論文電子式單相復(fù)費(fèi)率電能表畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料
2025-06-30 07:06本頁(yè)面
【正文】 射頻信號(hào)，并調(diào)制成單片機(jī)可識(shí)別的TTL信號(hào)送至單片機(jī)。 PTR2000與pc機(jī)的發(fā)射原理 單片機(jī)與PTR2000接口電路的設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，采用無(wú)限收發(fā)一體數(shù)據(jù)傳送MODEM模塊PTR2000器件，該器件內(nèi)部集成高頻接收、PLL合成、PSK調(diào)制／解調(diào)、參量放大、功率放大、頻道切換等功能，完全符合無(wú)線數(shù)據(jù)通信的硬件要求。由它完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集處理以及控制數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。 在無(wú)法使用有線傳輸?shù)膱?chǎng)合，采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊和單片機(jī)相結(jié)合進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸是較合理的方案。 (2)與PC機(jī)的連接電路采用MAX202器件對(duì)PTR2000模塊和計(jì)算機(jī)串口進(jìn)行RS232和TTL電平轉(zhuǎn)換，將PTR2000與MAX202的輸入和輸出信號(hào)連接，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)與計(jì)算機(jī)的串口連接。PTR2000的模式控制引腳與單片機(jī)的控制引腳相連。 該器件外圍的主要電路有以下兩個(gè)：該器件使用433 MHz頻段，是真正的單片UHF無(wú)線收發(fā)一體器件，其工作模式包括工作頻道的設(shè)置和發(fā)送、接收、待機(jī)狀態(tài)，由TXEN、CS、PWM 3個(gè)引腳共同決定，其工作模式設(shè)置如表1所示。1 PTR2000引腳簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)1．1 PTR2000器件引腳功能因此這些技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)中并未得到廣泛應(yīng)用。低功耗、微型化是用戶對(duì)當(dāng)前無(wú)線通信產(chǎn)品尤其是便攜產(chǎn)品的實(shí)際需求，短距離無(wú)線通信逐漸引起廣泛關(guān)注。因此，使用該MCU作為主控芯片可以方便的設(shè)計(jì)電路。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，具有雙工UART串行通道，可實(shí)現(xiàn)ISP在線編程功能，內(nèi)部集成了看門(mén)狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、全新的加密運(yùn)算，使程序的保密性增強(qiáng)，兼容性強(qiáng)，軟硬件調(diào)試方便。本系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，AT89S52單片機(jī)是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。其與單片機(jī)的連接圖如圖34：圖34 顯示電路 鍵盤(pán)的設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)用四個(gè)按鍵和四個(gè)下拉電阻構(gòu)成簡(jiǎn)單的鍵盤(pán)，、 、 、 ，當(dāng)鍵盤(pán)被按下后相應(yīng)口被拉低為低電平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的控制。 主要參數(shù)： 工作電壓(VDD):～ 邏輯電平:～ LCD 驅(qū)動(dòng)電壓(Vo):0～7V 工作溫度(Ta):0～55℃(常溫)/20～75℃（寬溫）保存溫度(Tstg):10～65℃(常溫)/30～85℃(寬溫) 本液晶不僅可以顯示漢字，而且可以顯示多行，可以同時(shí)顯示多測(cè)量量，便于觀看和讀??；還可以串行通信，占用I/O口少，便于控制。內(nèi)置2M位中文字型ROM (CGROM)總共提供8192個(gè)中文字型(16x16 點(diǎn)陣)，16K位半寬字型ROM (HCGROM)總共提供126 個(gè)符號(hào)字型(16x8點(diǎn)陣)，64 x 16位字型產(chǎn)生RAM (CGRAM)，另外繪圖顯示畫(huà)面提供一個(gè)64x256點(diǎn)的繪圖區(qū)域（GDRAM），可以和文字畫(huà)面混和顯示。提供三種控制接口，分別8位微處理器接口，4位微處理器接口及串行接口。串口通信又分查詢和中斷兩種方式，在本系統(tǒng)中，通訊數(shù)據(jù)不固定，數(shù)據(jù)量大，所以采用中斷方式進(jìn)行通訊,具體電路圖33所示：圖32 CS5460A與單片機(jī)連接圖 圖33 通訊模塊硬件接線圖在設(shè)計(jì)中,使用的是12MHz晶振，以定時(shí)器T1的方式1制定波特率，此時(shí)定時(shí)器T1相當(dāng)于一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器,其波特率計(jì)算公式如下:方式1的波特率=定時(shí)器T1的溢出率 （1）定時(shí)器T1的溢出率計(jì)算公式為：定時(shí)器T1的溢出率= （2） 液晶顯示的設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)顯示的參數(shù)較多，顯示部分采用SYB12864KZK液晶顯示模塊。Max232芯片起電平轉(zhuǎn)換的功能,使單片機(jī)的TTL電平與PC的RS232C電平達(dá)到匹配。CS5460也可將電能轉(zhuǎn)化成與電能成正比的脈沖，由EOUT口輸出，以便于電能表的檢定。圖22 前端調(diào)理電路。的相位補(bǔ)償，176。而CS5460A 具有相位補(bǔ)償功能（176。經(jīng)變換后的補(bǔ)測(cè)信號(hào)以差模電壓的形式接到CS5460A的模擬信號(hào)輸入端。 電流調(diào)理部分采用變比2000：1 的電流互感器，然后經(jīng)一精密電阻將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)。當(dāng)然電阻R2值可以根據(jù)不同的電壓來(lái)調(diào)整。對(duì)于系統(tǒng)的前端電壓調(diào)理部分，我們采用變比為2mA/2mA的電流互感器和高精度電阻作為輸入電路部分電路如圖22所示。方案二：采用電流互感器與精密電阻網(wǎng)絡(luò)組成調(diào)理電路，將電壓和電流轉(zhuǎn)換為芯片可以就收的電壓信號(hào)。電源電路是整個(gè)系統(tǒng)能穩(wěn)定工作的前提和關(guān)鍵，系統(tǒng)中的各個(gè)單元電路都需要使用直流電源供電，本設(shè)計(jì)采用自制電源供電方式，將220V交流市電通過(guò)電源變壓器變換成交流低壓，再經(jīng)過(guò)橋式整流電路整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器的兩端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓，此直流電壓經(jīng)過(guò)W7805的穩(wěn)壓和電容的頻率補(bǔ)償，便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直流輸出電壓。又如，用戶僅需從讀操作中獲取16位有效位時(shí)，可在SDO讀出8位數(shù)據(jù)后從SDI輸入第二個(gè)讀命令。 因此讀寄存器時(shí)，微控制器可同時(shí)發(fā)送新指令，新指令將被立即執(zhí)行，并可能終止讀操作。寄存器讀指令可以終止在8 位的邊界上（例如，讀出時(shí)可只讀8，16或24位）。在完成對(duì)有效命令的接收和解碼后，狀態(tài)機(jī)將指示轉(zhuǎn)換器執(zhí)行系統(tǒng)操作或從內(nèi)部寄存器輸入輸出數(shù)據(jù)。內(nèi)部寄存器用于控制ADC的功能，所有寄存器都是24位。根據(jù)對(duì)命令的解碼，狀態(tài)機(jī)將執(zhí)行相應(yīng)的操作，或者為被尋址的寄存器的數(shù)據(jù)傳輸做準(zhǔn)備。VD+=+3V～+5V或VA+=,VA=。10℅電源；（7）具有功率方向輸出指示；（8）能夠測(cè)量瞬時(shí)電壓、瞬時(shí)電流、瞬時(shí)功率、電能、電壓有效值和電流有效值，能完成電能/脈沖轉(zhuǎn)換；（9）電能測(cè)量精度：%；（10）具有相位補(bǔ)償和系統(tǒng)校準(zhǔn)功能；（11）具有機(jī)械計(jì)度器/步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；（12）內(nèi)帶電源監(jiān)視器；（13）電能數(shù)據(jù)線性度：在1000 ：1 動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)線性度為 177。 一個(gè)電能、脈沖變換器 一個(gè)可選的內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器一個(gè)可以檢測(cè)電力不足或電源故障的電源監(jiān)視器一個(gè)功率計(jì)算引擎兩個(gè)高速數(shù)字濾波器一個(gè)電壓通道固定增益放大器，其增益為10第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 電能計(jì)量部分 CS5460基本結(jié)構(gòu)及功能CS5460A的內(nèi)部組成模塊如下：使用該模式時(shí)，CS5460A 工作時(shí)不需要外加微控制器，因此當(dāng)電表用于大批量住宅電能測(cè)量時(shí)，可降低電表的成本。
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