【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)部時鐘電路，見圖311。外接晶振時，C1和C2值通常選擇為30pF左右；外接陶瓷諧振器時C1和C2約為47pF。CC2對頻率有微調(diào)作用，晶體或陶瓷諧振器的頻率范圍可在0MHz～24MHz/33MHz之間選擇。為了減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定可靠地工作，振蕩器和電容應盡可能安裝得與單片機靠近。復位是單片機的初始化操作，單片機在啟動運行時，都需要先復位，它的作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部分都處在一個相同的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。單片機的整個復位電路包括芯片內(nèi)、外部分，外部電路產(chǎn)生的復位信號通過復位引腳RST進入片內(nèi)斯密特觸發(fā)器在與片內(nèi)復位電路相連。單片機的外部復位電路由上電自動復位和按鍵手動復位兩種。上電復位利用電容器充電來實現(xiàn)；在按鍵手動復位中本設計采用按鍵電平復位。(3)　。 單片機外圍電路設計圖 光電采樣器的選擇及接口電路 光電采樣器的選擇光電采樣技術在我國電度表校驗上應用大約有近三十年的歷史，在這段時間里隨著計量表計的精度及計量裝置自動化程度的提高，光電采樣器也有了較大的改進。光電采樣器的物理基礎是光電效應，它通常是由光源、光通道、光電轉(zhuǎn)換器件和測量電路四部分組成。 光電式傳感器的組成基于本設計系統(tǒng)的精度要求，一般地光電采樣器無法解決因為工作時間較長、在電度表盤形成的銹斑或表面毛刺，引起的誤脈沖的問題，給校表工作帶來了極大的不便。由于以上原因,對于本設計系統(tǒng)，GST4光電采樣器非常適合本設計要求。GST一4型光電采樣器采用雙光點平行式安裝，判斷電路的新型采樣方式，克服了以往的采樣缺陷。(1) GST一4型光電采樣器的原理GST一4的光學結(jié)構不同于普通光電采樣器，它采用的是兩個發(fā)射光，兩個接收光點及一個亮度較弱的參照光點對光，這樣就大大減少對光中的盲目性，只需把三個光點調(diào)成一條直線，對光即告完成。GST一4型的光電系統(tǒng)見圖，它是由兩個發(fā)光器件F1 、F2和兩只光敏接收元件Sl、S2，以及一只對光管G組成。 光電系統(tǒng) 從圖中可以看到FF2之間的距離為d，這樣就能保證射出的光點在鋁盤上有一個距離為dl且dld。根據(jù)經(jīng)驗把d設計為5mm，這樣對鋁盤5mm內(nèi)的光斑均不會產(chǎn)生脈沖。、S2為接收管，G為對光點，在對接過程中，只需調(diào)動手輪，使三個光點在鋁盤上，成一直線，就告完成。這種從上面發(fā)射，下面接收的光路，打破了傳統(tǒng)光電采樣器的在同一水平面上左發(fā)射，右接收的方式，保證了有兩條反射光路在Sl，S2上成像，使光電采樣器感光更簡單。(2) GST一4光電采樣器的優(yōu)點GST一4型光電采樣器采用雙光點對光、發(fā)光、接受，平行式安裝采樣參照對光光點以及專用的反射光線成像系統(tǒng)和專用數(shù)字電路，它除無需調(diào)整之外，主要有以下優(yōu)點：1) 對光速度快：因采用專用光線反射成像系統(tǒng)和參照對光系統(tǒng)，只需將三個光點調(diào)成一條直線就完成了對光過程。2) 基本上排除所有干擾：產(chǎn)生干擾無非是鋁盤的銹斑和毛刺，本產(chǎn)品從光路和電路兩方面對抗干擾作了合理的設計，可抗除5mm的斑點和毛刺。 光電采樣器設計電路(1) 。 采樣器基本電路(2) 。光電采樣器有三個引腳，一個為接+5V電壓的電源引腳，一個為接入單片機的輸入接口，另一個為接地的端子。 電流互感器的選擇與連接 電流互感器的選擇電流 互 感 器實際上就是一個“降流”變壓器。在測量中，一般規(guī)定它的二次繞組的額定電流為5A。其主要特點是:它 的 一 次 繞組的匝數(shù)比二次繞組少得多，并且串于一次電路中。有些電流互感器僅有鐵芯和二次繞組，測量時將被測電路的導線直接穿過鐵芯。這些電流互感器稱為穿心式互感器。一次繞組中的電流幾完全取決于一次電路中的負載電流，而與二次側(cè)無關。電流互感器有固定式與鉗形供電互感器幾種。在供電電路中接入固定式的電流互感器，其優(yōu)點是固定式互感器中磁路是封閉的，因而具有較好的線形和較小的相移，可以得到較高的精度，但需要停電接線，不便于現(xiàn)場檢測電流。采用鉗形互感器，現(xiàn)場不用停電接線，避免了現(xiàn)場檢測需要停電接線的麻煩?？紤]到方便檢測這一問題，我們選擇鉗形電流互感器。本設計中，鉗形電流互感器采用哈爾濱三達德公司生產(chǎn)的MG8系列鉗形電流互感器Q8A型。(1) 其主要參數(shù)如下：1) 一次電流: 10A；2) 二次電流: 10mA；3) 等級: ；4) 負載: ≤4Ω。(2) 測量方法及要求：測量前應估計被測電流的大小，選擇適當?shù)牧砍蹋瑢Ρ粶y電流大小不好預測時，應將量程開關置于最高檔，然后根據(jù)測量值的大小，變換到合適量程。適用于10A以下電纜的在線測量。Q8A型要求負載≤4Ω(mA輸出)，在本設計中選用的負載為3Ω。 Q8A型電流互感器 電流互感器的連接。 電流互感器設計電路根據(jù)此型號電壓互感器的要求，接入負載為3Ω的電阻來實現(xiàn)此要求。 電壓互感器的選擇與連接 電壓互感器的選擇電壓互感器的工作原理與變壓器相同，構造和連接方式也相似。電壓互感器的主要特點是容量很小，最大不過數(shù)百伏安。它的另一特點是二次測所接的測量儀表和繼電器電壓線圈阻抗很大，接近于空載狀態(tài)下運行。在本設計中電壓互感器采用固定式，接線端使用線夾。此種方法沒有改變電壓互感器本身固有的特性，接線端使用接線夾，也免去了拆線的麻煩，便于現(xiàn)場使用。本設計采用山東力創(chuàng)科技有限公司生產(chǎn)的LCTV3JCF系列微型精密電壓互感器,其主要資料如下。(1) 其主要參數(shù) 1) 額定輸入電壓：220VAC；2) 額定輸出電壓：；3) 額定點角差：5；4) 過載倍數(shù)：。5) 誤差線性度：(2) 電壓互感器的特點1) 體積小，精度高；印刷線路板直接焊接安裝，使用方便，外形美觀；2) 全封閉，機械和耐環(huán)境性能好，電壓隔離能力強，安全可靠。(3)使用環(huán)境條件1) 環(huán)境溫度：40℃～+85℃；2) 相對濕度：溫度為40℃時不大于90%。(4)工作頻率范圍：20Hz～20KHz。(5)絕緣耐熱等級：B級（130℃）(6)安全特性 1) 絕緣電阻：常態(tài)時大于1000MΩ；2) 抗電強度：可承受工頻2500V/1分鐘；3) 阻 燃 性：符合UL94Vo級。(7) 。 LCTV3JCF系列微型精密電壓互感器 電壓互感器的連接 電壓互感設計電路 電能計量芯片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。芯片被初始化后開始工作，電流和電壓通道的采樣信號被片內(nèi)可調(diào)增益放大器放大，經(jīng)內(nèi)部轉(zhuǎn)換器（16位分辨率、2kHz信號帶寬）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過高通濾波器消除直流成分后送到能量計算引擎中，算出功率和能量值并存入CS5460的內(nèi)部寄存器中，然后通知CPU將功率和能量值取走，同時芯片也直接輸出可編程的頻率脈沖來表示能量。 CS5460芯片有如下功能特點(1) 在40℃～+85℃％，可大幅度降低電表的例行檢查和校準的要求。(2) 具有電流、電壓兩個輸入通道,可測量正、負輸人信號。電流通道包括一個可編程增益放大器, 可以直接測量電流經(jīng)采樣轉(zhuǎn)變成的177。30mV或177。150mV的輸人信號；電壓通道帶有測量放大器, 可直接測量177。150mV的輸入信號。其電流與電壓通道間的相位誤差可內(nèi)部數(shù)字校準, 可以使用單＋5V、177。10％電源供電。(3) CS5460的內(nèi)部電路可進行大部分的計算工作，使其對外部微控制器功能的需求降到最低。(4) 具有片內(nèi)看門狗定時器（Watch Dog Timer）與內(nèi)部電源監(jiān)視器；(5) 具有瞬時電流、瞬時電壓、瞬時功率、電流有效值、電壓有效值、功率有效值測量及電能計量功能；(6) 提供了外部復位引腳；(7) 雙向串行接口與內(nèi)部寄存器陣列可以方便地與微處理器相連接；(8) 外部時鐘最高頻率可達20MHz；(9) 具有功率方向輸出指示。這些增加的功能更加便于與微處理器（MPU）接口，并能方便地實現(xiàn)電壓、電流、功率的測量和用電量累積等功能。 基本結(jié)構與技術指標(1) 內(nèi)部結(jié)構CS5460內(nèi)部集成了兩個△∑A/D轉(zhuǎn)換器、高、低通數(shù)字濾波器、能量計算單元、串行接口、數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器、寄存器陣列和看門狗定時器等模擬、數(shù)字信號處理單元。(2) 引腳排列及功能。 CS5460芯片引腳排列圖XOUT（Pin 1）：晶體振蕩器輸出；CPUCLK（Pin 2）：CPU時鐘輸出；VD+（Pin 3）：數(shù)字電路電源正極；DGND（Pin 4）：數(shù)字地；SCLK（Pin 5）：串行時鐘輸入；SDO（Pin 6）：串行數(shù)據(jù)輸出；CS（Pin 7）：片選；NC（Pin 8 、Pin 18）：空