電度表信息自動采集終端的設(shè)計方案介紹

　　通信模塊由控制芯片AT89C51-2、電力線載波芯片ST7538及其外圍電路組成。ST7538是采用FSK調(diào)制技術(shù)的高集成度、功能強(qiáng)大的電力載波芯片，內(nèi)部采取了多種抗干擾措施，它可以在噪聲頻帶很寬的信道環(huán)境下實現(xiàn)可靠的通信。內(nèi)部集成了發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的所有功能，通過串行通信，可以方便地與微處理器相連接。內(nèi)部具有電壓自動控制和電流自動控制，只要通過耦合變壓器等少量外圍器件即可連接到電力網(wǎng)中。ST7538除了實現(xiàn)電力線載波通信功能外，還具有看門狗、過零檢測、運(yùn)算放大器、時鐘輸出、超時溢出輸出、+5 V電源和+5 V電源輸出等功能，大大減少了ST7538應(yīng)用電路的外圍器件數(shù)量。該芯片符合歐洲CENELEC(EN50065-1)和美國ECC標(biāo)準(zhǔn)。

　　1.5 時鐘電路模塊

　　時鐘電路模塊由AT89C51-1和時鐘芯片DS12887組成。CPU通過讀DS12887的內(nèi)部時標(biāo)寄存器即可通過選擇二進(jìn)制碼或BCD碼初始化芯片的10個時標(biāo)寄存器得到當(dāng)前的時間和日歷，其內(nèi)部14 b非易失性靜態(tài)RAM可供用戶使用。對于沒有RAM的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，可在主機(jī)掉電時保存一些重要數(shù)據(jù)。DS12887的4個狀態(tài)寄存器用來控制和指出DS12887模塊的當(dāng)前工作狀態(tài)，除數(shù)據(jù)更新外，程序可隨時讀寫這4個寄存器。利用單片機(jī)對DS12887進(jìn)行編程，可方便地實現(xiàn)讀數(shù)，完成定期抄表等功能。

　　1.6 工作狀態(tài)顯示模塊

　　工作狀態(tài)顯示模塊主要由發(fā)光二極管、放大器、AT89C51-2等元件組成。用不同顏色的發(fā)光二極管來分別顯示電源的通斷、鏈路的連接以及數(shù)據(jù)的發(fā)送等狀態(tài)。該電路模塊具有響應(yīng)速度快，使用溫度范圍較大，功耗小，使用壽命長等優(yōu)點。

　　1.7 操作鍵盤模塊

　　操作鍵盤模塊由鍵盤和AT89C51-2組成。通過操作鍵盤，可設(shè)置一些參數(shù)，如終端的地址、各用戶的電度表常數(shù)等，也可以對單片機(jī)發(fā)出簡單的指令，如顯示各項參數(shù)、手動需量等。

　　2 軟件設(shè)計

　　結(jié)合自動采集終端硬件來設(shè)計軟件，通過分析要實現(xiàn)的功能，整個程序可分為主程序和中斷服務(wù)程序模塊。系統(tǒng)主程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置，完成上電后對上次停電后的信息處理，采集電能量并進(jìn)行相應(yīng)的處理，處于待機(jī)狀態(tài)接收收集站下達(dá)的指令，并做分析處理，控制數(shù)據(jù)傳輸、鏈路檢查和校對時鐘等任務(wù)的執(zhí)行，流程如圖2所示。其中，電能量的采集使用定時中斷;采樣間隔可根據(jù)用戶電度表容量設(shè)置，樣機(jī)中采樣間隔設(shè)置為100μm，程序流程見圖3。中斷服務(wù)程序模塊有定時中斷、通信中斷等實時性處理的功能模塊。通過各功能模塊之間的調(diào)用，一層一層地實現(xiàn)程序功能。

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