基于HT46F49E的低成本智能電表設(shè)計(jì)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
ADE7755芯片采樣電壓和電流，相乘得到有功功率，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率脈沖，單片機(jī)計(jì)數(shù)器對脈沖計(jì)數(shù)即為用戶電量，單片機(jī)再控制LCD將電能顯示出來?？驁D1中紅外收發(fā)部分是為配合紅外抄表用的，而實(shí)時時鐘是配合備份電池充電提供時間基準(zhǔn)，也是為了方便開發(fā)復(fù)費(fèi)率電表用。系統(tǒng)采用雙電源，正常情況下市電經(jīng)降壓、線性電源濾波后給系統(tǒng)供電，單片機(jī)檢測電池電量，若電量過低，還要給備用電池充電，停電時系統(tǒng)由電池供電，保障了停電狀態(tài)下紅外抄表的正常進(jìn)行。停電狀態(tài)下，數(shù)據(jù)保存在單片機(jī)自帶的EEPROM中，保證了數(shù)據(jù)的安全性。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/175747.htm
2)紅外數(shù)據(jù)采集部分：系統(tǒng)方框圖如圖2。AD鍵盤向系統(tǒng)輸入指令，紅外收發(fā)部分完成紅外抄表或是向電表發(fā)送其他指令，由24C64保存采集到的數(shù)據(jù)，每個用戶數(shù)據(jù)占用8個字節(jié)，共可保存約1 000多個用戶數(shù)據(jù)。實(shí)時時鐘為每個用戶數(shù)據(jù)插入時間數(shù)據(jù)用。串口是用來和電腦通信用，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦上，進(jìn)一步的進(jìn)行處理，生成電費(fèi)單。
2．2 硬件設(shè)計(jì)
1)電能計(jì)量部分：主要硬件電路如圖3所示。
ADE7755為美國ADI公司生產(chǎn)的一款寬量程，高精度的功率測量或電能計(jì)量的專用集成電路芯片，其輸入引腳可直接與不同量程的傳感器相連接，簡化了與傳感器的接口。芯片輸出為脈沖信號，方便與微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，該芯片將瞬時有功功率轉(zhuǎn)化為脈沖信號由CF端輸出。ADE7755芯片內(nèi)部除了A／D轉(zhuǎn)換電路和參考電路外，信號全部采用數(shù)字方式處理，從而保證了在極其惡劣環(huán)境條件和長期工作狀態(tài)下的高度穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度，這一點(diǎn)為功率變送器的設(shè)計(jì)提供了一種低成本高精度的解決方案。
HT46F49E是臺灣Hohek公司生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型FLASH單片機(jī)，內(nèi)置EEPROM，用來保存電表數(shù)據(jù)；自帶9位AD，兩路PWM輸出，用來管理電池充電和產(chǎn)生38 KHz紅外載波；2．2～5．5 V的寬電壓供電，主電源為5 V，備份電池為3．6 V；兩種低功耗模式，在低功耗模式下只有數(shù)μA的電流，延長了電池工作時間。
2)紅外數(shù)據(jù)采集部分：主要硬件電路如圖4。由于采集數(shù)據(jù)時涉及到密碼和用戶碼的設(shè)置，需要用到較多的按鍵，方案中用單片機(jī)的4路AD擴(kuò)展了19個按鍵，巧妙的解決該單片機(jī)I／O口較少的不足。單片機(jī)還要和電腦通信，而該單片機(jī)沒有串口，因此需要用軟件模擬UART口，選用4．9152 M的晶振，正好是9 600的整數(shù)倍，模擬UART波特率剛好可以做到9 600 bit／s，而且用該晶振時PWM的頻率為38．4 kHz，正好可以驅(qū)動紅外發(fā)射管。
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