29A L E30EA31P 0 .732P 0 .633P 0 .534P 0 .435P 0 .336P 0 .237P 0 .138P 0 .039V C C40P 1 .01P 1 .12P 1 .23P .1 34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R S T9P 2 .0 ( A 8 )21A T 8 9 C 5 1T X D11 圖 AT89C51 外形引腳 外圍存儲(chǔ)及其監(jiān)控電路模塊 X5405 是一種性能較高的可編程看門狗芯片，它集中了三種功能 :看門狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控、和 EEPROM 組合在單個(gè)封裝之內(nèi)?？撮T狗輸入，在看門狗定時(shí)器超時(shí)并產(chǎn)生復(fù)位之前，一個(gè)加載 WDI 引腳上的由高到低的電平的變換將復(fù) 位看門狗定時(shí)器。 USB 通信接口。而本系統(tǒng)中，單片機(jī)和網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的距離很近，可以直接連接，即選用近程通信方式。對于沒有士 12V 電源的場合的實(shí)用性更強(qiáng)，且其價(jià)格適中，硬件接口電路的簡單，都被廣泛的應(yīng)用。再將這個(gè)有功功率進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換為頻率，以低電平有效的方式從 Fl和 F2 輸出。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 U2 為差動(dòng)輸入電壓的有效值 (V)。 DS1302 與單片機(jī)之間能簡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 :1)RSTT,2)I/O,3)SCLK 串行時(shí)鐘。 2)相比前一種具有更好的硬件握手功能，它們的 “請求發(fā)送端 (RTS)”與自己的 “清除發(fā)送端 (CTS)”，使得當(dāng)設(shè)備向?qū)Ψ桨l(fā)送請求時(shí)，隨即通過自己的 “清除發(fā)送端 ”表示對方已經(jīng)響應(yīng)。 ① 通信速度和通信距離 通常標(biāo)準(zhǔn)串行接口的電氣特性都有滿足可靠性傳輸?shù)淖畲缶嚯x和最大傳輸速度的指標(biāo)，但這兩個(gè)指標(biāo)之間具有相關(guān)性，適當(dāng)?shù)慕档屯ㄐ潘俣?，可提高傳輸距離，反之亦然。 (3)X5045 的電路連接如圖 中的看門狗對系統(tǒng)提供保護(hù)功能，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障而超過設(shè)置時(shí)間時(shí)，電路中的看門狗將通過 RESET 信號(hào)向 CPU 做出反應(yīng)。 ③ 五種標(biāo)準(zhǔn)的開始復(fù)位電壓 。此外，在程序代碼燒錄至 8951內(nèi)部 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)。 ⑥ 共有 6 個(gè)中斷源， 2 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。由于干擾信號(hào)的干擾作用可能會(huì)使脈沖信號(hào)在產(chǎn)生和傳輸?shù)倪^程中發(fā)生錯(cuò)誤的計(jì)數(shù)。其中每個(gè)采集器要采集十幾戶到二十幾戶的電表脈沖，處理后變成抄表數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊衅髦?。這種接口具有抑制共模干擾的能力，因此抗干擾性能較 好，信號(hào)發(fā)送頻率最高可達(dá) 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 1OMHZ。高壓開關(guān)的操作，雷電，較大的負(fù)荷變化，以及電力線上的短路故障，通常持續(xù)時(shí)間較短，強(qiáng)度較大，不可預(yù)測性，能量高，頻譜寬等。 (1)低壓電力線載波通信 利用低壓電力線作為 AMR 系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)通道其運(yùn)行成本低，無疑是非常經(jīng)濟(jì)的方案。根據(jù)信道的介質(zhì)可以分為光纖、電話線和無線三種模式。隨著公用事業(yè)部門的現(xiàn)代化管理需要，智能化住宅概念的推廣，此項(xiàng)技術(shù)在近年來在國內(nèi)外取得了迅猛的發(fā)展。 RS2485 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 III 頁 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 I 頁 基于 AT89C51 的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 介紹了一種嶄新的以 AT89C51 單片機(jī)為核心器件 ,結(jié)合外部元件設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 AT89C51 singlechip microputer 。 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力部門。在這種方式下，信道的通信數(shù)據(jù)量較大，要求有一定的傳輸速率和帶寬。常用的模式有低壓電力線載波通信、 RS485 網(wǎng)等。還有大量的用電設(shè)備釋放出干擾，而這些干擾的瞬動(dòng)頻率、周期、相位、變化很大 ，即產(chǎn)生連續(xù)變化的 干 擾 。該標(biāo)準(zhǔn)采用集成電路，在一對平衡的互聯(lián)電纜上傳送差分信號(hào)，在接收端用差分接收器進(jìn)行信號(hào)判決。 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)構(gòu)成 圖 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的組成 (1)如圖 所示的自動(dòng)抄表系統(tǒng)體系。在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)計(jì)量準(zhǔn)確性的因素是脈沖信號(hào)是否有效。 ⑤ 芯片有 2 個(gè)十六位定時(shí)器 (計(jì)數(shù)器 )。如果是使用AT89C51 或其它內(nèi)部有程序空間的單片機(jī)時(shí)，此引腳接成高電平使程序運(yùn)行時(shí)訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)程序指針 PC 值超過片內(nèi)程序儲(chǔ)存地址 (如 8051/8751/89C51 的 PC 超過 OFFF 均時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序儲(chǔ)存器繼續(xù)運(yùn)行。 ② VCC 的降壓檢測和復(fù)位控制 。 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。2)抗干擾能力。 “數(shù)據(jù)終端就緒 ”和 “數(shù)據(jù)設(shè)備就緒 ”兩根線也是交叉相連，使得兩臺(tái)設(shè)備都能檢測出對方是否已經(jīng)準(zhǔn)備好。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒、分、時(shí)、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可以自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘還可以通過 AM/PM來決定采用什么時(shí)制。 U1 為差動(dòng)輸入電壓的有效值 (V)。 15 腳背光正極 12345678910111213141516V S SV C CV0RSR /39。這個(gè)頻率是對有功功率信號(hào)經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間累計(jì)后產(chǎn)生的，因此這個(gè)輸出頻率與平均有功功率成正比，有功功率的平均過程是隱含在數(shù) 字 —頻率轉(zhuǎn)換中完成的。 MAX232 芯片引腳如圖 所示 。當(dāng)兩臺(tái) PC 系列機(jī)近距離點(diǎn)對點(diǎn)通信，或 PC 系列機(jī)與外部設(shè)備進(jìn)行串行通信時(shí)，可將兩個(gè) DTE 直接相連，而省去作為 DCE 的調(diào)制解調(diào)器 MODEM，這種連接方式稱之為零 MODEM 連接。 所謂標(biāo)準(zhǔn)接口，就是明確 定義了若干信號(hào)線，使接口電路標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，借助于串行通信標(biāo)準(zhǔn)接口，同類型的數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以很容易的實(shí)現(xiàn)他們之間的串行通信。 ② SO:串行輸出， SO 是一個(gè)推 /拉串行數(shù)據(jù)輸出引腳，在讀數(shù)據(jù)時(shí)， 數(shù) 據(jù)在 SCK 脈沖的下降沿由這個(gè)引腳送出。 X5405 具有簡單的三線總線工作的串行外設(shè)接口 (SPI)和軟件協(xié)作。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，則此引腳接外部振蕩信號(hào)的輸入 ； ⑤ RST:AT89C51 的復(fù)位信號(hào)輸入引腳，高電位工作，當(dāng)要對芯片復(fù)位時(shí) ,只要將此引腳電位提升到高電位，并持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間， AT89C51 便能完