【正文】 關鍵代碼進一步進行優(yōu)化，以減少代碼的長度，提高運行的速度。 目前， C51 的代碼長度已經達到了匯編程度水平的 倍 倍。當系統(tǒng)規(guī)模較大時，設計人員都趨于采用 C 語言，這是因為 C 語言具有良好的可讀性、易維護性、可移植性和硬件操作能力。 在本次設計系統(tǒng)中 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 五．程序設計 單片機 C51程序 設計 的優(yōu)點 因為本次系統(tǒng)設計中雖然采用 C52單片機，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 。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荷下，其采樣電壓值不超過正負 150MV。 4)單片機根據(jù)程序指令顯示測量結果，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)字轉換器進行轉換 , 獲得瞬時電流，轉換后的信號也被送入功率計算器。 四 ． 硬件電路設計 單相電度表的工作原理： （ 1)前端電路調理模塊 把所輸入的大電壓電流信號轉變成 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,這就為通過軟件進行信號過零判斷創(chuàng)造了條件。 而由于計算周期設為 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容的影響，需要先對周期計數(shù)器和配置寄存器內容進行正確設置。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，狀態(tài)機在 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，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放大器放大后，通過內部模數(shù)轉換器轉換為數(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。當接收到一個開始轉換命令時，測量開始進行。 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) 20 INT 中斷輸出 21 EOUT 電能脈沖輸出 22 EDIR 功率方向指示輸出 23 SDI： 串行數(shù)據(jù)輸入 24 XIN 晶體振蕩器輸入 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 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，恢復邏輯 0（上升沿），或恢復邏輯 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（設置為邏輯 0）。當狀態(tài)寄存器的一個位有效，并且屏蔽寄存器相應的位是邏輯 1， 信號被激活。這些事件通知系統(tǒng)運行的狀態(tài)和內部誤差狀態(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放大器放大后，通過內部模數(shù)轉換器轉換為數(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。當接收到一個開始轉換命令時，測量開始進行。 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 內部組成模塊 CS5460的引腳分配及功能 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 引腳 名稱 引腳功能 1 XOUT 晶體振蕩器輸出 2 CPUCLK： CPU 時鐘輸出 3 VD+ 數(shù)字電路電源正極 4 DGND 數(shù)字地 5 SCLK 串行時鐘輸入 6 SDO 串行數(shù)據(jù)輸出 7 CS 片選 8 NC 空腳 9 VIN+ 差分電壓正輸入端 10 VIN 差分電壓負輸入端 11 VREFOUT 參考電壓輸出 12 VREFIN 參考電壓輸入 13 VA 模擬地 14 VA+ 模擬電源正極 15 IIN 差分電流負輸入端 16 IIN+ 差分電流正輸入端 17 PFMON 電源掉電監(jiān)視輸出 18 NC 空腳 19 RESET 復位輸入 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） CS5460 的 主要技術指標： 差分電壓輸入范圍： 150mv。 由于是 單供應， CS5460適用于一般模式信號。 該 CS5460旨在從單一經營 +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)模轉換器，它將兩個數(shù)模轉換單元，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 更容易實現(xiàn)與微處理器的連接。前端調理模塊采用 由電阻 R1， R2 構成的電阻分壓器 測 量作用于負載上的電壓 ，當然該 電壓 必須 為芯片所能允許的 150MV 的電壓范圍內 ， 故對電阻 R1， R2 的比值需做要求， 經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)經處理后存在存儲器內 , 上電后單片機從 存儲器內讀數(shù)據(jù)到內存中 ， 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河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） 國內的市場，出口創(chuàng)匯不斷攀升 二． 系統(tǒng)的整體設計思路 CS5460 可用于單相 2線或 3 線功率 /電能測量中應用。 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。感應系統(tǒng)脈沖電能表仍采用 感應系電能表的測量機構作為工作援建，由光電傳感器完成電能脈沖轉換，然后靜電子電路對脈沖進行處理，從而實現(xiàn)對電能的測量。隨著電力系統(tǒng)及其相關產業(yè)的發(fā)展以及電能管理系統(tǒng)的不斷完善，電能表的結構和性能也經歷了不斷更新、優(yōu)化的發(fā)展過程：由最初的感應電能表，發(fā)展到后來的感應系統(tǒng)脈沖電能表，直至現(xiàn)在的純電子式電能表。 隨著高新技術尤其是電子信息技術的快速發(fā)展，電子式、多功能、高精度、多費率、自動抄表等產品的優(yōu)勢突顯，且 已經逐步成為電能表發(fā)展 的主流，在未來幾年里，這種趨勢將更加明顯。 目前我國高校學生公寓普遍采用限電措施來控制學校電能利用 ,公寓管理社會化后 ,限制學生用電將改為鼓勵學生安全用電 ,從而將采用限制安全功率、限制基本電費、超量收費的形式。STC89C52 單片機； 液晶顯示模塊； C51 程序 河北大學工商學院 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設計） CS5460 singlephase meter based on the design of the measurement Abstract With the gradual deepening of rural power grids city, a variety of measurement tools continue to emerge on the market. A variety of different measurement tools are not the same measurement method used. The system consists of frontend circuit conditioning module, CS5460 chip energy meter module, microcontroller STC89C52 modules, display modules, memory modules and other ponents. CS5460 power measurement and the realization of single chip with STC89C52 energy measurement method is to present a more mature method. CS5460 is a single bidirectional serial interface with power power integrated circuit chip, it can be easily formed with multifunction electronic power meter and distributed energy metering managemen