【正文】 線 ADRO0、ADRO1 上的信號判定由哪個設(shè)備發(fā)出的；1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計18 電能的采集和計數(shù)模塊，產(chǎn)生功率脈沖功能。功率計量部分包括 AD775分流器、分壓電流、基本電壓源、保護電路圖、光耦合器輸出電路。通過分流器、分壓電路分別對電流和電壓信號進行采樣；電流通道和電壓通道的信號經(jīng)放大器放大后，通過 AD7755 內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換器為兩路數(shù)字信號，然后經(jīng)乘法、低通濾波、數(shù)字頻率變換等電路的處理，AD7755 輸出與瞬時功率成正比的脈沖，并將此脈沖送至微處理器 MCU。 AD7755 產(chǎn)生的輸出頻率與兩個電壓信號乘積的平均值成正比。再將這個有功功率進一步的轉(zhuǎn)換為頻率，以低電1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計19平有效的方式從 F1 和 F2 輸出。F1 和 F2 輸出的脈沖頻率 F 和輸出電壓信號的有效值 U1 和 U2 有一定的數(shù)量關(guān)系。%） （V） ；F 14 由主時鐘 CLKIN 分頻獲得，分頻系數(shù)由 S0 和 S1 決定電路連接圖如圖 所示圖 AD7755 電路連接圖1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計20 顯示電路 是一種新型的串行接口的 8 位數(shù)字靜態(tài)顯示芯片。Ps7219 內(nèi)部具有 1sx8RAM 功能控制寄存器，可方便選址，對每位數(shù)字可單獨控制、刷新，不需重寫整個顯示器。當(dāng)引腳 CON(13 腳)置高電平，可禁止所有顯示，達到降低功耗的效果，但同時并不影響對控制寄存器的修改。另外，PS7219A 型內(nèi)置一個可靠的監(jiān)控電路，可為外部提供一個脈寬 140ms ， 的高電平復(fù)位信號。在 CLK 的下降沿，數(shù)據(jù)被移入到內(nèi)部移位寄存器，在時鐘下降沿，數(shù)據(jù)從DOUT輸出；DIGI8：8 位數(shù)字驅(qū)動線它從顯示器吸入電流；GND:接地：CON：顯示控制器，低電平選通，高電平顯示無效：DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出，輸入到 DIN的數(shù)據(jù)在 個時鐘周期后 DOUT 有效；DSP,GA:七驅(qū)動器和小數(shù)點線，它供給顯示器電流；V+：電源電壓；1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計21圖 PS7219 引腳圖這里 89C51 的 作為串行數(shù)據(jù)的輸出，連接到 PS7219 的 D 創(chuàng)腳，和 通過程序分別模擬 PS7219 的時鐘脈沖 CLK 及其數(shù)據(jù)加載 LOAD 信號。圖 顯示電路連接圖1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計22DIN是串行數(shù)據(jù)的輸入端，在 CLK 上升沿，一位數(shù)據(jù)被加載到內(nèi)部 16 位寄存器中，CKL 的最高時鐘頻率可達 500KHz，在輸入時鐘信號的每上上升沿均有一位數(shù)據(jù)由 DIN 移入到內(nèi)部寄存器中 LOAD 來卸載數(shù)據(jù)，在 LOAD 上升沿，16 位串行數(shù)據(jù)被鎖存到數(shù)字或控制器中， LOAD 必須在 16 個時鐘上升沿的同時或者之后 ，在下一個時鐘上升沿到來之前變高，否則數(shù)據(jù)將會丟失。1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計22第 4 章 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計在微機測量和控制系統(tǒng)中，軟件的重要性與硬件同樣重要。如果說硬件是軀體， 那么軟件則是靈魂； 如果說硬件決定了產(chǎn)品的造價， 那么在硬件設(shè)計合理的前提下 ，軟件在很大程度上就決定了產(chǎn)品的性能。對高可靠性要求的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計就更是如此。 這通常是指軟件系統(tǒng)容易被發(fā)現(xiàn)和糾正錯誤，容易修改和補充。在軟件的設(shè)計方法中，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計就是最好的設(shè)計方法之一，這種設(shè)計方法是由整體到局部，再由局部到細節(jié)。 在此過程中可能會有一些問題逐步暴露， 這就要求軟件易被修改， 那么 ，結(jié)構(gòu)化設(shè)計就是最好的設(shè)計方法。 這樣，不但使得設(shè)計目標(biāo)明確、思路清晰，而且在檢錯和系統(tǒng)聯(lián)機調(diào)試時也較為方便。即使有問題也可以根據(jù)問題的種類和現(xiàn)象來進一步判斷是哪一部分出了問題，也為系統(tǒng)功能的擴充和移植提供了很大的方便。 系統(tǒng)軟件的可測試性有兩方面含義:其一是較容易制定出測試 ，并據(jù)此對軟件進行測試。因此，在算法選擇和位數(shù)選擇方面要滿足實際要求、運算結(jié)構(gòu)要符合國家相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 它是檢測系統(tǒng)的普遍要求， 即要求系統(tǒng)及時響應(yīng)外部時間的發(fā)生 ，并及時給出處理結(jié)果。1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計23。第二是在環(huán)境惡劣、干擾嚴(yán)重的情況下，軟件必須保證系統(tǒng)也能可靠地運行，這對系統(tǒng)的整體可靠運行尤為重要。其它命令的執(zhí)行路徑與上述命令的執(zhí)行路徑基本相似，不再贅述。在采集器中， 采集器既要接收集中器轉(zhuǎn)發(fā)的命令、 進行處理， 又要進行能耗 、參數(shù)的預(yù)置和抄取，進行預(yù)置時要寫入存儲器，抄取時要讀取存儲器。 遠程抄表主程序的設(shè)計在整個遠程抄表系統(tǒng)中，集中器的主要作用是通信，它是采集器和上位微機PC 之間進行信息交換的橋梁和紐帶。另外，它還要用定時中斷方式來定時抄取采集器中儲存的能耗等信息， 定時時間約半個小時，之所以將定時時間設(shè)定為半個小時，主要是基于以下考慮:這里可以簡單地計算一下，假設(shè)用戶的月用電量為 200 度，平均每天 7 度、每小1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計24時不到 度，對于一小時用戶的電能耗而言，其在采集器中儲存的對應(yīng)電能耗數(shù)據(jù)變化很小。所以，本文將定時時間設(shè)定為半個小時。 當(dāng) PC 機發(fā)命令時， 集中器中斷接收。在主程序中，當(dāng)檢測到這個標(biāo)志時，調(diào)用相應(yīng)子程序。當(dāng)需要集中器進一步將 PC 及其發(fā)來的命令向采集器轉(zhuǎn)發(fā)時， 則調(diào)用集中器向采集器發(fā)命令子程序；當(dāng)延時時間到卻不成功的時候，就認為此次向采集器發(fā)送不成功，則再次向采集器發(fā)送，如果發(fā)送再次失敗的話，則做故障處理 。當(dāng)向 PC 機應(yīng)答完成后，又返回主程序等待接收 PC 機的命令。它是整個電表的設(shè)計主線。1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計25圖 整個抄表系統(tǒng)的主流程圖 各子程序的設(shè)計在整個抄表系統(tǒng)中，一開始處于運行的時候，為了避免誤操作而使得電表中保存的數(shù)據(jù)丟失，所以清零程序應(yīng)該在整個系統(tǒng)的波特率設(shè)置之后就該有效， 即通電前按住清零鍵，液晶顯示清零并且開始閃爍，之后松開清零鍵，整個系統(tǒng)就開始正常運行。運算單元的清零。1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計26圖 清零子程序的設(shè)計主程序中的串行中斷打開，使它處于 PC 機的接收狀態(tài)，還要用中斷的模式來定時的收集數(shù)據(jù)采集模塊中的能量數(shù)據(jù)。這個時候主程序就處于延遲狀態(tài)，等待采集程序處理，如圖 所示。這樣數(shù)據(jù)的采集就需要一個個的去看 PC 機發(fā)送的什么命令，根據(jù)命令的不同來分支一步一步的處理，如圖 所示。1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計29圖 脈沖采集子程序電表在運行的過程中， 各個用戶的電量在不斷的累計相加，并且進入存儲器的電量儲存單元中， 根據(jù)程序的設(shè)計要求，每隔一段時間顯示模塊就顯示用戶的信息，諸如用戶號，用電量等。 所示。1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計31圖 數(shù)據(jù)傳送子程序 軟件初使化設(shè)計以上給出了系統(tǒng)中所涉及到的子程序流程框架， 顯然每個部分的正確運行對整個系統(tǒng)的性能的調(diào)試起到至關(guān)重要的作用。每個模塊的算法也是本軟件涉及的重要部分，下面對部分芯片的初始化做一些介紹。使其能夠正確的通信。復(fù)位、計數(shù)看門狗VoidRESWDI(void){if(es=0)…… //則喂狗If(es==l)…… //則復(fù)位(void) //寫使能復(fù)位(禁止寫)。(Void) //讀狀態(tài)寄存器。單片機輸入一個字節(jié)即等同于從 X5045 讀出一個字節(jié)。 串行通信設(shè)計為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，即能夠從能量采集模塊芯片 AD7755 中，把采集的消耗電能上傳到集中控制器的中心 CPU，則應(yīng)該按照 MAX485 芯片與單片機的連接進行程序控制。通過上一小節(jié)的論述，我們已經(jīng)知道，51 單片機的串行口通過編程可以有 4 種工作方式。 0 和方式 2在方式 0 中，波特率為時鐘頻率的 1/12，即 f osc /12，固定不變。即波特率=2SMOD 1 和方式 3在方式 1 和方式 3 下，波特率由定時器 Tl 的溢出率和 SMOD 共同決定。Tl溢出率/32。 計數(shù)1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計33速率與 TMOD 寄存器中的 C/T 位有關(guān)， 當(dāng) C/T=0 時， 計數(shù)速率為 f osc /l2， 當(dāng) C/T=1時，計數(shù)速率為外部輸入計時頻率。設(shè)計數(shù)的預(yù)置值(初始值)為X，那么超過 256?X 個機器周期，定時器溢出一次。溢出周期為:12單片機串行口工作在方式1，晶振為 6MHz，波特率 2400，定時器 Tl 按方式 2 工作，經(jīng)計算定時器預(yù)置值為 0F3H，SMOD=1.工作在方式1時，串行口為波特率可調(diào)的 11 位通用異步接口 USART，發(fā)送或接收一幀信息，包括 1 位起始位 0，8 為數(shù)據(jù)位和 1 位停止位 1.(可參見圖 )?發(fā)送發(fā)送時， 數(shù)據(jù)從 TXD 輸出， 當(dāng)數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器 SBUF 后， 啟動發(fā)送器發(fā)送 。方式 1所傳送的波特率取決于定時器 Tl 的溢出率和 PCON 中的 SMOD 位，將在下一小節(jié)討論。當(dāng) RI=0 且停止位為 1 或 SM2=0 時 ，停止位進入RB8 位， 同時置終端標(biāo)志 Rl。 所以， 方式 1 接收時 ，應(yīng)先用軟件清楚 RI 和 SM2 標(biāo)志。轉(zhuǎn)初始化程序ORG 0023hUMP INTS 。設(shè)置定時器 l 為方式 2MOV TLI， OF3H 。啟動定時器 1MOV SCON 50H 。允許串行口中斷1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計34SETB ESLJMP MAIN 。關(guān)中斷CLR RI 。保護現(xiàn)場PUSH DPHPUSH AMOVA，SBUF 。將數(shù)據(jù)回送給 PC 機WAIT：JINBTI，WAIT 。發(fā)送完，恢復(fù)現(xiàn)場POP DPHPOP DPLSETB EA 。返回 時鐘軟件設(shè)程序操作數(shù)據(jù)存儲的正確與否， 與時鐘芯片的能否正常工作有直接的關(guān)系，比如電量的計數(shù)和抄送都能正確的完成，但是時鐘不能正確的計數(shù)，那也是不行的，所以說時鐘芯片的正確計時非常關(guān)鍵。寫保護位不能在多字節(jié)傳送模式下寫入。命令字節(jié)為 8EMOV ByteCnt，x 。把數(shù)據(jù)地址賦給 ROMOV XMIDAT，00H 。調(diào)用寫數(shù)據(jù)子程序RET 。命令字節(jié)為 SEMOV ByteCnt，X 。將數(shù)據(jù)地址賦給 ROMOV XmtDat，80 。調(diào)用寫入子程序RET 。命令字節(jié)為 80MOV ByteCnt，x 。數(shù)據(jù)地址賦給 R0MOV XmtDat，00H 。調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序RET當(dāng)把秒寄存器的第7 位時鐘停止位設(shè)置為 l 時， 時鐘振蕩器停止，進入低功耗方式:MOV Commend，80h 。多字節(jié)傳送模式MOV RO，XmtDat 。數(shù)據(jù)內(nèi)容為 80H 振蕩器停止ACALL send_Byte 。 通信協(xié)議計算機與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊兩種方式。 在串行通訊時， 要求通訊雙方都采用一個標(biāo)準(zhǔn)接口 ，使不同設(shè)備可以方便地連接起來進行通訊。RS 一 485 總線是工業(yè)應(yīng)用中1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計36非常成熟的技術(shù)，是現(xiàn)代通訊技術(shù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一，采用 RS 一 485 總線設(shè)計網(wǎng)絡(luò)也是基于這些原因。在接收端，接收器將差分信號變成 TTL 電平，因此具有抗共模干擾的能力。本協(xié)議為主一從結(jié)構(gòu)的半雙工通信方式。集中器與所掛接的采集器通信時，采集器為從站。通信鏈路的建立與解除均由主站發(fā)出的信息幀來控制。 字節(jié)格式每字節(jié)含 8 位二進制碼，傳輸時加上一個起始位(0)、一個偶校驗位和一個停止位(1)，共 n 位。 所示 11 位的幀格式1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計37 幀格式幀是傳送信息的基本單元。表 信息幀格式說明 代碼幀起始符 68H地址符A0A1A2A3A4A5幀起始符 68H控制碼 C數(shù)據(jù)長度域 L數(shù)據(jù)域 DATA校驗碼 CS結(jié)束符 16H 68H：標(biāo)識一幀信息的開始，其值為 68H=01101000B A0～A5：地址域由 6 個字節(jié)構(gòu)成每字節(jié) 2 位 BCD 碼。當(dāng)使用的地址碼長度不足 6 字節(jié)時，用十六進制 AAH 補足 6 字節(jié)。當(dāng)?shù)刂窞?999999999999H 時，為廣播地址。讀數(shù)據(jù)時 L≤200，寫數(shù)據(jù)時 L≤50，L=0 表示無數(shù)據(jù)域。傳輸時發(fā)送方按字節(jié)進行加 33H 處理，接收方按字節(jié)進行減 33H 處理。 16H:標(biāo)識一幀信息的結(jié)束，其值為16H=00010110B。所有數(shù)據(jù)項均先傳送低位字節(jié)，后傳送高位字節(jié)。受到命令幀后的響應(yīng)延遲 Td:20ms≤Td≤500rns。1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 抄表系統(tǒng)軟件設(shè)計39字節(jié)校驗為偶校驗，幀校驗為縱向信息校驗和，接收方檢測到偶校驗出錯或縱向信息校驗和出錯，均放棄該信息幀，不予響應(yīng)。1 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計40第 5 章 系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計自動抄表系統(tǒng)要求長年連續(xù)掛網(wǎng)工作，使用環(huán)境復(fù)雜，系統(tǒng)容易受到外部電源和磁場干擾。 為了有效的解決外部干擾造成的系統(tǒng)計量可靠性、準(zhǔn)確性的降低，進而影響系統(tǒng)使用價值的問題，本課題從硬件、軟件兩方面采取措施，以求提高系統(tǒng)的可靠性。 可見電源的優(yōu)劣對系統(tǒng)的影響相當(dāng)大。1) 阻容分壓式采用簡單的阻容分壓、濾波，這種電源穩(wěn)壓性能差、電源波動大、帶負載能力小、電網(wǎng)干擾極易竄入