【文章內(nèi)容簡介】 011011 CF的最高輸出頻率(交流信號)SCFS1S0F14(HZ)CF的最高輸出頻率(HZ)100128*F1,F2=00064*F1,F2=10164*F1,F2=00132*F1,F2=11032*F1,F2=01016*F1,F2=11116*F1,F2=0112048*F1,F2=5570任務(wù)書中已明確給出,數(shù)字功率表測量范圍是:220V/:0～15A。這里我們選定F1和F2的儀表常數(shù)為100imp/kWhr,因此,在最大負載電流的情況下:負載最大功率是:220*15=3300W= ()F1,F2的最高輸出頻率是:*1h*100/3600s= ()在設(shè)計功率表時,通道2的標(biāo)稱電壓應(yīng)設(shè)在半滿刻度值,.,因此可得出S1=0,S0=1,F14=,從而提高計算精度,選定SCF=1,這樣CF引腳輸出的儀表常數(shù)就是6400imp/,所有參數(shù)就選定了.另外要注意,對電源部分應(yīng)該用10μF電容并聯(lián)100nF瓷介電容進行去耦濾波,可得功率計量模塊的詳細原理圖,. 功率計量模塊該部分是整個軟件設(shè)計的核心，智能電功率表的最基本的功能主要是通過該部分來實現(xiàn)的。，專用電能計量芯片ADE7755的CF引腳接至MCS51單片機的T0引腳，因此，這里的軟件設(shè)計思路就是：使定時/計數(shù)器T0工作在方式3下，即將T0分為兩個八位定時/計數(shù)器TH0和TL0使用（定時/計數(shù)器T1用于異步串行通信時設(shè)置波特率）。TH0計時間，TL0計來自ADE7755的CF引腳的外部脈沖數(shù),當(dāng)TL0計滿16個脈沖時，查看TH0計量的時間，記為t(s),由此便可計算功率值。由于本設(shè)計CF引腳的儀表常數(shù)是6400imp/kwh，16個脈沖即相當(dāng)于16/6400= *3600000=9000J的電量。時間t由兩部分num0和num1記錄，將TH0初值設(shè)置為56，則每（25656）*1μs=200μs產(chǎn)生一次中斷（晶振為12MHZ，時鐘周期為（1/12）μs，機器周期為1μs），這時num自加1，當(dāng)計滿16個脈沖后，將num的值賦給num0，num1則為計滿16個脈沖的那一刻，TH0的值。因此有時間t=（num0*200+（num156））μs。所以，功率P=電量/時間=9000*1000000/（num0*200+（num156））W (). TL0中斷 TH0中斷保護現(xiàn)場保護現(xiàn)場讀取TH0和num1的值num1自加1 重新置入TH0和num1初值并啟動計數(shù)恢復(fù)現(xiàn)場 恢復(fù)現(xiàn)場 返回 返回 (a)TL0中斷 (b)TH0中斷 功率計量流程圖 控制模塊該模塊是以MCS51單片機為核心部件,～,軟件部分采用程序查詢方式,以備擴展功能之用.為了盡量簡化硬件設(shè)計,AD7755的CF引腳輸出的脈沖信號直接接到MCS51單片機的T0引腳,以便其采用計數(shù)方式對脈沖計量. AD7755的REVP直接接到MCS51單片機的INT0引腳上,當(dāng)AD7755檢測到負功率時,就可以立即進入中斷處理,所以只需要4條位選線即可. ～,但由MCS51單片機的P0口是開漏輸出型電路,內(nèi)部沒有上拉電阻,一個10μF的電容和10KΩ的電阻組成的上電復(fù)位和手動復(fù)位電路.,只需外接振蕩源,就能產(chǎn)生一定頻率的時鐘信號送到單片機內(nèi)部的各個單元,在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為3V左右的正弦波時鐘信號,C2的作用有兩個:一是幫助振蕩器起振(C1,C2值大,起振速度慢。 C1,C2值小,起振速度快)。二是對振蕩器的頻率起微調(diào)作用(C1,C2值大,頻率略有降低。 C1,C2值小,頻率略有提高).由此可得原理圖,. 控制模塊,因機械觸點的彈性作用,在閉合與斷開的瞬間均有一個抖動過程,抖動時間一般在5～,因此必須消除鍵的抖動,只有這樣才能可靠地判斷鍵的狀態(tài).在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中,消除抖動有硬件和軟件兩種方法,延時10 ms后再檢測鍵是否仍然閉合,若是則確認(rèn)是一次真正的閉合,.在硬件設(shè)計中,由于只用到4個按鍵,占用一條數(shù)據(jù)線,當(dāng)其中任意一按鍵按下時,它所對應(yīng)的數(shù)據(jù)線的電平就變成低電平,讀入單片機就是邏輯0,表示鍵閉合,若無鍵閉合,:主程序查詢P1口低四位判斷是否全為1 是 否延時10MS繼續(xù)查詢P1口低四位判斷是否全為1 是 否0001執(zhí)行按鍵4的相應(yīng)程序執(zhí)行按鍵3的相應(yīng)程序執(zhí)行按鍵2的相應(yīng)程序執(zhí)行按鍵1的相應(yīng)程序 0010 0100 1000 鍵盤掃描流程圖 本設(shè)計中,按鍵1的功能是切換顯示功率和電量,即按一下可顯示功率,再按一下就可顯示電量,常顯即數(shù)碼管一直有顯示值, 按一下切斷負載,再按一下使其導(dǎo)通,以備擴展之用.當(dāng)出現(xiàn)負功率或接錯線時,ADE7755的引腳REVP出現(xiàn)高電平,利用該高電平,即MCU計算出的功率大于3300W(15A*220V=3300W)時,若小于某值,便可向該用戶發(fā)出遠程強制關(guān)斷的命令,通知該用戶及時充電. 這樣就可以實現(xiàn)超負荷運轉(zhuǎn)監(jiān)測,用戶竊電監(jiān)測和本地電量透支關(guān)斷等功能. 顯示模塊為了進一步簡化電路,本模塊采用4位一體的共陽極數(shù)碼管,用PNP管9015去驅(qū)動數(shù)碼管的段選線,+5V電源, ～,控制9015的導(dǎo)通與截止,送到四位一體共陽極數(shù)碼管的公共段選線上,需要注意的是,這里需串接8個470Ω的電阻,用來限流,保護數(shù)碼管. 顯示模塊:當(dāng)單片機的P0口輸出高電平時,PNP管9015的發(fā)射極到基極無壓降,因此4個9015均處于截止?fàn)顟B(tài),～, 9015的發(fā)射極到基極有壓降, ,對應(yīng)位的數(shù)碼管就被選中,在段選線上發(fā)出低電平,a～h中相應(yīng)的發(fā)光二極管就被點亮,即可呈現(xiàn)出所需的顯示碼.,四位一體共陽極數(shù)碼管將所有位的段選線并聯(lián)起來,由單片機的P2口控制,由于段選線是共用的,要讓各位數(shù)碼管顯示不同的字符,就必須采用掃描方式,再控制位選線,字符就顯示在指定位置上,持續(xù)1～5ms時間,然后關(guān)閉所有顯示。接下來又送出新的字段碼,按照上述過程又顯示在新的位置上,直到每一位數(shù)碼管都掃描完為止,因此當(dāng)掃描周期小到一定程度時,人就感覺不出字符的移動或閃爍,覺得每位數(shù)碼管都一直在顯示,達到一種穩(wěn)定的視覺效果.,:include include char code dispdata[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}。char data dis_data[4]。 /*要顯示的各位數(shù)*/void disp(char ch) /*顯示的4位數(shù)中第ch1位*/{ char data xh。 switch(ch) { case 0:xh=0xfe。break。 case 1:xh=0xfd。break。 case 2:xh=0xfb。break。 case 3:xh=0xf7。break。 } P2=dis_data[ch1]。 /*使對應(yīng)的顯示管顯示數(shù)值*/ P0=xh。 /*0即選中對應(yīng)的顯示管*/ }void delay(void) /*軟件延時1MS*/{ int data a=500。 while(a) _nop_()。 /*延時1個機器周期*/}void jsgw(double a) /*計算a各位數(shù)*/{ signed int data zh,n=0,i,b。 double data xi。 zh=(unsigned int)(a)。 xi=azh +。 b=zh。 while(b) { b/=10。 n++。 } if(n==0) {n=1。 dis_data[3]=dispdata[0]。} else for(i=0。in。i++) /*計算整數(shù)部分各位*/ { dis_data[4n+i]=dispdata[zh%10]。 zh/=10。 } dis_data[4n]amp。=0x7f。 /*加小數(shù)點*/ for(i=4n1。i=0。i) /*計算小數(shù)部分各位*/ { b=(signed int)(xi*10)。 dis_data[i]=dispdata[b]。 xi=xi*10b。 }} main(){ char data ch1, ch2。double data xszh=0。 /*要顯示的數(shù)*/ while(1) {jsgw(xszh)。 for(ch2=0。ch2ch1++) for(ch1=0。ch14。ch1++) /*循環(huán)顯示4位數(shù)*/ { disp(ch1)。 /*循環(huán)顯示每位數(shù)*/ delay()。 /*延時1MS*/ } xszh++。 delay()。 }為了充分利用四位一體數(shù)碼管, 以提高顯示的準(zhǔn)確率,在該模塊中,首先要將需顯示的數(shù)轉(zhuǎn)化為十進制數(shù),然后取該十進制數(shù)的前四位送到四位一體數(shù)碼管顯示,注意是用小數(shù)點區(qū)分整數(shù)部分和小數(shù)部