【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路，見圖311。外接晶振時(shí)，C1和C2值通常選擇為30pF左右；外接陶瓷諧振器時(shí)C1和C2約為47pF。CC2對(duì)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(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)靠近。復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，它的作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部分都處在一個(gè)相同的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。單片機(jī)的整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外部分，外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)通過復(fù)位引腳RST進(jìn)入片內(nèi)斯密特觸發(fā)器在與片內(nèi)復(fù)位電路相連。單片機(jī)的外部復(fù)位電路由上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種。上電復(fù)位利用電容器充電來實(shí)現(xiàn)；在按鍵手動(dòng)復(fù)位中本設(shè)計(jì)采用按鍵電平復(fù)位。(3)　。 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)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(shù)在我國(guó)電度表校驗(yàn)上應(yīng)用大約有近三十年的歷史，在這段時(shí)間里隨著計(jì)量表計(jì)的精度及計(jì)量裝置自動(dòng)化程度的提高，光電采樣器也有了較大的改進(jìn)。光電采樣器的物理基礎(chǔ)是光電效應(yīng)，它通常是由光源、光通道、光電轉(zhuǎn)換器件和測(cè)量電路四部分組成。 光電式傳感器的組成基于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的精度要求，一般地光電采樣器無法解決因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)間較長(zhǎng)、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(duì)于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)，GST4光電采樣器非常適合本設(shè)計(jì)要求。GST一4型光電采樣器采用雙光點(diǎn)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(xué)結(jié)構(gòu)不同于普通光電采樣器，它采用的是兩個(gè)發(fā)射光，兩個(gè)接收光點(diǎn)及一個(gè)亮度較弱的參照光點(diǎn)對(duì)光，這樣就大大減少對(duì)光中的盲目性，只需把三個(gè)光點(diǎn)調(diào)成一條直線，對(duì)光即告完成。GST一4型的光電系統(tǒng)見圖，它是由兩個(gè)發(fā)光器件F1 、F2和兩只光敏接收元件Sl、S2，以及一只對(duì)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(diǎn)在鋁盤上有一個(gè)距離為dl且dld。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)把d設(shè)計(jì)為5mm，這樣對(duì)鋁盤5mm內(nèi)的光斑均不會(huì)產(chǎn)生脈沖。、S2為接收管，G為對(duì)光點(diǎn)，在對(duì)接過程中，只需調(diào)動(dòng)手輪，使三個(gè)光點(diǎn)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(jiǎn)單。(2) GST一4光電采樣器的優(yōu)點(diǎn)GST一4型光電采樣器采用雙光點(diǎn)對(duì)光、發(fā)光、接受，平行式安裝采樣參照對(duì)光光點(diǎn)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(diǎn)：1) 對(duì)光速度快：因采用專用光線反射成像系統(tǒng)和參照對(duì)光系統(tǒng)，只需將三個(gè)光點(diǎn)調(diào)成一條直線就完成了對(duì)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(duì)抗干擾作了合理的設(shè)計(jì)，可抗除5mm的斑點(diǎn)和毛刺。 光電采樣器設(shè)計(jì)電路(1) 。 采樣器基本電路(2) 。光電采樣器有三個(gè)引腳，一個(gè)為接+5V電壓的電源引腳，一個(gè)為接入單片機(jī)的輸入接口，另一個(gè)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(shí)際上就是一個(gè)“降流”變壓器。在測(cè)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(diǎn)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(cè)量時(shí)將被測(cè)電路的導(dǎo)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(fù)載電流，而與二次側(cè)無關(guān)。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(diǎn)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(chǎng)檢測(cè)電流。采用鉗形互感器，現(xiàn)場(chǎng)不用停電接線，避免了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)需要停電接線的麻煩。考慮到方便檢測(cè)這一問題，我們選擇鉗形電流互感器。本設(shè)計(jì)中，鉗形電流互感器采用哈爾濱三達(dá)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(jí): ；4) 負(fù)載: ≤4Ω。(2) 測(cè)量方法及要求：測(cè)量前應(yīng)估計(jì)被測(cè)電流的大小，選擇適當(dāng)?shù)牧砍蹋瑢?duì)被測(cè)電流大小不好預(yù)測(cè)時(shí)，應(yīng)將量程開關(guān)置于最高檔，然后根據(jù)測(cè)量值的大小，變換到合適量程。適用于10A以下電纜的在線測(cè)量。Q8A型要求負(fù)載≤4Ω(mA輸出)，在本設(shè)計(jì)中選用的負(fù)載為3Ω。 Q8A型電流互感器 電流互感器的連接。 電流互感器設(shè)計(jì)電路根據(jù)此型號(hào)電壓互感器的要求，接入負(fù)載為3Ω的電阻來實(shí)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(gòu)造和連接方式也相似。電壓互感器的主要特點(diǎn)是容量很小，最大不過數(shù)百伏安。它的另一特點(diǎn)是二次測(cè)所接的測(cè)量?jī)x表和繼電器電壓線圈阻抗很大，接近于空載狀態(tài)下運(yùn)行。在本設(shè)計(jì)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(chǎng)使用。本設(shè)計(jì)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(diǎn)角差：5；4) 過載倍數(shù)：。5) 誤差線性度：(2) 電壓互感器的特點(diǎn)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(jī)械和耐環(huán)境性能好，電壓隔離能力強(qiáng)，安全可靠。(3)使用環(huán)境條件1) 環(huán)境溫度：40℃～+85℃；2) 相對(duì)濕度：溫度為40℃時(shí)不大于90%。(4)工作頻率范圍：20Hz～20KHz。(5)絕緣耐熱等級(jí)：B級(jí)（130℃）(6)安全特性 1) 絕緣電阻：常態(tài)時(shí)大于1000MΩ；2) 抗電強(qiáng)度：可承受工頻2500V/1分鐘；3) 阻 燃 性：符合UL94Vo級(jí)。(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(shè)計(jì)電路 電能計(jì)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(jì)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(hào)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(hào)帶寬）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過高通濾波器消除直流成分后送到能量計(jì)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(shí)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(diǎn)(1) 在40℃～+85℃％，可大幅度降低電表的例行檢查和校準(zhǔn)的要求。(2) 具有電流、電壓兩個(gè)輸入通道,可測(cè)量正、負(fù)輸人信號(hào)。電流通道包括一個(gè)可編程增益放大器, 可以直接測(cè)量電流經(jīng)采樣轉(zhuǎn)變成的177。30mV或177。150mV的輸人信號(hào)；電壓通道帶有測(cè)量放大器, 可直接測(cè)量177。150mV的輸入信號(hào)。其電流與電壓通道間的相位誤差可內(nèi)部數(shù)字校準(zhǔn), 可以使用單＋5V、177。10％電源供電。(3) CS5460的內(nèi)部電路可進(jìn)行大部分的計(jì)算工作，使其對(duì)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(shí)器（Watch Dog Timer）與內(nèi)部電源監(jiān)視器；(5) 具有瞬時(shí)電流、瞬時(shí)電壓、瞬時(shí)功率、電流有效值、電壓有效值、功率有效值測(cè)量及電能計(jì)量功能；(6) 提供了外部復(fù)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(shí)鐘最高頻率可達(dá)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(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率的測(cè)量和用電量累積等功能。 基本結(jié)構(gòu)與技術(shù)指標(biāo)(1) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)CS5460內(nèi)部集成了兩個(gè)△∑A/D轉(zhuǎn)換器、高、低通數(shù)字濾波器、能量計(jì)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(shí)器等模擬、數(shù)字信號(hào)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(shí)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(shí)鐘輸入；SDO（Pin 6）：串行數(shù)據(jù)輸出；CS（Pin 7）：片選；NC（Pin