【文章內容簡介】 這樣大大地減輕了單片機的負擔，從而可以節(jié) 省出指令周期來完成一些其他的更加實用的功能。而且 外部的調理可以使用低成本的分流器或互感器測量電流，使用分壓電阻或電壓互感器測量電壓。與方案一相比，大大的降低了信號調理的難度和復雜度 。從穩(wěn)定性方面考慮， 集成芯片的性能往往更為可靠。 綜上所述，我們決定采用方案二。 硬件方案設計 信號的采集與調理 信號調理分為電流調理和電壓信號調理兩部分，原理圖如圖 4。 測量儀同兩個電流式互感器將單相電中的電壓、電流信號轉為小的電流信號， OP07 和一個電阻 I/V 轉換，得到可供 CS5463 測量的 低壓 信號。選用 的 OP07 是一種低噪聲高精度運放，177。 3V ～177。 22V 寬電壓供電而且失調電壓小。 圖 4 （ 1） 電壓調理電路，大電壓信號通過 2A/2mA 的互感器 SPT204B 轉為小電壓，經實驗該互感器在 10KHz 以下無明顯衰減，不會對電信號 50次內諧波成分有影響?；ジ衅饕淮蝹?接 2 個 150K 的電阻，副邊 上 通過OP07 負輸入和輸出端之間的電阻 R1 將電流信號轉化為電壓信號。考慮到 CS5463 差模輸入 電壓 為 150mv， R1 取 100Ω，便可實現 0～ 450v 范圍測量 ，互感器原、副邊電流為 。 增加 C1 是為了對互 感器產生的相位變化進行補償，另外 CS5463也可進行小角度校驗。 R3 和 C2 可濾除 15KHz 以上的信號。 低通濾波截止頻率 12f RC? π = 100 10???= （ 2） 電流調理電路，為擴展 0～ 20A 的測量范圍，經輸入電流按 0～1A、 1～ 20A 分為兩 檔。 CS5463 測電流一路內帶 ? ? 50 兩檔，因此外部硬件不必再分檔就可實現寬范圍精確測量。系統(tǒng)設計中， 0～ 20A 電流經 20A/20mA互感器 SCT220B縮小， R2進行 I/V轉化， R2 取 ， CS5463電流 測量 差模輸入 電壓 為 0～ 150mV， 0～ 1A 時采用 ? 50。兩檔用繼電器T3 和中間繼電器 T2 切換，小電流一路接 LM311 組成的過壓比較器，當電流超過小檔位上限時，單片機中斷迅速切換檔位。電路中 C C R5作用與電壓調理電路部分的相同。 CS5463 模擬電源輸入端口 VA+接 5V,為與 TTL 電平匹配，數字電源輸入端口 VD+接 。電壓差模輸入負端 VIN 接地，正端接調理后電壓信號； CS5463 接線圖 電流差分輸入 負端與地相連，正端接調理后電流信號。 CS5463 控制引腳以及串口引腳、能量脈沖數出引腳 (E E E3)與單片機相應端口相連。 原理圖中 T1 為關斷電路供電的繼電器，由 端口控制 ，實現預購電量不足或過壓、過流時切斷電路 。 T1 為中間繼電器驅動大繼電器模式，原理圖 中只為示意。 顯示模塊 液晶顯示模塊采用 HS12864，該液晶的特性主要由 ST7920 決定， ST7920 同時作為控制器和驅動器，它可提供 33 路 輸出和 64 路 seg 輸出。在驅動器 ST7921 的配合下，最多可以驅動 256 32 點陣液晶。 HS12864的指令集如下圖所示： Hs12864 指令集 該液晶具有 SPI串口，其串口的時序圖如下圖所示： 液晶串口時序圖 PSB 接低時 ,串口模式被選擇。在該模式下，只用兩根線 (SID 與SCLK)來完成數據傳輸。當同時使用多顆 ST7920 時， CS 線被配合使用，CS 是高有效。 ST7920 的他不時鐘 SCLK 有獨 立的操作時序，當多個連續(xù)的指令需要被送入時，指令執(zhí)行時間需要被考慮。必須等待上一個指令執(zhí)行完畢才送入下一個指令，因為 ST7920 內部沒有傳送 /接收緩沖區(qū)。 一個完整的串行傳輸周期由以下部分組成： 首先送入啟動字節(jié)，送入 5 個連續(xù)的“ 1”用來啟動一個周期，此時傳輸計數被重置，并且串行傳輸被同步。緊接的兩個位指定傳輸方向（ RW，確定讀還是寫）和傳輸性質（ RS，確定是命令寄存器還是數據寄存器），最后的第八位是一個“ 0”。送完啟動字節(jié)之后，可以送入指令或是顯 示數據（或是字型代碼）。指令或者代碼是以字節(jié)為單位的 ，每個字節(jié)的內容（指令或數據）在被送入時分為兩個字節(jié)來處理：高四位放在第一個字節(jié)的高四位，低四位放在第二個字節(jié)的高四位。無關位都補“ 0。 液晶的串行接線圖如下圖 5 圖 5 圖 5 電源模塊 電源模塊主要采用芯片 780 7905 芯片構成 ， 用 78/79 系列三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓 IC 型號中的 78 或 79 后面的數字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 7806 表示輸出電壓為正 6V， 7909 表示輸出電壓為負 9V。 圖 6 上圖為電源模塊的接線圖，由上圖可知我們可以得到 +5/5v 的電源電壓，以便給單片機供電。其中 的電壓可通過 和 的電阻分壓得到。 充電時鐘模塊 系統(tǒng)要求分時計量以及延時報警，就需要時鐘保持芯片，模塊采用DS1302。 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片內含有一個實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM 通過簡單的串行接口與單片機進行通信實時時鐘 /日歷電路提供秒 、 分 、 時 、 日 、 日期 、 月年的信息每月 的天數和閏年的天數可自動調整時鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時格式 DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信僅需用到三個口線 1 RES 復位 2 I/O 數據線 3 SCLK 串行時鐘時鐘 /RAM 的讀 /寫數據以一個字節(jié)或多達 31 個字節(jié)的字符組方式通DS1302 工作時功耗很低保持數據和時鐘信息時功率小于 1mW。 圖 7 其接線圖如圖 7 所示，