【正文】 r wl_byte)。同時(shí)，我學(xué)會(huì)了如何將學(xué)到的知識(shí)真正轉(zhuǎn)化為自己的東西，怎么更好地處理理論和實(shí)踐相結(jié)合的問(wèn)題。在完成設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我綜合運(yùn)用四年來(lái)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，并且翻閱了大量的參考資料。龍老師要指導(dǎo)很多同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，加上本來(lái)就有的教學(xué)任務(wù)，工作量之大可想而知。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，龍老師每星期都定時(shí)與我們交流，聽(tīng)取我們的設(shè)計(jì)進(jìn)展，為我們解答設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題，并安排布置下一步的設(shè)計(jì)任務(wù)。 本設(shè)計(jì)得以完成，要感謝的人實(shí)在太多了，首先要感謝龍海南老師，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是在龍老師的悉心指導(dǎo)下完成的。雖然我們系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了單片機(jī)原理及應(yīng)用，對(duì)51系列單片機(jī)有了一定的了解，但在實(shí)驗(yàn)中多數(shù)應(yīng)用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序的編寫，現(xiàn)在用C語(yǔ)言編寫程序有一定的困難，最后參考老師所給程序才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。2）程序的編寫。該模塊將第一個(gè)模塊得到的結(jié)果顯示到數(shù)碼管上，并存入存儲(chǔ)器內(nèi)，同時(shí)累計(jì)得到電能，再乘以相應(yīng)的比例系數(shù)則可以得到所測(cè)的真實(shí)值。CS5460則完成電壓信號(hào)的采樣及功率計(jì)算，并將結(jié)果通過(guò)串行接口輸入給單片機(jī)。本系統(tǒng)有兩個(gè)主要模塊組成:第一個(gè)是數(shù)據(jù)采樣及功率的計(jì)算，主要由芯片CS5460和外圍電路組成。本文所研究的基于CS5460的單相電度表測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是一個(gè)高精度芯片和單片機(jī)的應(yīng)用。 //下一個(gè)要顯示的位置 } } P2 = 0xff。 //延時(shí) P0 = 0x0。 //增加小數(shù)點(diǎn)顯示 P0 = disc。amp。 disc = tab[disa]。i++) //共顯示6個(gè)數(shù)據(jù) { disa = disdat[i]。 //顯示第n位 for (i=0。顯示程序代碼：void display(void) //六位數(shù)碼管顯示程序，disdat[]是要顯示的內(nèi)容（是0～9的數(shù)字），xsd是在那一位顯示小數(shù)點(diǎn) { uchar i,disa,disb,disc。3）設(shè)置時(shí)鐘。 }　結(jié)果顯示程序步驟：1）將顯示緩存清零。 _nop_()。 _nop_()。 else SDI=1。 if(SDO) val=val | 0x01。i8。 val=0。 CS=1。 rm_byte=rd5460byte()。 wr5460byte(mand)。 SDI=1。 SCLK=1。 else SDI=0。 if((wrbyte amp。i8。 }寫CS5460一個(gè)字節(jié)void wr5460byte(uchar wrbyte) { uchar i。 wr5460byte(wl_byte)。 wr5460byte(wh_byte)。寫CS5460void wr5460(uchar mand,uchar wh_byte,uchar wm_byte,uchar wl_byte) { CS=0。4） 讀狀態(tài)寄存器，回寫狀態(tài)寄存器。2） 讀電流有效值寄存器。7） 讀CS5460A的AD轉(zhuǎn)換值或計(jì)算結(jié)果。5） 清狀態(tài)寄存器。3） 從外部存儲(chǔ)器讀原來(lái)保存的校準(zhǔn)值，并將讀出的值寫入相應(yīng)的校準(zhǔn)寄存器。 CS5460 驅(qū)動(dòng)程序 　CS5460的設(shè)置和啟動(dòng)步驟：1） 復(fù)位CS546，對(duì)CS5460的復(fù)位腳發(fā)復(fù)位脈沖，脈沖不少于10MS。同時(shí)，由于單片機(jī)生產(chǎn)工藝的發(fā)展，單片機(jī)的運(yùn)行速度和內(nèi)部存儲(chǔ)器容量都有了較大的提高，這些都為C51應(yīng)用程序的應(yīng)用創(chuàng)造了更為有利的條件。當(dāng)代碼長(zhǎng)度超過(guò)4KB以上時(shí)，C51比匯編語(yǔ)言具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。采用C51進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的程序開(kāi)發(fā)，編譯器能自動(dòng)完成變量的存儲(chǔ)單元的分配，編程者可以專注于應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，可以對(duì)常用的接口芯片編寫通用的驅(qū)動(dòng)函數(shù)，對(duì)常用的功能模塊和算法編寫相應(yīng)的函數(shù)，可以方便地進(jìn)行信號(hào)處理算法和程序的移植等等，從而加快了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)速度?，F(xiàn)在有許多可以對(duì)80C51單片機(jī)硬件進(jìn)行操作的C語(yǔ)言，它們通常統(tǒng)稱為C51。通過(guò)讀取顯示的數(shù)值再乘以變比系數(shù)則可以得到被測(cè)器件真實(shí)的電壓，電流和功率值。 N L 前端電路調(diào)理模塊 電能芯片CS5460模塊 經(jīng)調(diào)理電路的調(diào)理的電壓信號(hào)，電流信號(hào)通過(guò)IIN+,IIN,VIN+,VIN接口送入電能表芯片CS5460，芯片被初始化后開(kāi)始工作，電流電壓通道的采樣信號(hào)被片內(nèi)放大器放大，經(jīng)內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，在通過(guò)高通濾波器消除直流分量，并由計(jì)算引擎計(jì)算出瞬時(shí)功率，在此過(guò)程中也可以算出瞬時(shí)電壓，瞬時(shí)電流，根據(jù)采樣頻率的設(shè)定值可以計(jì)算出電能值，電流有效值，電壓有效值，并將其存入相應(yīng)的寄存器中，然后將單片機(jī)與其相連，從而將芯片寄存器中的電能值，電壓有效值，電流有效值讀出，并送于液晶顯示： CS5460 STC89C52 單片機(jī)STC89C52與CS5460的連接圖 單片機(jī)STC89C52模塊 本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的是C52單片機(jī)，是C51單片機(jī)的增強(qiáng)版，其引腳及其功能與C51單片機(jī)類似，其引腳圖如下所示 STC89C52 液晶顯示模塊 本次設(shè)計(jì)的單相電度表中，單片機(jī)通過(guò)液晶的串口向液晶寄存器寫命令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶顯示的控制。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(guò)正負(fù)150MV。4)單片機(jī)根據(jù)程序指令顯示測(cè)量結(jié)果，也可輸入程序通過(guò)累加計(jì)算出能量。由VIN + , VIN 輸入的差模電流模擬信號(hào)同樣由Σ模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換, 獲得瞬時(shí)電流，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)也被送入功率計(jì)算器。四．硬件電路設(shè)計(jì) 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(hào)轉(zhuǎn)變成CS5460 可接受的小電壓信號(hào)，以差模電壓或電流的形式輸入進(jìn)去。 頻率的測(cè)量:將循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器的N值改變?yōu)?,此時(shí)電壓、電流瞬時(shí)值數(shù)據(jù)的刷新率為4000Hz,這就為通過(guò)軟件進(jìn)行信號(hào)過(guò)零判斷創(chuàng)造了條件。而由于計(jì)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(shí)受周期計(jì)數(shù)寄存器和配置寄存器內(nèi)容的影響，需要先對(duì)周期計(jì)數(shù)器和配置寄存器內(nèi)容進(jìn)行正確設(shè)置。通過(guò)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(shí)序?！S5460的串行接口部分集成了一個(gè)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(cè)量是以24位有符號(hào)和完整規(guī)模的無(wú)符號(hào)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(gè)寄存器的訪問(wèn)是必需的。加電后，該芯片被初始化后開(kāi)始工作，電流通道和電壓通道的信號(hào)被片內(nèi)放大器放大后，通過(guò)內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)高通濾波器消除了信號(hào)中的直流成分，將之送到能量計(jì)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(jì)算完畢，由CPU將功率和能量值取走，同時(shí)也可輸出可編程的輸出可編程的輸出頻率來(lái)。當(dāng)接收到一個(gè)開(kāi)始轉(zhuǎn)換命令時(shí)，測(cè)量開(kāi)始進(jìn)行。CS5460可以測(cè)量瞬間電流，瞬間電壓，瞬間功率，能量，RMS電流和RMS電壓?！? STC89C52INT1 SDI SDO SCLK CS5460 /RESET /INT /CS 接地 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(huì)超時(shí)。超時(shí)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?。?，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(gè)位有效，并且屏蔽寄存器相應(yīng)的位是邏輯1，信號(hào)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(kāi)始工作，電流通道和電壓通道的信號(hào)被片內(nèi)放大器放大后，通過(guò)內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)高通濾波器消除了信號(hào)中的直流成分，將之送到能量計(jì)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(jì)算完畢，由CPU將功率和能量值取走，同時(shí)也可輸出可編程的輸出可編程的輸出頻率來(lái)。當(dāng)接收到一個(gè)開(kāi)始轉(zhuǎn)換命令時(shí)，測(cè)量開(kāi)始進(jìn)行。CS5460可以測(cè)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(jì)量精度：在300∶％；電壓測(cè)量精度：％。 CS5460內(nèi)部組成模塊 CS5460的引腳分配及功能引腳名稱引腳功能1XOUT晶體振蕩器輸出2CPUCLK：CPU時(shí)鐘輸出3VD+數(shù)字電路電源正極4DGND數(shù)字地5SCLK 串行時(shí)鐘輸入6SDO串行數(shù)據(jù)輸出7CS片選8NC空腳9VIN+差分電壓正輸入端10VIN差分電壓負(fù)輸入端11VREFOUT參考電壓輸出12VREFIN參考電壓輸入13VA模擬地14VA+模擬電源正極15IIN