【導(dǎo)讀】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居民用電量劇增。傳統(tǒng)的人工抄表收取電費(fèi)的方。戶的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)微機(jī)自動檢測、計量和收費(fèi)。本文針對目前居民小區(qū)的電能。計量中實際存在的各種問題，設(shè)計了一種實用的遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)。成本低廉、計量準(zhǔn)確、工作穩(wěn)定可靠和系統(tǒng)安裝維護(hù)方便等特點。和顯示電路都做了詳細(xì)的論述。并且廣泛應(yīng)用的RS-485電氣接口的串行通訊技。術(shù)作為通訊方式。在軟件上對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、通信、顯示子程序、校驗子程序等。同時，本文還對系統(tǒng)中的干擾問題進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，并。在硬件和軟件上擔(dān)出了有效的抗干擾技術(shù)。耗計量的高質(zhì)量和高效率管理。由于居民生活水平的提高、家庭財產(chǎn)價值及用戶逐漸。開始重視私隱權(quán)等方面的原因，用戶不希望被別人打擾。同時入戶抄表只能在早。晚居民休息的時間里進(jìn)行，抄表人員實際可利用的時間變短。抄表率低、周期長、資金回收速度慢，嚴(yán)重影響了。這些部門的經(jīng)濟(jì)效益。抄表操作人員的工作條件差、效率低、勞動強(qiáng)

　　

【正文】 l 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(dāng)采樣 1 到 0 的跳變時，確認(rèn)是起始位“ 0’’，就開始接收一幀數(shù)據(jù)。當(dāng) RI 0 且停止位為 1 或 SM2 0時，停止位進(jìn)入 RB8 位，同時置終端標(biāo)志 Rl。否則信息將丟失。所以，方式 1 接收時，應(yīng)先用軟件清楚 RI 和 SM2 標(biāo)志。 程序參考如下 : ORG 0000H UMP CSH 。轉(zhuǎn)初始化程序 ORG 0023h UMP INTS 。轉(zhuǎn)串行口中斷程序 ORG 0050H CSH: MOV THOD， 2OH 。設(shè)置定時器 l 為方式 2 MOV TLI， OF3H 。設(shè)置預(yù)置值 MOV THI， OF3H SETB TRI 。啟動定時器 1 MOV SCON 50H 。串行口初始化 MOV PCON 80H SETB EA 。允許串行口中斷 SETB ES LJMP MAIN 。轉(zhuǎn)主程序 主程序略 ?? INTS: CLR EA 。關(guān)中斷 CLR RI 。清串行口中斷標(biāo)志 PUSH DPL 。保護(hù)現(xiàn)場 PUSH DPH PUSH A MOVA， SBUF 。接收 PC 機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù) MOV SBUF， A 。將數(shù) 據(jù)回送給 PC 機(jī) WAIT： JINBTI， WAIT 。等待發(fā)送 CLR TI PO PA 。發(fā)送完，恢復(fù)現(xiàn)場 POP DPH POP DPL SETB EA 。開中斷 RETI 。返回 件設(shè)程序操作 數(shù)據(jù)存儲的正確與否，與時鐘芯片的能否正常工作有直接的關(guān)系，比如電量的計數(shù)和抄送都能正確的完成，但是時鐘不能正確的計數(shù)，那也是不行 的，所以說時鐘芯片的正確計時非常關(guān)鍵。 當(dāng)寫保護(hù)寄存器的最高為為 0 時，允許數(shù)據(jù)寫入寄存器，寫保護(hù)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(hù)位不能在多字節(jié)傳送模式下寫入。 : MOV Command， 8Eh 。命令字節(jié)為 8E MOV ByteCnt， x 。多字節(jié)傳送模式 MOV RO， XMTDAT 。把數(shù)據(jù)地址賦給 RO MOV XMIDAT， 00H 。調(diào)用寫數(shù)據(jù)子程序 ACALL SendByte 。調(diào)用寫數(shù)據(jù)子程序 RET 。返回調(diào)用本子程序處 當(dāng)寫保護(hù)寄存器的最高為為 1 時，禁止數(shù)據(jù)寫入寄存器， : MOV Commend， 8EH 。命令字節(jié)為 SE MOV ByteCnt， X 。多字節(jié)傳送 MOV RO， XmtDat 。將數(shù)據(jù)地址賦給 RO MOV XmtDat， 80 。數(shù)據(jù)內(nèi)容為 80h 禁止寫入 ACALL Send_Byte 。調(diào)用寫入子程序 RET 。返回調(diào)用本子程序 當(dāng)把秒寄存器的第 7 位時鐘停止位設(shè)置為 0 時啟動時鐘開始 : MOV Command， 80H 。命令字節(jié)為 80 MOV ByteCnt， x 。多字節(jié)傳送模式 MOV RO， XmtDat 。數(shù)據(jù)地址賦給 R0 MOV XmtDat， 00H 。數(shù)據(jù)內(nèi)容為 0 振蕩工作允許 ACALL Send_Byte 。調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序 RET 當(dāng)把秒寄存器的第 7 位時鐘停止位設(shè)置為 l 時，時鐘振蕩器停止，進(jìn)入低功耗方式 : MOV Commend， 80h 。命令字節(jié)為 80 MOV ByteCnt， x 。多字節(jié)傳送模式 MOV RO， XmtDat 。數(shù)據(jù)地址賦給 RO MOV XmtDat， 80h 。數(shù)據(jù)內(nèi)容為 80H 振蕩器停止 ACALL send_Byte 。調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序 當(dāng)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(shù)據(jù)，當(dāng)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(shù)據(jù)。 通信協(xié)議 計算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)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(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)接口，使不同設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通訊。本系統(tǒng)在采集器與集中器、集中器與上位機(jī)之間的通信都采用 RS 一 485 總線方式設(shè)計。 RS 一 485 總線是工業(yè)應(yīng)用中非常成熟的技術(shù)，是現(xiàn)代通訊技術(shù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一，采用 RS 一 485 總線設(shè)計網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)，由于采用平衡發(fā)送和差分接收，即在發(fā)送端，驅(qū)動器將竹 L 電平信號轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)和第 9 位校驗位，波特率設(shè)置為 9600bps，采用中斷查詢方式。本協(xié)議為主一從結(jié)構(gòu)的半雙工通信方式。上位機(jī) 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(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)域、幀信息縱向校驗碼及幀結(jié)束符等 7 個部分組成，每部分由若干字節(jié)組成。 式 每字節(jié)含 8 位二進(jìn)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。其傳輸序列如圖 所示 圖 11 位的幀格式 幀是傳送信息的基 本單元。幀格式如表 所示。 表 信息幀格式 說明 代碼 幀起始符 68H 地址符 A0 A1 A2 A3 A4 A5 幀起始符 68H 控制碼 C 數(shù)據(jù)長度域 L 數(shù)據(jù)域 DATA 校驗碼 CS 結(jié)束符 16H 幀起始符號 68H：標(biāo)識一幀信息的開始，其值為 68H 01101000B 地址域 A0～ A5：地址域由 6 個字節(jié)構(gòu)成每字節(jié) 2 位 BCD 碼。地址長度可達(dá)12 位十進(jìn)制數(shù)，可以為表號、資產(chǎn)號、用戶號、設(shè)備號等。當(dāng)使用的地址碼長度不足 6 字節(jié)時，用十六進(jìn)制 AAH 補(bǔ)足 6 字 節(jié)。低地址位在先，高地址位在后。當(dāng)?shù)刂窞?999999999999H 時，為廣播地址。 控制碼 C:控制碼的格式如圖 所示 圖 控制碼格式 D7 O:由主站發(fā)出的命令幀 D7 l:由從站發(fā)出的應(yīng)答幀 D6 0:從站正確應(yīng)答 D6 1:從站對異常信息的應(yīng)答 DS O:無后續(xù)數(shù)據(jù)幀 DS l:有后續(xù)數(shù)據(jù)幀 D4～ DO:請求及應(yīng)答功能碼 00000:保留 00001:讀數(shù)據(jù) 00010:讀后續(xù)數(shù)據(jù) 00011:重讀數(shù)據(jù) 00100:寫數(shù)據(jù) 01000:廣播校時 01010:寫設(shè)備地址 01100:更改通信速率 01111:修改密碼 10000:最大需量清零 L:L 為數(shù)據(jù)域的字節(jié)數(shù)。讀數(shù)據(jù)時 L≤ 200，寫數(shù)據(jù)時 L≤ 50， L 0表示無數(shù)據(jù)域。 DATA:數(shù)據(jù)域包括數(shù)據(jù)標(biāo)識和數(shù)據(jù)、密碼等，其結(jié)構(gòu)隨控制碼的功能而改變。傳輸時發(fā)送方按字節(jié)進(jìn)行加 33H 處理，接收方按字節(jié)進(jìn)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(jìn)制算術(shù)和，不計超過 256 的溢出值 。 16H:標(biāo)識一幀信息的結(jié)束，其值為 16H 00010110B。 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(shù)據(jù)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(jù)命令幀中的控制碼的要求作出響應(yīng)。 受到命令幀后的響應(yīng)延遲 Td:20ms≤ Td≤ 500rns。 字節(jié)之間停頓時間 Th:Th≤ 500ms。 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(yīng)。 本章小結(jié) 本章詳細(xì)介紹了在整個底層硬件的基礎(chǔ)上，為了能夠正確實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表，必要的軟件流程，并且對相應(yīng)的硬件芯片中的驅(qū)動程序也給出了詳細(xì)的說明同時定義了系統(tǒng)的通信協(xié)議。 圖 穩(wěn)壓電源電路圖 本系統(tǒng)有如下幾組電源： +5V 供單片機(jī)；177。 5V 供電能采集模塊； +5V 供通信模塊單片機(jī)對電源要求最高，采用線性穩(wěn)壓電源。交流 經(jīng)過硅堆整流、電容器濾波、 7805 集成穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓。通信模塊亦采用線性穩(wěn)壓電源。電能采集模塊使 用177。 5V 采用阻容分壓即可滿足要求，其具體電路見本文相關(guān)部分。 EPROM 的選擇 用于存儲電能數(shù)據(jù)的存儲器，其存儲的可靠性至關(guān)重要。一般思路是考慮 24XX 系列，寫入次數(shù)允許 10 萬次，在掉電時存儲，可使用 50 年之久。一般使用壽命為 15 年，所以此法是可行的。 電隔離技術(shù) 光電隔離技術(shù)是通過光電耦合器將信號輸入通道或信號輸出通道與中央處理單元進(jìn)行隔離 ,光電耦合器將輸入信號通過內(nèi)部發(fā)光二極管變成光信號 ,然后再由內(nèi)部光敏三極管轉(zhuǎn)變成電信號 ,將輸入均輸出完全實現(xiàn)了電隔離 ,因而也就完全隔離了輸入和輸出間的各種干擾。它通過 光信號實現(xiàn)了有用信號的正常傳輸 ,是一種很好的抗干擾措施 ,因而得到了廣泛的應(yīng)用。本系統(tǒng)中采用光電耦合器既實現(xiàn)了傳輸信號 ,又隔離了干擾的作用。 軟件抗干擾設(shè)計 在提高硬件抗干擾能力的同時，軟件看干擾以其設(shè)計靈活，節(jié)省硬件投資，可靠性好越來越受到重視。在本系統(tǒng)中，采取以下幾個措施： 程序出錯時能自動納入正軌 當(dāng)微處理器受到各種干擾時，程序指針 PC 可能出錯。因為 MCS51 系列指令二字節(jié)、三字節(jié)指令較多，若運(yùn)行至程序區(qū)，將操作數(shù)當(dāng)成操作碼執(zhí)行，便會引起混亂；若跳到非程序區(qū)，很可能陷入某種循環(huán)不能出來。所以，針 對以上兩種情況，分別采取不同的方法解決。 首先采用指令冗余的辦法，在程序出錯時，便可以自動納入正軌。具體措施是，在 N 字節(jié)指令后加 N1 個空操作指令； 其次，在非程序區(qū)，設(shè)置 LJMP0000 的陷阱，使程序能軟件復(fù)位。 施保證數(shù)據(jù)寫入的可靠性 正常掉電時，微處理器檢測到掉電檢測電路送出的掉電信號后，在幾十毫秒內(nèi)將電能數(shù)據(jù)寫入 EEPROM,這是最起碼的要求。但在程序指針 PC 出錯時若改變電能數(shù)據(jù)寄存器并把錯誤的數(shù)據(jù)寫入 EEPROM 中，這是不允許的。另外，電表在校驗時要經(jīng)歷慢 上下電的考驗。慢上下電對微處理器是致命的，這時不但程序指針 PC 出錯，還會產(chǎn)生掉電信號，這極易寫入錯誤的數(shù)據(jù)。這時采取以下措施，便可很好的解決此問題： （ 1 正常寫入 EEPROM 之前，要進(jìn)行一系列操作，可將其分成幾部分。每一部分設(shè)置一寫入口令。只有程序正常一步一步運(yùn)行，口令才會逐一被賦予正確的值到最后寫入時再判斷所有口令是否正確。若正確，寫入；否則退出。寫入完成，口令清除。 （ 2）數(shù)據(jù)雙備份。當(dāng)由于干擾使