【導(dǎo)讀】智能電表在傳統(tǒng)電能表的基本功能上新增了自動化功能和智能化功能，智能電表內(nèi)部帶有功能較強(qiáng)的MCU，具備雙向通信、雙向計量和強(qiáng)大的控制功能。本次設(shè)計的主要內(nèi)容是以單片機(jī)為核心，具備雙向多費(fèi)率計量、用戶控制、數(shù)據(jù)雙向通信、防竊電功能等多種智能化功能的智能電表。其是以微處理器或微控制器芯片為核心的可以存儲大量的測量信息并具有對測量結(jié)果進(jìn)行實時分析、綜合和做出各種判斷能力的儀器。智能電能表一般具有自動測量功能，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，進(jìn)行自動調(diào)零和單位換算功能，能進(jìn)行簡單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡單的報警功能。隨著微電子高新技術(shù)和電子工業(yè)的高速發(fā)展以及用電負(fù)荷特性的不同，對電能計量精度提出了新的要求，電子式電能表越來越顯示出其優(yōu)越性。

　　

【正文】 計中，選擇了看門狗定時周期位600ms。表1 X5045命令集指令名指令格式操作WREN00000110設(shè)置寫使能鎖存器(允許寫操作)WRDI00000100復(fù)位寫使能鎖存器(禁止寫操作)RDSR00000101讀狀態(tài)寄存器WRSR00000001寫狀態(tài)寄存器(塊鎖定位)READ0000A011從所選地址的存儲器陣列開始讀出數(shù)據(jù)WRITE0000A010把數(shù)據(jù)寫入所選的存儲器陣列(1—4字節(jié))串行輸入線(51)上輸入的數(shù)據(jù)在SCK的上升沿被鎖存，數(shù)據(jù)在SCK的下降沿輸出到串行輸出線(50)上。AT89C51與X5045的接口軟件包括設(shè)置寫使能鎖存器子程序(COMMSUB)，讀狀態(tài)寄存器子程序X_RDSR，字節(jié)讀子程序X_RDBYTE，字節(jié)寫子程序X_WRBYTE，復(fù)位看門狗子程序WATCHDOG。對設(shè)置寫使能鎖存器子程序、復(fù)位寫使能鎖存器子程序、寫狀態(tài)寄存器子程序來說，可以通過給數(shù)據(jù)緩沖區(qū)寫入不同的命令字調(diào)用同一子程序，根據(jù)X5045的讀寫操作時序編寫的在電能表主程序中調(diào)用的子程序。COMMSUB： CLR P17 ；P17接X5045的串行時鐘引腳SCKCLR P13 ；P13接X5045的片選引腳MOV A，R1 ；R1用于存放命令字CALL OUTDATACLR P17SETB P13RETX_RDSR: CLR P17 ；P17接X5045的串行時鐘引腳SCKCLR P13 ；P13接X5045的片選引腳MOV A，R1 ；R1用于存放命令字CALL OUTDATACALL INDATACLR P17SETB P13RETX_WRBYTE： CLR P17CLR P13MOV A，R1MOV B，R2MOV C，MOV ，CCALL OUTDATA ；發(fā)送寫指令CALL A，R3 ；R3用于存放地址的低位字節(jié)CALL OUTDATA ；發(fā)送地址MOV A，R2CALL OUTDATACLR P17SETB P13RETX_RDSR: CLR P17 ；P17接X5045的串行時鐘引腳SCKCLR P13 ；P13接X5045的片選引腳MOV A，R1 ；R1用于存放命令字MOV B，R2 ；R2用于存放地址的高位字節(jié)MOV C，MOV ，CCALL OUTDATACALL A，R3CALL OUTDATAMOV A，R2CALL INDATACLR P17SETB P13RETOUTDATA: MOV R4，08HOUT1: CLR P17RLC AMOV P16，C ；P16接X5045的串行輸入引腳SETB P17DJNZ R4，OUT1CLR P16RETINDATA： MOV R4，08HOUT2: SETB P17CLR P17MOV C，P15 ；P15接X5045的串行輸出引腳RLC ADJNZ R4，OUT2CLR P16RETWATCHDOG： CLR P13SETB P13RET電能表的鍵盤處理程序采用編程掃描工作方式進(jìn)行處理。在主程序中每循環(huán)一次主程序就判斷一次“是否有按鍵按下”的事件。當(dāng)查詢有鍵被按下時，程序按以下方法進(jìn)行處理:軟件延時一段時間再判斷鍵盤狀態(tài)，如果仍為有鍵按下狀態(tài)，則認(rèn)為有一個確認(rèn)的鍵按下，否則按鍵抖動處理。在確認(rèn)有鍵按下的條件下，通過掃描的方式求取鍵值。鍵閉合一次僅進(jìn)行一次鍵功能操作。對于需要多個組合鍵才能完成的功能來說，把多次所得的鍵值相加后送寄存器A，然后完成相應(yīng)功能。鍵掃描程序流程圖如圖12。鍵掃描程序流程圖中的12ms軟件延時用來消除鍵抖動現(xiàn)象的。當(dāng)有多個鍵被依次按下時，把每次按下的鍵值存于緩沖區(qū)中，當(dāng)沒有鍵按下時再把鍵值總和送寄存器A中，根據(jù)A中的鍵值和執(zhí)行相應(yīng)功能。圖12 掃描程序流程圖液晶顯示器SMS0601的程序由生產(chǎn)公司隨帶產(chǎn)品提供，只需用戶根據(jù)需要填寫用戶程序。在電能表部分需要顯示的內(nèi)容包括時間、電量、單位為伏特的電壓、單位為安培的電流。在程序設(shè)計過程中在主程序中根據(jù)需要顯示二進(jìn)制數(shù)字查表得到相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字的顯示代碼，然后把相應(yīng)的顯示代碼送顯示器緩沖區(qū)，最后調(diào)用顯示程序顯示電量或時間。在程序設(shè)計中顯示器緩沖區(qū)被定義在從單片機(jī)片內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲器空間的50H—56H單元。對于兩個時間間隔符的顯示，在主程序中只需給50H單元送數(shù)01H或02H即可實現(xiàn)。給出顯示碼的查表子程序:；入口條件：待查找的內(nèi)容在A中，表格的首地址在DPTR中，兩者的值根據(jù)主程序確定FDS： PUSH DPHPUSH DPLMVOC A，@A+DPTRPOP DPLPOP DPHRETTAB1： DB 0EEH，028H，0CDH，6DH，2BHDB 67H，0E3H，2CH，0EFH，06FH；第6個LED的代碼以及第4個LED在作為時間顯示是的代碼表TAB2： DB 0FEH，038H，0DDH，7DH，3BHDB 77H，0F3H，3CH，0FFH，07FH；第4個LED在用作電量顯示是的代碼表打印機(jī)接口的時序圖表明了8位并行數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)選通信號的上升沿被打印機(jī)讀入機(jī)內(nèi)鎖存。打印機(jī)“忙”狀態(tài)信號BUSY高電平有效，高電平狀態(tài)表明打印機(jī)正忙于處理數(shù)據(jù)，此時，單片機(jī)AT89C51不得使用數(shù)據(jù)選通信號向打印機(jī)送入新的數(shù)據(jù)。當(dāng)打印機(jī)的應(yīng)答信號低電平有效時，表明打印機(jī)己取走數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)。在打印程序中的常數(shù)、符號、標(biāo)記、參數(shù)等不變的字符存放在AT89C51單片機(jī)的片內(nèi)程序存儲器中，需要打印的數(shù)據(jù)從電量存儲單元取出，打印數(shù)據(jù)從日歷/時鐘芯片中取出。在打印機(jī)的打印控制程序中，數(shù)據(jù)的打印順序是按照從上到下、從左到右的順序打印字符、數(shù)據(jù)。在主程序中主要是給需要調(diào)用的子程序的緩沖空間賦值，判斷打印條件是否滿足，從電量存儲空間讀取電量值和其他數(shù)據(jù)。主程序需要調(diào)用的子程序包括打印機(jī)查詢、送數(shù)子程序PRSUB1，打印字符串子程序PRSUB2。這兩個子程序的編制如下:PRSUB1: MOVX A，@DPTR ；查詢打印機(jī)是否處于忙狀態(tài)JB ，PRSUB1MOV A，R1 ；R1在主程序中被賦予打印指令代碼MOVX @DPTR，A ；送打印機(jī)命令、數(shù)據(jù)后啟動RETPRSUB2: MOVX A，@DPTR ；片外讀取，產(chǎn)生信號JB ，PRSUB2 ；查詢打印機(jī)是否處于忙狀態(tài)LP： MOV A，R4 ；R4存放字符串的表首偏移量MOVC A，@A+PC ；查表取打印數(shù)據(jù)MOVX @DPTR ；數(shù)據(jù)送打印機(jī)LP1： MOVX A，@DPTR ；查詢數(shù)據(jù)是否打印完JB ，LP1INC R4MOV A，R4 ；打完，指向下一數(shù)據(jù)XRL A，R3 ；R3存放字符串表尾偏移量加1的數(shù)據(jù)JNZ LPRET總結(jié)經(jīng)過為期三個月的努力將自己的畢業(yè)論文寫完，在寫的過程中遇到不少的困難，但經(jīng)過團(tuán)隊的協(xié)商、詢問導(dǎo)師、翻閱圖書資料將其一一的解決，自是一個學(xué)習(xí)機(jī)械專業(yè)的對單片機(jī)應(yīng)用握程度不如機(jī)械傳動應(yīng)用的那么如魚得水，但在三個月的不斷地努力，堅持不懈的中終于將所有問題解決了對智能電表的調(diào)試，查找并解決設(shè)計中出現(xiàn)的問題，系統(tǒng)最終達(dá)到了基本的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對電能、電壓有效值、電流有效值、及功率的測量，系統(tǒng)參數(shù)自校正模塊，校正時手動校正較麻煩，并且精度有限，可以通過編寫系統(tǒng)參數(shù)自動校正程序，當(dāng)系統(tǒng)打到系統(tǒng)參數(shù)自校正模式時，系統(tǒng)自動完成校正。而且設(shè)計的誤差和精度方面受到各方面因素影響較大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，有待于進(jìn)一步的改進(jìn)，還有很大的提升空間。參考文獻(xiàn)1.《單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實用子程序》 邊春遠(yuǎn)、王志強(qiáng)，人民郵電出版社2.《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 孫涵芳、許愛欽， 北京航空航天大學(xué)出版社3.《單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計》 胡學(xué)海，電子工業(yè)出版社4.《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》 朱勇清華大學(xué)出版社5.《單片機(jī)原理及應(yīng)用實驗指導(dǎo)書》 王義軍，中國電力出版社6.《單片微機(jī)原理及應(yīng)用》 丁元杰，機(jī)械工業(yè)出版社32