【正文】 關系到整個系統的數據的準確性的一個重要方面，所以他的程序設計也顯得十分重要，流程如圖 所示。1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 抄表系統軟件設計31圖 數據傳送子程序 軟件初使化設計以上給出了系統中所涉及到的子程序流程框架， 顯然每個部分的正確運行對整個系統的性能的調試起到至關重要的作用。 當然每個芯片元件部分的上電初始化工作也是十分重的，系統的軟復位，各個運算的初始值的恢復、定時、串口的初始化、時鐘的設定、及其顯示模塊等。每個模塊的算法也是本軟件涉及的重要部分，下面對部分芯片的初始化做一些介紹。 電路初使化X5045 是系統數據存儲和保證系統能夠正常運行的看門狗電路正確運行的根本保證，使其與 CPU 的引腳連接后，要有正確的軟件驅動來控制 X5045 的正確運行，在本系統中，利用了單片機的 4 根口線來與 X5045 的相應引腳相互連接 。使其能夠正確的通信。1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 抄表系統軟件設計32 X5045的各個引腳，注意X5045 芯片與單片機CPU 引腳的連接關系。復位、計數看門狗VoidRESWDI(void){if(es=0)…… //則喂狗If(es==l)…… //則復位(void) //寫使能復位(禁止寫)。Void .WRSR(void) //寫狀態(tài)寄存器。(Void) //讀狀態(tài)寄存器。單片機輸出一個字節(jié)， 即等同于向 X5045 寫入一個字節(jié)。單片機輸入一個字節(jié)即等同于從 X5045 讀出一個字節(jié)。注意在進行讀寫操作的時候要控制 X5045芯片的 SCK 位和 CS 位的標志。 串行通信設計為了實現數據的傳輸，即能夠從能量采集模塊芯片 AD7755 中，把采集的消耗電能上傳到集中控制器的中心 CPU，則應該按照 MAX485 芯片與單片機的連接進行程序控制。在串行通信中， 收發(fā)雙發(fā)對傳送的數據速率即波特率要有一定的約定。通過上一小節(jié)的論述，我們已經知道，51 單片機的串行口通過編程可以有 4 種工作方式。其中方式 0 和方式 2 的波特率是固定的，方式1和方式 3 的波特率可變 ，由定時器 Tl 的溢出率決定，下面加以分析。 0 和方式 2在方式 0 中，波特率為時鐘頻率的 1/12，即 f osc /12，固定不變。在方式 2 中， 波特率取決與 PCON 中的 SMOD 值， 當 SMOD=0 時， 波特率為 f osc /64:當 SMOD=l時，波特率為 f osc /32。即波特率=2SMOD fosc /64。 1 和方式 3在方式 1 和方式 3 下，波特率由定時器 Tl 的溢出率和 SMOD 共同決定。即:方式 1 和方式3的波特率=2SMOD Tl溢出率/32。其中 Tl的溢出率取決于單片機定時器 Tl 的計數速率和定時器的預置值。 計數1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 抄表系統軟件設計33速率與 TMOD 寄存器中的 C/T 位有關， 當 C/T=0 時， 計數速率為 f osc /l2， 當 C/T=1時，計數速率為外部輸入計時頻率。實際上，當定時器 Tl 做波特率發(fā)生器使用時，通常工作在模式 2，即自動重裝載的 8 位定時器，此時 TLI 作計數用，自動重裝值在THI 內。設計數的預置值(初始值)為X，那么超過 256?X 個機器周期，定時器溢出一次。為了避免溢出而產生不必要的終端，此時應禁止 Tl 中斷。溢出周期為:12(256?X)/f osc 溢出率為溢出周期的倒數，所以CPU 通過中斷方式接收 PC 機發(fā)送的數據，并回送。單片機串行口工作在方式1，晶振為 6MHz，波特率 2400，定時器 Tl 按方式 2 工作，經計算定時器預置值為 0F3H，SMOD=1.工作在方式1時，串行口為波特率可調的 11 位通用異步接口 USART，發(fā)送或接收一幀信息，包括 1 位起始位 0，8 為數據位和 1 位停止位 1.(可參見圖 )?發(fā)送發(fā)送時， 數據從 TXD 輸出， 當數據寫入發(fā)送緩沖器 SBUF 后， 啟動發(fā)送器發(fā)送 。當發(fā)送完一幀數據后，置終端標志 Tl 為 1。方式 1所傳送的波特率取決于定時器 Tl 的溢出率和 PCON 中的 SMOD 位，將在下一小節(jié)討論。?接收接收時，由 REN 置 1 允許接收，串行口采樣 RXD，當采樣 1 到 0 的跳變時，確認是起始位“0’ ’ ，就開始接收一幀數據。當 RI=0 且停止位為 1 或 SM2=0 時 ，停止位進入RB8 位， 同時置終端標志 Rl。否則信息將丟失。 所以， 方式 1 接收時 ，應先用軟件清楚 RI 和 SM2 標志。程序參考如下:ORG 0000HUMP CSH 。轉初始化程序ORG 0023hUMP INTS 。轉串行口中斷程序ORG 0050HCSH: MOV THOD， 2OH 。設置定時器 l 為方式 2MOV TLI， OF3H 。設置預置值MOV THI， OF3HSETB TRI 。啟動定時器 1MOV SCON 50H 。串行口初始化MOV PCON 80HSETB EA 。允許串行口中斷1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 抄表系統軟件設計34SETB ESLJMP MAIN 。轉主程序(主程序略)……INTS: CLR EA 。關中斷CLR RI 。清串行口中斷標志PUSH DPL 。保護現場PUSH DPHPUSH AMOVA，SBUF 。接收 PC機發(fā)送的數據MOV SBUF，A 。將數據回送給 PC 機WAIT：JINBTI，WAIT 。等待發(fā)送CLR TIPO PA 。發(fā)送完，恢復現場POP DPHPOP DPLSETB EA 。開中斷RETI 。返回 時鐘軟件設程序操作數據存儲的正確與否， 與時鐘芯片的能否正常工作有直接的關系，比如電量的計數和抄送都能正確的完成，但是時鐘不能正確的計數，那也是不行的，所以說時鐘芯片的正確計時非常關鍵。當寫保護寄存器的最高為為0時，允許數據寫入寄存器，寫保護寄存器可以通過命令字節(jié) SE、SF 來規(guī)定禁止寫沁讀出。寫保護位不能在多字節(jié)傳送模式下寫入。:MOV Command，8Eh 。命令字節(jié)為 8EMOV ByteCnt，x 。多字節(jié)傳送模式MOV RO，XMTDAT 。把數據地址賦給 ROMOV XMIDAT，00H 。調用寫數據子程序ACALL SendByte 。調用寫數據子程序RET 。返回調用本子程序處當寫保護寄存器的最高為為 1 時，禁止數據寫入寄存器，:1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 抄表系統軟件設計35MOV Commend，8EH 。命令字節(jié)為 SEMOV ByteCnt，X 。多字節(jié)傳送MOV RO，XmtDat 。將數據地址賦給 ROMOV XmtDat，80 。數據內容為 80h(禁止寫入)ACALL Send_Byte 。調用寫入子程序RET 。返回調用本子程序當把秒寄存器的第7 位時鐘停止位設置為 0 時啟動時鐘開始:MOV Command，80H 。命令字節(jié)為 80MOV ByteCnt，x 。多字節(jié)傳送模式MOV RO，XmtDat 。數據地址賦給 R0MOV XmtDat，00H 。數據內容為 0 振蕩工作允許ACALL Send_Byte 。調用寫入數據子程序RET當把秒寄存器的第7 位時鐘停止位設置為 l 時， 時鐘振蕩器停止，進入低功耗方式:MOV Commend，80h 。命令字節(jié)為 80MOV ByteCnt，x 。多字節(jié)傳送模式MOV RO，XmtDat 。數據地址賦給 ROMOV XmtDat，80h 。數據內容為 80H 振蕩器停止ACALL send_Byte 。調用寫入數據子程序當命令字節(jié)為 BE 或 BF 時，DSI302 工作在多字節(jié)傳送模式 8 個時鐘舊歷寄存器，從寄存器 0 地址開始連續(xù)讀寫從 0 位開始的數據，當命令字節(jié)為 FE 或 FF時，DSI302工作在多字節(jié) RAM 傳送模式，31 個 RAM 寄存器從 0 地址開始連續(xù)讀寫從 0 位開始的數據。 通信協議計算機與終端之間的數據傳送可以采用串行通訊和并行通訊兩種方式。 由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時， 要求通訊雙方都采用一個標準接口 ，使不同設備可以方便地連接起來進行通訊。本系統在采集器與集中器、集中器與上位機之間的通信都采用 RS 一 485 總線方式設計。RS 一 485 總線是工業(yè)應用中1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 抄表系統軟件設計36非常成熟的技術，是現代通訊技術的工業(yè)標準之一，采用 RS 一 485 總線設計網絡也是基于這些原因。RS 一 485 總線用于多站互連十分方便，用一對雙絞線即可實現，由于采用平衡發(fā)送和差分接收，即在發(fā)送端，驅動器將竹 L 電平信號轉換成差分信號輸出。在接收端，接收器將差分信號變成 TTL 電平，因此具有抗共模干擾的能力。通信采用的是 USART 口帶有校驗位的通信模式，即傳輸 8 位數據和第 9 位校驗位，波特率設置為 9600bps，采用中斷查詢方式。本協議為主一從結構的半雙工通信方式。上位機 PC 與各集中器通信時，集中器為從站。集中器與所掛接的采集器通信時，采集器為從站。每個集中器和采集器均有各自的地址編碼。通信鏈路的建立與解除均由主站發(fā)出的信息幀來控制。每幀起始符、從站地址域、控制碼、數據長度、數據域、幀信息縱向校驗碼及幀結束符等 7 個部分組成，每部分由若干字節(jié)組成。 字節(jié)格式每字節(jié)含 8 位二進制碼，傳輸時加上一個起始位(0)、一個偶校驗位和一個停止位(1)，共 n 位。D0 是字節(jié)的最低有效位，D7 是字節(jié)的最高有效位，先傳低位，后傳高位。 所示 11 位的幀格式1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 抄表系統軟件設計37 幀格式幀是傳送信息的基本單元。 所示。表 信息幀格式說明 代碼幀起始符 68H地址符A0A1A2A3A4A5幀起始符 68H控制碼 C數據長度域 L數據域 DATA校驗碼 CS結束符 16H 68H：標識一幀信息的開始，其值為 68H=01101000B A0～A5：地址域由 6 個字節(jié)構成每字節(jié) 2 位 BCD 碼。地址長度可達 12位十進制數，可以為表號、資產號、用戶號、設備號等。當使用的地址碼長度不足 6 字節(jié)時，用十六進制 AAH 補足 6 字節(jié)。低地址位在先，高地址位在后。當地址為 999999999999H 時，為廣播地址。 C:控制碼的格式如圖 所示圖 控制碼格式1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 抄表系統軟件設計38D7=O:由主站發(fā)出的命令幀D7=l:由從站發(fā)出的應答幀D6=0:從站正確應答D6=1:從站對異常信息的應答DS=O:無后續(xù)數據幀DS=l:有后續(xù)數據幀D4～DO:請求及應答功能碼00000:保留00001:讀數據00010:讀后續(xù)數據00011:重讀數據00100:寫數據01000:廣播校時01010:寫設備地址01100:更改通信速率01111:修改密碼10000:最大需量清零:L 為數據域的字節(jié)數。讀數據時 L≤200，寫數據時 L≤50，L=0 表示無數據域。 DATA:數據域包括數據標識和數據、密碼等，其結構隨控制碼的功能而改變。傳輸時發(fā)送方按字節(jié)進行加 33H 處理，接收方按字節(jié)進行減 33H 處理。 CS:從幀起始符開始到校驗碼之前的所有各字節(jié)的模 256 的和，即各字節(jié)二進制算術和，不計超過 256 的溢出值。 16H:標識一幀信息的結束，其值為16H=00010110B。 傳輸在發(fā)送幀信息之前，先發(fā)送 1～4 個字節(jié)FEH，以喚醒接收方。所有數據項均先傳送低位字節(jié)，后傳送高位字節(jié)。每次通信都是由主站向按信息幀地址域選擇的從站發(fā)出請求命令幀開始， 被請求的從站根據命令幀中的控制碼的要求作出響應。受到命令幀后的響應延遲 Td:20ms≤Td≤500rns。字節(jié)之間停頓時間 Th:Th≤500ms。1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 抄表系統軟件設計39字節(jié)校驗為偶校驗，幀校驗為縱向信息校驗和，接收方檢測到偶校驗出錯或縱向信息校驗和出錯，均放棄該信息幀，不予響應。 本章小結本章詳細介紹了在整個底層硬件的基礎上，為了能夠正確實現遠程抄表， 必要的軟件流程， 并且對相應的硬件芯片中的驅動程序也給出了詳細的說明同時定義了系統的通信協議 。1 學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統的抗干擾設計40第 5 章 系統的抗干擾設計自動抄表系統要求長年連續(xù)掛網工作，使用環(huán)境復雜，系統容易受到外部電源和磁場干擾。而系統運行的穩(wěn)定性與廣大用電家庭的利益緊密相關,因此，抗干擾設計是單片機應用系統研制過程中不可忽視的內容。 為了有效的解決外部干擾造成的系統計量可靠性、準確性的降低，進而影響系統使用價值的問題，本課題從硬件、軟件兩方面采取措施，以求提高系統的可靠性。 硬件抗干擾設計 穩(wěn)壓電源的考慮實踐證明，系統失效和硬件損壞是由各種干擾引起的，而 90%左右的干擾來自于電源。 可見電源的優(yōu)劣對系統的影響相當大。 目前有以下幾種電源可供選擇。1) 阻容分壓式采用簡單的阻容分壓、濾波，這種電源穩(wěn)壓性能差、電源波動大、帶負載能力小、電網干擾極易竄入。2)