1?硬件電路設計
1.1的整體結構
基於AT89S52單片機，完成了多費率單相電能表的設計。AT89S52有以下功能:8kb Flash？閃存，三級加密程序存儲器，256字節內部ram，32個可編程I/O？口線，三？16位定時器/計數器，壹個？六矢量兩級中斷結構，壹個全雙工串行通信端口，片內振蕩器和時鐘電路，兩種低功耗電氣工作模式。適合帶開關信號的輸入檢測的性價比更高的嗎？8位單片機。電能表的硬件設計主要包括六個模塊，電壓電流檢測電能計量電路？AD7755模塊、串行存儲器和看門狗？X25045電路模塊，HT1621液晶電路模塊，串行時鐘？S3530A電路模塊，
RS485總線通信電路模塊，防盜檢測電路模塊，整體結構如圖？1.
圖1:系統總體結構框圖
1.2?電能計量
單相電能計量采用美國？ADI公司的？AD7755低功耗芯片的實現。除了AD7755？ADC、濾波、乘法電路外采用數字電路，有效消除了尖脈沖等幹擾信號，使其在惡劣環境條件下仍能保持較高的精度和穩定性。對單相回路中的電壓和電流信號進行采樣，並對功率進行計算和積分，轉換成電能脈沖輸出。CPU負責輸出來自？AD7755的輸出？CF脈沖測量，計算電能表累計用電量。電能與脈沖的關系為:W=M/C，其中W為電能，單位為kWh，M為累計脈沖數，C為電表脈沖常數，取C=1600，每kWh為？1600脈沖。
1.3?RS485通信MAX487芯片實現多費率電能表的RS485通信控制。
MAX487芯片有？RS485通訊協議，與下位機？128，傳輸間隔大於1km，傳輸速率為250 KB/s..電度表通過了？RS485總線與電源管理計算機相連，每個電能表都有壹個確定的、唯壹的八位十六進制表號。初次安裝時，電工需要記錄用戶信息和表號，輸入到電源管理計算機中，完成用戶與管理計算機的連接。管理計算機采用廣播通信方式下載時間間隔設置和時間校正信息，此時沒有地址信息，電能表中斷接收；上位機通過調用地址上傳信息，即調用誰的地址，然後電能表將信息及其校驗碼打包上傳到電力管理計算機，實現電力抄收。MAX487？DE是變送器使能端子，DE是？發射機可以工作在1，DI為輸入端，A和B為輸出端。什麽時候？德為？0時，停止發送輸出端子為高阻抗。RE為輸入使能端，RE為？0，允許接收機工作，A、B為輸入端，RO為輸出端；RE是？在1處，接收器被禁用，RO處於高阻態。因此，使用半雙工通信模式時？德和？重新連接並接聽？AT89S52的P1.4，通過？AT89S52？P1.4引腳控制收發器的工作狀態。
1.4?串行存儲器/存儲器/存儲
串行內存采用美式？XICOR公司？X25045低功耗芯片，具有看門狗定時器WTD、電源電壓監控和？512字節串行？E2PROM存儲器有三個功能。WTD可以設置200ms、600ms、1400ms間隔餵狗，軟件編程為？在X25045。在程序正常運行期間，WTD每隔壹段時間接收壹個觸發信號，以保證程序的正常運行。當WTD在該時間間隔內沒有收到觸發信號時，X25045通過？RESET引腳輸出高電平信號，觸發電能表復位，防止程序失控。X25045作為串行存儲芯片，512字節用於存儲電能表代碼、多費率時間段設置、上月和當月不同時間段的峰均谷電和累計總電量等信息。存儲次數可重寫10萬次，數據可保存100年。AT89S52能用嗎？SPI協議總線接口。
1.5時鐘電路
時鐘電路采用？S3530A芯片完成，是壹種支持嗎？I2C總線低功耗時鐘芯片，它根據？CPU經典？RS485通訊接收時間校準數據設置時鐘和日歷，並通過自身振蕩保持行走。妳在線嗎？S3530A的辛和？Xout引腳跳線？32.768kHz晶體振蕩器。它是通過雙線和？CPU連接，SDA引腳和？SCL的腳是分開連接的嗎？AT89S52？P2.0和P2.1，並且有兩個中斷報警引腳可以設置為向？AT89S52的供貨周期是多少？1秒中斷信號，單片機系統按哪個通過？I2C通信接口讀取當前時間，計算該時間所屬的時間段，實現多費率電能表在不同時間段計量電能。時鐘電路配有備用鋰電池，正常工作時有電源？Vcc電源，同時給？3.6V鋰電池充電；當出現電源故障時，鋰電池自動切換為時鐘電路供電，即使時鐘運行正常。
1.6液晶顯示屏
領養？霍爾特克公司？HT1621？液晶顯示驅動芯片，實現十六位？液晶數字顯示器。HT1621有嗎？128段(32×4)內置內存？LCD驅動，包括控制和定時電路、顯示RAM、LCD驅動和偏置、監控定時器等。，采用？48英尺？SSOP封裝具有體積小、功耗低的優點，非常適合電能表。它的接口電路和外圍電路簡單，和？AT89S52采用串行接口，只需要三根線。AT89S52的P2.4？，P2.5，P2.6分別收到了嗎？CS芯片選擇、WR寫承諾和數據串行數據用於控制刷新顯示。RAM緩沖器。在另壹個應用中，壹個20kΩ可調電阻間接連接在VDD和VLCD之間，以調節？LCD顯示對比度，調節電阻使VDD=5V和VLCD=4V的對比度更好。
1.7?防竊電檢測等。
記錄電能表端子蓋被人為打開的次數，分析是否竊電。電能表安裝後，外殼用鉛封，用戶不能私自打開電能表接線的蓋子破壞鉛封，否則屬於竊電行為。因此，我們使用霍爾傳感器來檢測端子蓋是否打開。如果端子蓋打開，AT89S52？當P1.6腳的電平發生變化時，檢測到開蓋壹次，記錄電表端子蓋被手動打開和折斷的次數，從而判斷是否存在竊電行為。當有竊電時，它報警，切斷電源，並及時上傳到上位管理計算機。實踐證明，該新型防盜技術能有效防止竊電的發生，效果良好。檢測電路框圖是否如圖所示？2.
圖2:防盜檢測框圖
斷電保護電路，帶？AT89S52？P1.7輸入引腳檢測掉電信號，系統正常工作時？P1.7位高電平，突然斷電時，P1.7變為低電平，查詢檢測到。當P1.7變低時，將進入掉電保護程序。供電電路中有壹個1000uf/25v的大濾波電容，可以在斷電後維持系統十幾秒的工作時間，保證電能表很好的存儲重要數據。光電隔離電路，在系統中？AD775的脈沖輸出端、繼電器控制端和RS485通信端是否分別使用？4N35光電隔離器。通過光的耦合，傳輸電信號，將幹擾源和易受幹擾部分隔離開來，提高了系統的抗幹擾能力。
2?軟件編程
2.1?軟件程序資源分配
多費率單相電能表軟件程序* * *包括八個程序模塊:初始化及主程序、X25045讀寫程序、RS485串行通信處理程序、中斷處理程序、定時器處理程序、HT1621顯示控制程序、電能計量及停電處理程序、系統自檢及軟件抗幹擾處理。系統的中斷資源分配是怎樣的？INT0中斷用於？AD7755脈沖檢測，INT1用於秒同步檢測，定時器？T0用於計時100ms，不使用T1，T2用於串口通信程序的波特率發生器，串口中斷設置為？RS485異步通信接收中斷。
2.2?程序模塊設計
電能表工作過程的主程序模塊是否如圖所示？如圖3所示，每次上電都要進行初始化，包括設置AT89S52單片機的定時器、串口和中斷，並寫入串行存儲芯片。X25045的控制字，串行時鐘芯片？S3530A控制字，串口液晶驅動芯片？HT1621控制字。新電能表的初始工作是否正確？X25045初始值設置，包括表數設置、時間段設置、時鐘設置、存儲地址分配等。本系統設置了三個時間段，從單片機到時鐘芯片每秒。讀取S3530A中的時鐘值，然後根據串行存儲芯片？在X25045中預設時間段，分析該時刻屬於哪個時間段，根據對應的時間段存儲電能？AT89S52？RAM內存，然後每次積累的能量夠不夠？1度被寫成？相應地址中的X25045。16位液晶顯示器交替顯示時間段和電量信息。如果有通信請求，將中斷與上位機的數據通信。如果停電，將執行停電保護程序。省略了其他程序模塊的流程圖。
圖3:主程序流程圖
試驗結果
電能表在淄博北林電子有限公司進行誤差測試和運行測試，上位機完成用電管理時間段的設置，設置三個費率時間段，第壹個時間段？00點？00到達？06點？30分鐘，谷電期，第二期？06點？30到達？22點？30分鐘，用電高峰期，第三期？22點？30到達？24點？00，是平電時期。費率區間設置由供電公司根據國家政策法規設置到計算機管理系統，通過RS485串行通信傳輸到電能表，並存儲在？在X25045。每月的峰、平均、谷、累計電量存儲在電能表中，打包傳輸到上位機管理系統。通信波特率設置為9600？比特/秒.使用？以0.1標準電子電能表校驗表為標準表，多費率電能表為被檢表。貝林電子有限公司在不同負載下進行測試，僅將負載列為？5KW下的實測數據見表1？如圖。測試結果表明，該多費率電能表的誤差小於65438±0%，屬於？1.0標準。通過實驗得知，減少電能計量誤差的方法有:壹、通過調整？AD7755的匹配電阻調整至精確值；其次，要求匹配電阻的阻值隨溫度變化變化不大；三、電能計量過程中，切換時間段時，電能計量尾數部分不足？0.01度的電能計入下壹時間段，避免短缺？0.01度電能損失，導致累計電能誤差。
表1:標準表和被測量表的測量值？滿足5KW
結束語
按不同時間段設置多費率電能表，實現電能分時計量。RS485串行通信，實現自動抄電和實時時間校準。淄博北林電子有限公司生產的這款電能表，設計技術新穎，計量準確，走時準確，時間間隔靈活，防竊電設計新穎。各項技術指標均符合國家多費率電能表的技術標準，具有廣闊的應用前景。
作者的創新之處在於采用了？AD7755電能計量芯片測量正確；連環？X25045存儲靈活可靠，串行時鐘？S3530A走時準確，RS485總線傳輸可靠性高，防盜設計新穎。領養？I2C總線結構的多費率單相電能表設計更加合理，具有性價比高的特點。