【正文】 +) { SCLK=0。 for (i=0。 CS=1。 rm_byte=rd5460byte()。 wr5460byte(mand)。 CS=1。 wr5460byte(wm_byte)。 wr5460byte(mand)。 /*啟動轉(zhuǎn)換 */ CS=1。 /*回寫狀態(tài)寄存器 */ CS=0。 /*寫中斷屏蔽寄存器 */ rd5460(0x1e)。 /*配置寄存器 */ wr5460(0x5e,0xff,0xff,0xff)。 wr5460(0xff,0xff,0xff,0xfe)。 SDO=1。 RESET=1。 void initport(void) { RESET=0。 sbit RESET= P1^4。 sbit SDI = P1^2。 sbit SCLK = P1^0。 uchar rm_byte。 void initport(void)。 uchar rd5460byte(void)。 void rd5460(uchar mand)。 四年的大學(xué)學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，在論文即將完成之際，向四年來辛勤培養(yǎng)、教育、關(guān)心和幫助過我的老師們表示最誠摯的敬意和感謝！同時，設(shè)計的順利完成也 離不開各位同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助，他們積極的幫助我查資料和提供有利于本設(shè)計的建議和意見，使得本設(shè)計在一定程度上得到完善。通過查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了我的自學(xué)能力和動手能力，并且由原先的被動地接受知識轉(zhuǎn)換為主動地尋求知識，這可以說是學(xué)習(xí)方法上有了很大的突破。 三個多月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，在龍老師的悉心指 導(dǎo)和幫助下，加上我個人的努力，完成了本課題的設(shè)計與論文撰寫。在我做畢業(yè)設(shè)計的三個月里，龍老師指導(dǎo)我完成了外文文獻(xiàn)的翻譯、開題報告、中期報告的撰寫等等，每次他都認(rèn)真地給我們修改，指出其中的不當(dāng)之處。龍老師淵博的專業(yè)知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、一絲不茍的作 風(fēng)、誨人不倦的高尚師德對我影響深遠(yuǎn)，一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，他的循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路也給予了我無盡的啟迪。 謝 辭 時光匆匆飛逝，四年多的努力與付出，本設(shè)計的完成既為大學(xué)四年劃上了一個完美的句號，也為將來的人生之路做了一個很好的鋪墊。本設(shè)計中的程序包括芯片 CS5460 的參數(shù)設(shè)置、 CS5460 內(nèi)部寄存器的讀寫，數(shù)碼管顯示函數(shù)等。 本設(shè)計的主要難點(diǎn)： 1）前端調(diào)理模塊中外圍電路電阻阻值的選取，電阻阻值應(yīng)盡量精確，且阻值的選取應(yīng)很好的滿足 CS5460 對輸入電壓信號大小的要求。第二個是結(jié)果顯示模塊，它主要由單片機(jī)及數(shù)碼管及外圍電路組成。外圍電路將輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為 CS5460 可以接 受的 小電壓信號。系統(tǒng)以 89C52 單片機(jī)和芯片 CS5460為核心，利用該芯片及外圍電路實(shí)現(xiàn)信號的模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換和功率計量，并通過單片機(jī)的程序設(shè)置很好的完成了數(shù)據(jù)的累加，從而計算得到總的能量。 } 總 結(jié) CS5460 代表了新一代的電能專用芯片，用它設(shè)計出來的專用電度表具有成本低，精 度高，調(diào)教簡單，與微處理器接口方便等優(yōu)點(diǎn)，使電量管理者能夠獲得更有用的數(shù)據(jù)，且用戶投入費(fèi)用低，具有廣闊的市場前景。 disb++。 //送顯示 delay ()。 (xsd == i)) disc = disc | 0x80。 //顯示段碼 if ((xsd != 5) amp。 //顯示數(shù)據(jù) if (disa 10) { P2 = disb。i6。 disb = 0x00。 4）六位數(shù)碼管顯示程序。 2）初始化 單片機(jī)。 } return(val)。 SCLK=0。 SCLK=1。 if (i==7) SDI=0。i++) { val=val1。 for (i=0。 } 讀 CS5460一個字節(jié) uchar rd5460byte(void) { uchar i,val。 rl_byte=rd5460byte()。 rh_byte=rd5460byte()。 } 讀 CS5460 void rd5460(uchar mand) { CS=0。 } SCLK=0。 wrbyte=wrbyte 1。 0x80) == 0x80) SDI=1。i++) { SCLK=0。 for (i=0。 CS=1。 wr5460byte(wm_byte)。 wr5460byte(mand)。 5） 設(shè)置中斷。 3） 讀電壓有效值寄存器。 讀寫 CS5460 步驟： 1） 讀能量寄存器。 6） 啟動 CS5460A開始轉(zhuǎn)換。 4） 寫控制寄存器，設(shè)置各寄存器參數(shù)。 2） 寫同步控制命令字。 ： STC89C52 的 INTO 接到 CS5460 的 INT 端，當(dāng)有中斷申請時，通過讀取內(nèi)部狀態(tài)寄存器，以獲得 CS5460 的工作情況，經(jīng)判斷執(zhí)行相應(yīng)的處理程序。另外，還可以借助于仿真器，對應(yīng)用程序的關(guān)鍵代碼進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化，以減少代碼的長度，提高運(yùn)行的速度。 目前， C51 的代碼長度已經(jīng)達(dá)到了匯編程度水平的 倍 倍。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大時，設(shè)計人員都趨于采用 C 語言，這是因?yàn)?C 語言具有良好的可讀性、易維護(hù)性、可移植性和硬件操作能力。在本次設(shè)計系統(tǒng)中 五．程序設(shè)計 單片機(jī) C51程序設(shè)計的優(yōu)點(diǎn) 因?yàn)楸敬蜗到y(tǒng)設(shè)計中雖然采用 C52 單片機(jī)，但鑒于其二者引腳功能基本一致，故采用 C51的編程方法即可。該模塊用于顯示電壓，電流和功率。如圖 所示。本電路圖中取 R1=200,R2=500K,得到其變比系數(shù)為2500。RS 的選取須保證在最大允許電流負(fù)荷下，其采樣電壓值不超過正負(fù) 150MV。 4)單片機(jī)根據(jù)程序指令顯示測量結(jié)果 ，也可輸入程序通過累加計算出能量。由 VIN + , VIN 輸入的差模電流模擬信號同樣由Σ模擬 — 數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換 , 獲得瞬時電流，轉(zhuǎn)換后的信號也被送入功率計算器。 四．硬件電路設(shè)計 單相電度表的工作原理： （ 1)前端電路調(diào)理模塊把所輸入的大電壓電流信號轉(zhuǎn)變成 CS5460 可接受的小電壓信號，以差模電壓或電流的形 式輸入進(jìn)去。 頻率的測量 :將循環(huán)計數(shù)寄存器的 N值改 變?yōu)?1,此時電壓、電流瞬時值數(shù)據(jù)的刷新率為 4000Hz,這就為通過軟件進(jìn)行信號過零判斷創(chuàng)造了條件。 而由于計算周期設(shè)為 1s,電能寄存器中的電能值即為有功功率值 ,因此有功功率值可直接從電能寄存器中讀出。寄存器讀指令可以終止在 8位的邊界上。需要注意的是：一些命令字在執(zhí)行時受周期計數(shù)寄存器和配置寄存器內(nèi)容的影響，需要先對周期計數(shù)器和配置寄存器內(nèi)容進(jìn)行正確設(shè)置。通過寄存器讀／寫命令，數(shù)據(jù)可被寫入或從 CS5460A 中讀出，圖 圖 3 為讀、寫時序。 CS5460 的串行接口部分集成了一個帶有發(fā)送 ／接收緩沖器的狀態(tài)機(jī)，狀態(tài)機(jī)在SCLK上升沿解釋 8位命令字。這些測量 是以 24位有符號和 完整規(guī)模的 無符號數(shù)據(jù)格式作為 輸出 。二進(jìn)制編碼的 0到 31。在寫數(shù)據(jù)移入輸入緩沖器到第 24SCLK的處理登記。 此命令通知狀態(tài)機(jī)，一個寄存器的訪問是必需的。 加電后，該芯片被初始化后開始工作，電流通道和電壓通道的信號被片內(nèi)放大器放大后，通過內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過高通濾波器消除了信號中的直流成分，將之送到能量計算引擎中算出功率和能量值，并存入 CS5460的寄存器中，然后通知 CPU計算完畢，由 CPU將功率和能量值取走，同時也可輸出可編程的輸出可編程的輸出頻率來。當(dāng)接收到一個開始轉(zhuǎn)換命令時 ，測量開始進(jìn)行。 CS5460 可以測量瞬間電流，瞬間電壓，瞬間功率，能量， RMS電流和 RMS電壓。 接地 圖 CS5460與 STC89C52 單片機(jī)接口電路圖 CS5460可以在單 +5V電源或雙177。在典型情況下，每秒能量寄存器都被讀取，因此 ， WDT不會超時。超時被編程為大約 5秒。 3)激活狀態(tài) 激活由配置寄存器的 SI1和 SI0位控制，管腳可以被置為低電平（缺省），置為高電平，恢復(fù)邏輯 0（上升沿），或恢復(fù)邏輯 1（下降沿）。這可以在不清楚其它位的情況下，清除特定位。 2)清除狀態(tài)寄存器 與其它的寄存器不同，狀態(tài)寄存器的位只能被清除（設(shè)置為邏輯 0）。當(dāng)狀態(tài)寄存器的一個位有效，并且屏蔽寄存器相應(yīng)的位是邏輯 1，信號被激活。這些事件通知系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)和內(nèi)部誤差狀態(tài)。 加電后，該芯片被初始化后開始工作，電流通道和電壓通道的信號被片內(nèi)放大器放大后，通過內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過高通濾波器消除了信號中的直流成分，將之送到能量計算引擎中算出功率和能量值，并存入 CS5460的寄存器中，然后通知 CPU計算完畢，由 CPU將功率和能量值取走，同時也可輸出可編程的輸出可編程的輸出頻率來。當(dāng)接收到一個開始轉(zhuǎn)換命令時，測量開始進(jìn)行。 CS5460 可以測量瞬間電流，瞬間電壓，瞬間功率，能量， RMS電流和 RMS電壓。 CS5460的功能 CS5460可以在單 +5V電源或雙177。 功率消耗：＜10mW； 電能計量精度：在 300∶動態(tài)范圍以上每秒讀取 ％； 電壓測量精度：讀數(shù)的 ％ 。 圖 CS5460內(nèi)部組成模塊 CS5460 的引腳分配及功能 CS5460 的主要技術(shù)指標(biāo)： 差分電壓輸入范圍： 150mv。 由于是 單供應(yīng)， CS5460適用于一般模式信號。 該 CS5460旨在從單一經(jīng)營 +5V電源或雙 177。該 CS5460具有雙向串行接口 與微控制器 連接 和一個固定寬度的可編程頻率輸出 同樣 能量。 CS5460 是一個高度集成的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它將兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，一個高速能量計算單元和一個芯片上的串行接口結(jié)合起來，他可以用于精確的測量和計算儀器，單相兩線或三線 電能表的應(yīng)用程序 的 能量，瞬時功率， IRMS和 VRMS。 ] 三 系統(tǒng)硬件組成介紹 CS5460簡介 CS5460是 CRYSTAL 公司最新推出的帶有串行接口的單相雙向功率 /電能計量集 成電路芯片 ,該芯片比目前比較流行的電子電度表芯片如 AD7750、 AD7755更容易實(shí)現(xiàn)與微處理器的連接。前端調(diào)理模塊采用由電阻 R1， R2 構(gòu)成的電阻分壓器測量作用于負(fù)載上的電壓，當(dāng)然該電壓必須為芯片所能允許的 150MV 的電壓范圍內(nèi)，故對電阻 R1， R2 的比值需做要求，經(jīng)變換的信號以差模電壓的形式直接加到電能表的芯片 CS5460 上，用 RS測量流過負(fù)載的電流然后以差模電流的形式加到 CS5460 芯片端上（如圖 ），通過輸入的瞬時電壓值和瞬時電流值得到電壓和電流的有效值，單片機(jī)從 CS5460 中讀取的瞬時電壓、瞬時電流和瞬時功率等數(shù)據(jù)經(jīng)處理后存在存儲器內(nèi) , 上電后單片機(jī)從 存儲器內(nèi)讀數(shù)據(jù)到內(nèi)存中，再通過顯示模塊的液晶屏正常顯示所測電壓，電流，功率。特別是近幾年，一些企業(yè)還通過在國外建廠等形式消化國內(nèi)的市場，出口創(chuàng)匯不斷攀升 二．系統(tǒng)的整體設(shè)計思路 CS5460 可用于單相 2 線或 3 線功率 /電能測量中應(yīng)用。 電力用戶是我國電工儀器儀表最大的用戶群體，需求量占整個市場需求量的 90%，對該類產(chǎn)品的銷售起著決定性作用。 隨著電能管理的現(xiàn)代化，需要訪問電能表很多信息，同事決策還要與電能表進(jìn)行雙向通訊，由于數(shù)字乘法器型電能表是以微處理器為核心，所以功能容易擴(kuò)展，易和配電自動化系統(tǒng)集成， CS5460 是一種帶有串行接口的單相雙向功率電能集 成電路芯片。感應(yīng)系統(tǒng)脈沖電能表仍采用 感應(yīng)系電能表的測量機(jī)構(gòu)作為工作援建，由光電傳感器完成電能脈沖轉(zhuǎn)換，然后靜電子電路對脈沖進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對電能的測量。隨著電力系統(tǒng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及電能管理系統(tǒng)的不斷完善，電能表的結(jié)構(gòu)和性能也經(jīng)歷了不斷更新、優(yōu)化的發(fā)展過程：由最初的感應(yīng)電能表，發(fā)展到后來的感應(yīng)系統(tǒng)脈沖電能表，直至現(xiàn)在的純電子式電能表。 隨著高新技術(shù)尤其是電子信息技術(shù)的 快速發(fā)展，電子式、多功能、高精度、多費(fèi)率、自動抄表等產(chǎn)品的優(yōu)勢突顯，且已經(jīng)逐步成為電能表發(fā)展的主流，在未來幾年里，這種趨勢將更加明顯。目前我國高校學(xué)生公寓普遍采用限電措施來控制學(xué)校電能利用 ,公寓管理社會化后 ,限制學(xué)生用電將改為鼓勵學(xué)生安全用電 ,從而將采用限制安全功率、限制基本電費(fèi)、超量收費(fèi)的形式。STC89C52 單片機(jī)；液晶顯示模塊； C51 程序