【正文】 在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠的感謝。最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護(hù)。最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 感謝實(shí)驗(yàn)室的每一位老師和同學(xué)在課題研究及論文撰寫過程中給予的無私幫助和關(guān)心。 在數(shù)據(jù)通信中采用RS485和RS232通信方式，根據(jù)不同的通信距離選擇恰當(dāng)?shù)耐ㄓ嵎绞健Ｍㄟ^上一小節(jié)的論述，我們己經(jīng)知道，單片機(jī)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(shí)器T1的溢出率決定。 數(shù)據(jù)存儲芯片 X5405 X5045是系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲存和保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的看門狗電路正確運(yùn)行的根本保障，使其與CPU的引腳連接后，要有正確的軟件驅(qū)動來控制X5045的正確運(yùn)行，在本系統(tǒng)中。 顯示子程序流程圖 校驗(yàn)子程序電表在正常的運(yùn)行，任何時(shí)候都有可能接收供電部分或者工作維修人員的檢查，這時(shí)候在CPU接收到校驗(yàn)子程序的命令的時(shí)候就執(zhí)行校驗(yàn)子程序。這樣數(shù)據(jù)的采集就需要一個(gè)個(gè)的去看PC機(jī)發(fā)送的什么命令，根據(jù)命令的不同來分支一步一步的處理。 清零子程序流程圖 接受數(shù)據(jù)與通信的程序設(shè)計(jì) 主程序中中斷程序的串行中斷打開，使它處于PC機(jī)的接收狀態(tài)，還要用中斷的模式來定時(shí)k集f8據(jù)采集模塊中的能量數(shù)據(jù)。所以在這里我們對子程序軟件的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。: 從主程序流程圖里面可以清楚的見到，整個(gè)系統(tǒng)的暢通運(yùn)行，對每個(gè)子程序的要求是很高的，不僅僅在性能上要能夠達(dá)到要求，而且要在子程序的嵌入上也要十分的注意。因此，在算法選擇上和位數(shù)選擇方面滿足實(shí)際要求、運(yùn)算結(jié)果要符合國家相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，采用模塊化程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，對于系統(tǒng)功能的擴(kuò)充和修改也提供了很大的幫助和方便。在時(shí)間內(nèi)個(gè)別的系統(tǒng)沒發(fā)生問題，并不代表整個(gè)系統(tǒng)都好，都可靠，需要經(jīng)過較長的時(shí)向、通過對一定批量的考察才能說明整個(gè)系統(tǒng)基本上算是成功的。離最終的產(chǎn)品還相去甚遠(yuǎn)。硬件是載體，軟件是靈魂，單片機(jī)系統(tǒng)的硬件確定以后，系統(tǒng)的主要功能還是要靠軟件來實(shí)現(xiàn)。第15～16腳：空腳或背燈電源。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。U為基準(zhǔn)電壓(%)(V)。式中:F為引腳F1和F2輸出的頻率(Hz)。再將這個(gè)有功功率進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換為頻率，以低電平有效的方式從Fl和F2輸出。通過分流器、分壓電路分別對電流和電壓信號進(jìn)行采樣。②31*8位暫存數(shù)據(jù)儲存RAM ③串行UO口方式使得管腳數(shù)量最少 ④寬范圍工作電壓: ⑤工作電流:，小于300mA ⑥讀寫時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)時(shí)，有兩種傳輸方式:單字節(jié)傳送或者多字節(jié)傳送。(1)芯片的選擇DS1302是DALLAS公司推出的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，內(nèi)部含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘舊歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。10V電壓，所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只需單一的+5V電源供電就夠了。如INTERSIL公司的ICL232是彈片集成雙RS232發(fā)送接收器，采用單一的++5V電源供電外接至多4個(gè)電容、雖然它們來自不同的廠家，但是他們的引腳功能是相互兼容，甚至可以互為代替。這里的“請求發(fā)送”線往往還連接著對方的“載波檢測”線，這是因?yàn)?“請求發(fā)送”信號的出現(xiàn)類似于通信通道中的載波檢出。在進(jìn)行零MODEM連接時(shí)，不能進(jìn)行簡單的引線相連，而應(yīng)采用專門的技巧建立正常的信息交換接口。15米以上的長距離通信則需要加調(diào)制解調(diào)器(MODEM)。 RS232C定義了20根信號線，其中最為常用的信號線的定義、分類及其功能引腳號信號名稱簡稱方向 功能1保護(hù)地接設(shè)備外殼，安全接地2發(fā)送數(shù)據(jù)TXD向DCE DTE發(fā)送串行數(shù)據(jù)3接收數(shù)據(jù)RXD背向DTEDTE接收串行數(shù)據(jù)4請求發(fā)送RTS向DCEDTE請求切換到發(fā)送方式5清除發(fā)送CTS背向DTEDTE已切換到準(zhǔn)備接受6數(shù)傳設(shè)備就緒DSR背向DTEDCE準(zhǔn)備就緒7信號地信號地8載波檢測DCD背向DTEDCE已接受到遠(yuǎn)程信號20數(shù)據(jù)終端就緒DTR向DCEDTE準(zhǔn)備就緒22振鈴指示RI背向DTE通知DTE，通信線路已好RS232C是為了促進(jìn)公用電話網(wǎng)絡(luò)的通信而制定的標(biāo)準(zhǔn)，其邏輯電平對地是對稱的。例如采用RS232C標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行單向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為20Kb/s，最大傳輸距離為15米，而改用RS422標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，最大傳輸速率可達(dá)1OMb/s，最大傳輸距離為300米，適當(dāng)?shù)慕档蛿?shù)據(jù)傳輸速率，傳送距離可達(dá)1200米。20mA電流環(huán)是一種非標(biāo)準(zhǔn)的串行接口電路，但他具有簡單的特點(diǎn)，對電器噪聲不敏感的優(yōu)點(diǎn)，因而在串行通信中也得到了廣泛的應(yīng)用。20mA電流環(huán)。采取以上措施，可以較好的提高WDT的穩(wěn)定性，有利于系統(tǒng)的正常運(yùn)行。它提供了三個(gè)時(shí)間值，供選擇，它所具有的電壓監(jiān)控功能還可以保護(hù)系統(tǒng)免受低電壓的影響，當(dāng)電源電壓降到允許范圍之內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)將自動復(fù)位。 ④SI:串行輸入，SI是串行數(shù)據(jù)輸入端，指令碼、地址、數(shù)據(jù)都通過這個(gè)引腳進(jìn)行輸入，在SCK的上升沿時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，并且高位WSB在前。 ①CS/WDI:芯片選擇輸入，當(dāng)CS是高電平時(shí)，芯片未選中，并將SO置為高阻態(tài)，器件處于標(biāo)準(zhǔn)的功耗模式，除非一個(gè)向非易失單元寫的周期開始，在CS是高電平時(shí)，將CS拉低將使器件處于選擇狀態(tài)，器件將處于工作功耗狀態(tài)，在上電后任何操作之前，CS必須有一個(gè)高變低的過程。在讀操作時(shí)候，電流小于2mA。③五種標(biāo)準(zhǔn)的開始復(fù)位電壓。八引腳封裝。外部不擴(kuò)展而單片應(yīng)用時(shí)，則作為一般雙向I/0口用。外部不擴(kuò)展而單片應(yīng)用時(shí)，則作為一般的雙向I/O口用。此外，可以利用此引腳來輸入提供編程電壓(AT89C51為12V)。當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，ALE信號的負(fù)跳變來觸發(fā)外部的8位鎖存器(如74LS373)，將端口PO的地址總線(AOA7)，ALE引腳的輸出頻率是系統(tǒng)工作頻率的1/16，因此可以用來驅(qū)動其他的外圍芯片的時(shí)鐘輸入。它采用外部振蕩時(shí)，該引腳應(yīng)接地。(2)AT89C51芯片主要引腳介紹: ①VCC:AT89C51電源正極輸入，接++5V電壓。 ⑥共有6個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級。 ①與MCS51系列的單片機(jī)相容。在兩種模式下，對沒有反應(yīng)的PC機(jī)做備份，并警告等。 抄表系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)的整體工作流程如下: (1)脈沖采集計(jì)數(shù)模塊根據(jù)脈沖計(jì)算出電表的數(shù)據(jù)，存儲于內(nèi)部的RAM中。在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)計(jì)量準(zhǔn)確性的因素是脈沖信號是否有效。利用C語言寫采集器與PC機(jī)的通信程序，實(shí)現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)交換。包括抄表系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，電路設(shè)計(jì),抄表系統(tǒng)主要用來完成對電量的采集和計(jì)量工作以及與上位機(jī)（PC）之間進(jìn)行通訊。 (3)對于整個(gè)抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳送，以及芯片功能的實(shí)現(xiàn)，將會在后面的章節(jié)中詳細(xì)介紹。 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)構(gòu)成 (1)。本設(shè)計(jì)中，力求搭建出遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的整體框架，利用單片機(jī)為主題，結(jié)合通信技術(shù)，控制技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)等設(shè)計(jì)出一套遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)并最大限度的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，抗干擾性，實(shí)時(shí)性和經(jīng)濟(jì)型。在這種情況下，傳統(tǒng)的管理模式暴露出種種弊端：一方面，由于用量管理內(nèi)容多，要處理的數(shù)據(jù)量大，從用戶建立到正常用量后抄表數(shù)據(jù)的記錄，存儲，統(tǒng)計(jì)，分析查找都十分繁瑣和困難?？偩€上掛接的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)因選用的接口驅(qū)動芯片而異，最多可以接128個(gè)節(jié)點(diǎn)。該標(biāo)準(zhǔn)采用集成電路，在一對平衡的互聯(lián)電纜上傳送差分信號，在接收端用差分接收器進(jìn)行信號判決。接收端由解擴(kuò)和解調(diào)器構(gòu)成，在接收端，利用與發(fā)送端相同的偽碼序列對收到的擴(kuò)頻信號進(jìn)行解擴(kuò)(擴(kuò)頻的反變化)處理，還原成窄帶已調(diào)信號再經(jīng)過解調(diào)器后，原始信號就解調(diào)出來。當(dāng)前市場上應(yīng)用于電力線上的調(diào)制解調(diào)器一般是基于移頻鍵控(FSK)調(diào)制方式，由于傳輸速率低(一般不超過2400bs)，而且抗干擾性能差、傳輸距離短，所以基本上是已經(jīng)被淘汰，而被廣泛使用的是擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)器。即使是同一段電力線路,其傳輸特性也會隨著各種電力負(fù)荷的投切而改變，所以通信設(shè)備的穩(wěn)定性和適應(yīng)不同線路的能力也很重要。還有大量的用電設(shè)備釋放出干擾，而這些干擾的瞬動頻率、周期、相位、變化很大，即產(chǎn)生連續(xù)變化的干擾。信號衰減與跨相傳播的關(guān)系，通常的同相傳播的信號要比跨相傳播衰減要小:信號衰減與電源相位的關(guān)系，有時(shí)高頻信號在工頻電源的每個(gè)相位范圍時(shí)會發(fā)生較大的衰減變化，這些電路上通常有大量電 容器或大功率電器，會引起高頻信號的急劇變化，而開關(guān)電源會向電力線上釋放大量的高頻干擾，從而影響正常的通信工作。 首先，低壓電力線信號特性決定了電力載波傳輸?shù)膹?fù)雜性。此高頻信號經(jīng)線路傳輸?shù)浇邮辗?，接收機(jī)通過耦合電路將高頻信號分離出來，濾去干擾信號后放大，再經(jīng)過解調(diào)電路還原成二進(jìn)制數(shù)字信號。常用的模式有低壓電力線載波通信、RS485網(wǎng)等。使用這種通信方式，安裝調(diào)試方便，主要缺點(diǎn)是要申請頻點(diǎn)使用權(quán)，如果頻點(diǎn)選擇不合理，相鄰的兩個(gè)信道會產(chǎn)生相互的干擾。主機(jī)對集中器的呼叫主要通過撥號由交換機(jī)自動完成。由于目前星型連接節(jié)點(diǎn)造價(jià)高，安裝費(fèi)用也比較高，在ARMS系統(tǒng)中無法采用。在這種方式下，信道的通信數(shù)據(jù)量較大，要求有一定的傳輸速率和帶寬。以往耗能表的抄收采用人工方式,不能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性,會造成大量的人力、物力及時(shí)間上的浪費(fèi),也可能造成錯(cuò)抄、漏抄、估抄的現(xiàn)象,給收費(fèi)人員和住戶帶來很大的麻煩,甚至造成很多不必要的糾紛。 信息化社會在逐步改變?nèi)藗兊纳罘绞脚c工作習(xí)慣的同時(shí),也對一些傳統(tǒng)的理念提出了挑戰(zhàn)。據(jù)資料披露，美國在1990年度，共有791項(xiàng)AMR應(yīng)用項(xiàng)目，其中約有550萬臺電表實(shí)現(xiàn)了自動抄表。遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力部門。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日1. 緒論 1 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的國內(nèi)外概況 1 上層星型通信方案 2 底層總線型通信 3，目的和意義 5 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) 6 抄表系統(tǒng)的選型及其特點(diǎn) 6 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)構(gòu)成 6 本文所做的工作 72. 抄表系統(tǒng)的模塊功能設(shè)計(jì) 8 抄表系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 8 抄表系統(tǒng)的各功能模塊設(shè)計(jì) 9 CPU的選型 9 外圍存儲及其監(jiān)控電路模塊 11 數(shù)據(jù)的上傳模塊 15 時(shí)鐘模塊 19 電能的采集和計(jì)數(shù)模塊 21 顯示電路 23 本章小結(jié) 243. 抄表系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 25 軟件設(shè)計(jì)要求 25 易理解性，易維護(hù)性 25 實(shí)時(shí)性能 26 可測試性 26 準(zhǔn)確性 26 可靠性 26 主程序的軟件設(shè)計(jì) 27 子程序設(shè)計(jì) 27 清零子程序的設(shè)計(jì) 29 接受數(shù)據(jù)與通信的程序設(shè)計(jì) 29 數(shù)據(jù)采集子程序 30 脈沖采集程序 31 顯示子程序 32 校驗(yàn)子程序 33 數(shù)據(jù)傳送子程序 34 硬件電路驅(qū)動 36 數(shù)據(jù)存儲芯片 X5405 36 時(shí)鐘芯片 DS1302 36 數(shù)據(jù)上傳 MAX232芯片 36結(jié)論 37致謝 38參考文獻(xiàn) 39 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第43頁1. 緒論