【正文】 用來實(shí)現(xiàn)減量調(diào)整。0x08)= 0x08)異常事件記錄查詢這一部分主要進(jìn)行時(shí)鐘初值輸入調(diào)整設(shè)計(jì)，軟件流程圈設(shè)計(jì)如圖58所示。0x14)= 0)amp。((P2amp。0x04)= 0x04)進(jìn)入時(shí)鐘初值輸入調(diào)整KK4按下((P2amp。0x18)= 0)amp。((P2amp。0x14)= 0x14)功率分段電量顯示K4按下((P2amp。0x08)= 0)amp。 ((P2amp。0xlc)= 0xlc)不處理K2按下((P2amp。當(dāng)有鍵按下時(shí)，進(jìn)行按鍵狀態(tài)掃描并根據(jù)掃描結(jié)果，進(jìn)行功能函數(shù)的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)具體的按鍵功能。按鍵狀態(tài)檢測(cè)參考表53所示。由于K日、K4分別接入、當(dāng)沒有鍵按下時(shí)，P2 P2 F2 2為高電平t此時(shí)條件((P2amp。按鍵掃描處理。在延時(shí)之后，進(jìn)行按鍵的掃描，根據(jù)掃描結(jié)果進(jìn)行功能按鍵處理。如圖54所示，在進(jìn)入INT0中斷后，通過調(diào)用語句“EX0=O；”關(guān)閉INTO中斷使能，避免鍵盤掃描時(shí)引起再次中斷。本方案采用中斷掃描，以提高單片機(jī)的執(zhí)行效率。按鍵掃描采用中斷方式進(jìn)行，通過74LS08“與”門邏輯與單片機(jī)的INT0口連接。ADE7758與能量有關(guān)的寄存囂配置參考表52所示。根據(jù)表1～，計(jì)算出ADE7758部分初始化參數(shù)以及有功、無功能量寄存器的計(jì)算結(jié)果參考表51所示。APCFDEN、VARCFDEN為12位的無符號(hào)寄存器，取值范圍0一(212_1)，ADE7758芯片資料中，有功、無功能量最低有效值計(jì)算式為： () ()，有功、無功能量最低有效值分別與四個(gè)寄存器的設(shè)置有關(guān)，其中APCFDEN；APCFNUM、VARCFNUM、WDIV、VARDIV四個(gè)寄存器初始化賦值為1；其中APCFDEN、APCFNUM為ADE7758的12位寄存器。經(jīng)過上述初始化賦值后，每200個(gè)脈沖就表示電量1kWh；由于采用了取整運(yùn)算以及其他因素影響，實(shí)際電能表常數(shù)可能為198 impulses/kWh，這部分偏差通過電能表校準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)償。其中APCFNUM初始化賦值默認(rèn)為0，APCFDEN賦值結(jié)果計(jì)算如下： ()其中INTO為取整運(yùn)算。ADE7758有兩個(gè)分頻寄存器APCFNUM、APCFDEN，其比值用來對(duì)APCF脈沖輸出進(jìn)行分頻處理，以實(shí)現(xiàn)電能表設(shè)計(jì)的脈沖常數(shù)MC。在進(jìn)行瞬時(shí)功率的計(jì)算時(shí)，用單片機(jī)的T2定時(shí)，通過SPI口讀取ADE7758能量寄存器中數(shù)據(jù)，計(jì)算出這段時(shí)間內(nèi)累加的電量；用兩者的比值描述瞬時(shí)功率。本章節(jié)分析兩個(gè)問題，一是脈沖常數(shù)設(shè)置；二是ADE7758能量寄存器最低有效值的計(jì)算。其中EE4為小負(fù)荷計(jì)量以及正常負(fù)荷計(jì)量下的有功電量參數(shù)；CTCT4為相應(yīng)的脈沖計(jì)數(shù)變量。在進(jìn)行功率分段計(jì)量條件判斷時(shí)，若檢測(cè)到flag3=l，表示小負(fù)荷計(jì)量模式，F(xiàn)3對(duì)應(yīng)的脈沖變量累加l。主程序每循環(huán)一次，就進(jìn)行函數(shù)bitpowercheck()的調(diào)用，不斷對(duì)功率參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。功率參數(shù)檢測(cè)通過調(diào)用函數(shù)bit power_check0實(shí)現(xiàn)。定義兩個(gè)位變量flag3和flag4。朋為系統(tǒng)設(shè)定的切換功率。在進(jìn)行分時(shí)段計(jì)量條件判斷時(shí)，若檢測(cè)到flagl=l，表示當(dāng)前時(shí)段處于00:0012：00之間，EI對(duì)應(yīng)的脈沖變量累加1；分時(shí)段計(jì)量程序流程設(shè)計(jì)參考圖53所示，其中CTI、CT2為分時(shí)段累加對(duì)應(yīng)的有功脈沖計(jì)數(shù)變量。當(dāng)條件(flag1!=flag2)滿足時(shí)，則通過調(diào)用函數(shù)void deposit()進(jìn)行電量參數(shù)的定時(shí)存儲(chǔ)，函數(shù)deposit ()設(shè)計(jì)在附錄主函數(shù)設(shè)計(jì)部分說明。在讀取DSl302時(shí)間參數(shù)時(shí)，只需讀取小時(shí)對(duì)應(yīng)的寄存器數(shù)據(jù)，對(duì)小時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷即可。定義功能函數(shù)bittime_check ()完成時(shí)間參數(shù)的檢測(cè)處理，其流程圖設(shè)計(jì)參考圖52所示。當(dāng)時(shí)間在OO:0012：OO內(nèi)時(shí)flag1=1，否則flag1=O。通過兩個(gè)位變量flag1和flag2保存時(shí)間參數(shù)處理結(jié)果。接下來分析時(shí)間分段計(jì)量以及功率分段計(jì)量的軟件具體實(shí)現(xiàn)問題。電能計(jì)量有兩種方式，一是脈沖方式，利用ADE7758的兩路脈沖輸出，用單片機(jī)的T0、T1計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖計(jì)數(shù)；二是通過SPI口讀取ADE7758能量寄存器累加數(shù)據(jù)，乘上能量最低有效值獲得實(shí)際電量參數(shù)。單片機(jī)對(duì)脈沖輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)這部分能量的有效計(jì)量。采用脈沖計(jì)數(shù)方式進(jìn)行電量參數(shù)的累加，脈沖輸出頻率與ADE7758能量寄存器中累加的能量成正比。通過設(shè)置兩個(gè)切換閾值P0和90％1D0,避免CD4053選通開關(guān)過于頻繁的切換。在主程序連續(xù)的兩次循環(huán)中，若flag3兩次賦值結(jié)果不同，就認(rèn)為功率分段條件滿足。定義兩個(gè)位變量flag3和flag4。 功率分段問題。在主程序連續(xù)的兩次循環(huán)中，若flagl兩次賦值結(jié)果不同，就認(rèn)為存儲(chǔ)時(shí)間到。主程序每循環(huán)一次，就進(jìn)行一次時(shí)間參數(shù)的檢測(cè)。電量參數(shù)采用定時(shí)方式存儲(chǔ)。在主程序的一次循環(huán)過程中，分別進(jìn)行瞬時(shí)有功功率的檢測(cè)和時(shí)間參數(shù)的檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行功率分段計(jì)量和復(fù)費(fèi)率分時(shí)段計(jì)量。對(duì)每一個(gè)電量參數(shù)分配兩組存儲(chǔ)單元。系統(tǒng)在進(jìn)入主循環(huán)之前，要進(jìn)行與中斷TO、TINTO、INTl有關(guān)的AT89S52寄存器初始化、ADE7758初始化、DSl302初始化等操作。主程序設(shè)計(jì)流程如圖51所示，主要圍繞電量參數(shù)的計(jì)量展開。第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能主要由主程序和各類功能函數(shù)具體實(shí)現(xiàn)。這部分代碼ADE7758在進(jìn)行數(shù)據(jù)接收時(shí)被屏蔽掉。ADE7758寄存器有8位、12位和24位區(qū)別，對(duì)于12位的寄存器訪問，仍以字節(jié)為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，舉例如下。通過對(duì)ADE7758片內(nèi)寄存器的寫訪問，實(shí)現(xiàn)芯片的初始化功能設(shè)置。 ADE7758串口通信特點(diǎn)這一部分闡述ADE7758的SPI串口通信特點(diǎn)以及功能函數(shù)的定義。時(shí)間參數(shù)的存儲(chǔ)與顯示總是與異常事件的發(fā)生相聯(lián)系。Call Stack Window”變量觀察窗口。void writel302(char add，char dat)；//單片機(jī)向DSl302寫入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)char readl302(char add)；//單片機(jī)從DSl302讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)利用ME300B的在線仿真功能，對(duì)PCB電路板時(shí)鐘模塊進(jìn)行在線仿真調(diào)試。如果晶振工作，則每次讀取的秒寄存器數(shù)據(jù)應(yīng)不同。通過讀取秒寄存器的時(shí)間參數(shù)進(jìn)行判斷。其中數(shù)據(jù)總線DIO和時(shí)鐘總線SCLK分別與ADE7758的DIN總線和SCLK總線復(fù)用，因使能端子不同，不會(huì)造成數(shù)據(jù)沖突。 //單片機(jī)從AT24C02讀取一個(gè)長(zhǎng)整型數(shù)據(jù)時(shí)鐘采用DSl302芯片，通過SPI總線與單片機(jī)進(jìn)行通信。Void write2402_char(char add,char dat)；//單片機(jī)通過I2C總線存儲(chǔ)一個(gè)宇節(jié)的數(shù)據(jù)char read2d02_char(char add)。這一部分主要完成四個(gè)功能函數(shù)的設(shè)計(jì)、仿真與調(diào)試。問題轉(zhuǎn)換為如何進(jìn)行顯示函數(shù)的設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試。當(dāng)單片機(jī)檢鍘到K2鍵按下時(shí)。定義三個(gè)顯示函數(shù)，分別實(shí)現(xiàn)電量參數(shù)的查詢顯示、異常事件記錄的查詢顯示、時(shí)鐘初值輸入調(diào)整的顯示。表41 RS485 通信測(cè)試結(jié)果條件設(shè)置操作說明測(cè)試結(jié)果A、B端子電壓 RO對(duì)地電壓DE=1；DI=1測(cè)試A、B端子電壓判斷單片機(jī)是否向RS485總線發(fā)送出數(shù)據(jù)1DE=1；DI=1測(cè)試A、B端子電壓判斷單片機(jī)是否向RS485總線發(fā)送出數(shù)據(jù)0DE=0A、測(cè)試R0端子對(duì)地電壓，判斷單片機(jī)是否從RS485總線接收數(shù)據(jù)1DE=0A、測(cè)試R0端子對(duì)地電壓，判斷單片機(jī)是否從RS485總線接收數(shù)據(jù)10顯示采用HCl602液晶模塊．與單片機(jī)的接口定義如下：RS=，R/W=，E=；數(shù)據(jù)端子與單片機(jī)的P0口連接。當(dāng)A、B端子之間電壓大于+200mV時(shí)，輸入為邏輯1；小于200mV時(shí)輸入為邏輯0。單片機(jī)在進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，MAX485的A、B端子電壓在+2+6時(shí)為邏輯1；端子電壓在2~6時(shí)為邏輯0。RS485總線數(shù)據(jù)收發(fā)原理及羽4試結(jié)果分析。測(cè)試針對(duì)PCB硬件電路設(shè)計(jì)進(jìn)行，不涉及通信協(xié)議及軟件編程。利用ME300B的在線仿真功能，編寫測(cè)試源程序；參考RS485接口電路設(shè)計(jì)圖37，結(jié)合KeilC51的斷點(diǎn)調(diào)試命令，用萬用衷測(cè)試相應(yīng)端子電壓，檢測(cè)單片機(jī)能否向RS。為使系統(tǒng)正常工作，電源模塊需采用兩路交流信號(hào)輸入。參考圖39主電源模塊設(shè)計(jì)，閉合跳線JP5；在兩路50Hz正弦交流9v信號(hào)輸入下，用萬用表測(cè)量7807905輸出電壓分別為+5V和5V；在單路50Hz交流輸入時(shí)，實(shí)際測(cè)得7805輸出在4v左右，而7905輸出保持為5V。同時(shí)用萬用表測(cè)得DSl30MAX48可以利用這特點(diǎn)判斷仿真對(duì)象是否存在短路故障。ME300B是由深圳偉納公司推出的單片機(jī)學(xué)習(xí)開發(fā)系統(tǒng)，可以對(duì)片內(nèi)資源和片外資源進(jìn)行在線仿真調(diào)試。因此，應(yīng)避免短路，在確保系統(tǒng)安全的前提下進(jìn)行功能模塊的仿真測(cè)試。由于載入元器件封裝時(shí)通過手工焊接，引線和元器件較多，會(huì)由于經(jīng)驗(yàn)不足而可能導(dǎo)致電源端于和接地端子接成短路。首先進(jìn)行系統(tǒng)短路測(cè)試。這種焊接方式不容易損壞芯片，焊接成功率高，且沒有毛刺。然后把ADE7758芯片引腳對(duì)準(zhǔn)焊接位置，用燒熱的烙鐵頭(不帶焊錫)在ADE7758的引腳和焊接點(diǎn)連接處預(yù)熱片刻，可以觀察到一股細(xì)小的錫流沿著焊接線展開。ADE7758為貼片式封裝，引腳排列較密。這樣，當(dāng)芯片損壞時(shí)，可以方便進(jìn)行芯片的替換。載入封裝后的PCB電路板參考附錄B2所示。在對(duì)時(shí)鐘芯片DSl302進(jìn)行仿真調(diào)試時(shí)，并沒有認(rèn)識(shí)到去耦電容的重要性，沒有達(dá)到預(yù)期的仿真結(jié)果，原因就出在去耦電容上。進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)時(shí)?？梢园凑瘴墨I(xiàn)[26]的有關(guān)制版介紹，在電腦上運(yùn)行Protel軟件，從繪制簡(jiǎn)單的PCB電路開始，逐步熟悉設(shè)計(jì)過程。不同網(wǎng)絡(luò)之間的安全間距設(shè)置為12mil；采用自動(dòng)布線方式，覆銅放在最后進(jìn)行。在板的兩面采用大面積覆銅接地，不區(qū)分?jǐn)?shù)字地和模擬地。功能函數(shù)主要圍繞長(zhǎng)整型以及字符型數(shù)據(jù)的顯示與存儲(chǔ)展開，最后對(duì)功能函數(shù)仿真調(diào)試中遇到的問題進(jìn)行分析說明。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，判斷問題的原因、位置并提出改進(jìn)措施。第四章系統(tǒng)硬件調(diào)試與功能函數(shù)定義應(yīng)用ME300B對(duì)模塊電路進(jìn)行在線仿真調(diào)試。CON3為兩路9V正弦交流信號(hào)輸入接口，中間為接地端子。7805的+5V輸出通過JP5跳線與系統(tǒng)的+5V網(wǎng)絡(luò)連接。主電源模塊由變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成硎，其中整流電路采用DBl07集成模塊，穩(wěn)壓電路采用780LM7905集成電路模塊；后備電源采用可充電的LIR2032鋰電池，主電源和后備電源的電路切換參考圖34單片機(jī)外圍電路。CD4053在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用參考圖32設(shè)計(jì)，真值關(guān)系參考表35所示。CD4053的ay端子與a選通，ADE7758的電流通道小變比檢測(cè)信號(hào)選通，對(duì)應(yīng)小負(fù)荷計(jì)量模式，此時(shí)LEDl不導(dǎo)通；，ax端子與a選通，電流通道高變比檢測(cè)信號(hào)選通，對(duì)應(yīng)正常負(fù)荷計(jì)量模式，LEDl導(dǎo)通發(fā)光。CD4053外圍電路設(shè)計(jì)如圖38所示。A、B、。CD4053有三個(gè)控制端子A、B、C。C1C14用于提高電路的EMI性能。連接至A腳的下拉電阻R3連接至B腳的上拉電阻R30用于提高該RS485網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的工作可靠性。圈中由DE端子控制MAX485芯片的發(fā)送/接收使能。DSl302時(shí)鐘寄存器配置參考表34所示．表34 DS1302 時(shí)鐘寄存器配置電能表配備通信RS485接口具有成熟性和性價(jià)比高的優(yōu)勢(shì)，硬件設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留出RS485通信接口，采用MAX485接口芯片。小時(shí)寄存器的位7用于定義DSl302的時(shí)鐘運(yùn)行模式，為0時(shí)采用24小時(shí)時(shí)鐘模式。DSl302寄存器數(shù)據(jù)以BCD碼格式存放。DS1302采用雙電源供電模式，Vccl為主電源輸入．Vcc2為備份電源輸入。一是為定時(shí)存儲(chǔ)提供時(shí)間參數(shù)；二是為斷相、過流、過壓等異常事件記錄提供時(shí)同參數(shù)。該芯片具有SPI總線接口，與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)參考圖34所示。即使一組數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)時(shí)被損壞，另一組數(shù)據(jù)則不受影響。為了避免這種情況，對(duì)每一個(gè)電量參數(shù)分配兩組存儲(chǔ)單元；以朋為例，OxOOOx03為一組存儲(chǔ)單元。表33 AT24C02 存儲(chǔ)器單元地址配置變量名稱變量類型存儲(chǔ)單元地址分配物理意義E0Long int0x00x07總的有功電量R0Long int0x080x0f總的無功電量E1Long int0x100x1700:0012:00時(shí)段內(nèi)有功電量E2Long int0x180x1f12:0000:00時(shí)段內(nèi)有功電量E3Long int0x200x27低負(fù)荷時(shí)的有功電量E4Long int0x280x2f正常負(fù)荷時(shí)的有功電量H1Char0x300x36電能表斷相次數(shù)及時(shí)間記錄H2Char0x400x46單相過流次數(shù)及時(shí)間記錄H3Char0x500x56單相過壓次數(shù)及時(shí)間記錄為了保證電量參數(shù)存儲(chǔ)的可靠性．在軟件設(shè)計(jì)上要有充分的冗余和糾錯(cuò)。單片機(jī)執(zhí)行中斷服務(wù)程序，把處理的結(jié)果，包括事件的代碼、發(fā)生次數(shù)以及發(fā)生的時(shí)間，存儲(chǔ)到AT24C02中分配的地址單元。異常事件采用中斷方式進(jìn)行存儲(chǔ)。采用定時(shí)方式進(jìn)行電量參數(shù)的存儲(chǔ)。存儲(chǔ)主要包括電量參數(shù)的存儲(chǔ)和異常事件的記錄存儲(chǔ)。該芯片具有1℃總線接口，具有掉電后數(shù)據(jù)不丟失特點(diǎn)。通過控制端子Rs、R/W的狀態(tài)組合實(shí)現(xiàn)指令的寫入以及數(shù)據(jù)的讀、寫操作，操作說明參考表32所示。字符顯示是通過P0口讀入該字符的ASCII碼實(shí)現(xiàn)，舉例如下．字符‘1’的ASCII為Ox31。顯示與按鍵相結(jié)合，用來實(shí)現(xiàn)電量參數(shù)的查詢顯示、異常事件記錄查詢顯示以及時(shí)鐘參數(shù)韌值輸入調(diào)整結(jié)果顯示。A、K為HCl602