UPD78F0525在三相多功能電能表中的應(yīng)用

1 UPD78F0525簡(jiǎn)介
電表是一種計(jì)量收費(fèi)產(chǎn)品，并且需長(zhǎng)期工作在復(fù)雜的環(huán)境下，維修維護(hù)的手續(xù)多、范圍廣、難度大，因此電能表的可靠性是設(shè)計(jì)首要考慮的問(wèn)題。其次考慮到可擴(kuò)展性。能夠遠(yuǎn)程在線編程等功能，這就需要單片機(jī)具有一定的Flash與RAM的空間?；谝陨峡紤]選取NEC(UPD78F0525)為電能表的主CPU．
其主要性能如下：
a．通用寄存器是8位×32個(gè)寄存器(8位×8個(gè)寄存器×4組)：
b．UPD78F0525有60Knash．3 K的RAM，內(nèi)部集成了8 M的OSC：
c．指令最短時(shí)間可以在高速(0．1¨s的高速系統(tǒng)時(shí)鐘的操作頻率為20 MHz)和超低速(122斗s的副系統(tǒng)時(shí)鐘的操作頻率為32．768 kHz)之間改變；
d．內(nèi)置上電清零(POC)電路和低電壓檢測(cè)器(LVI)；
e．內(nèi)置看門(mén)狗定時(shí)器(使用內(nèi)置的內(nèi)部低速振蕩時(shí)鐘(240 kHz)進(jìn)行操作)：
f．內(nèi)置時(shí)鐘輸出控制器：
g．有7通道的定時(shí)器(鐘表定時(shí)器／16位定時(shí)器／8位定時(shí)器／看門(mén)狗定時(shí)器)；
h．10位分辨率的A／D轉(zhuǎn)換器(AVREF=2.3~5．5 V)；串行接口包括2通道的UART El，1通道的I2 C口。

2 UPD78F0525搭建的硬件平臺(tái)
2.1 電表硬件結(jié)構(gòu)
電能表的功能越來(lái)越多,各個(gè)地區(qū)的技術(shù)要求不同,而采用¨PD78F0525為電表的單片機(jī)可以輕松地完成這些功能。
其硬件組成部分如圖1所示

2.2電表的CPU部分
以UPD78F0525為CPU實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)部件協(xié)調(diào)控制、人機(jī)交互等重要功能。
主系統(tǒng)時(shí)鐘選用內(nèi)部8M(外部8M可供選擇)。
副時(shí)鐘信號(hào)采用由RX8025提供的32．768 kHz方波．這樣在省電模式下功耗比較小。單片機(jī)的IO口可控制其他模塊的供電,如P7.7(CTLWE)口是EEP—ROM的電源控制腳．P0.2(VCT)口是外部時(shí)鐘芯片的電源控制腳P12.3(CTINL)1：3是LCD驅(qū)動(dòng)的電源控制腳。P12.O(TXTW)檢測(cè)外部電源是否掉電。
2.3計(jì)量電路部分
計(jì)量芯片采用ATF7022B數(shù)模混合電路芯片,要達(dá)到良好的計(jì)量效果。需采取一定的抗干擾措施:
數(shù)字地和模擬地應(yīng)在PCB板上大面積接在一起,不要區(qū)分模擬地與數(shù)字地．更不要在2個(gè)地之間接電感、電阻和磁珠等器件。大面積鋪地不要鋪到整流元件之前．電壓采樣的固定電阻下面不要鋪地,做到強(qiáng)、弱電分開(kāi)。芯片下面盡量不要走信號(hào)線。
2.4日歷及時(shí)鐘部分
時(shí)鐘電路采用RX8025實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片,內(nèi)部集成了32.768 kHz的石英品體振蕩器,簡(jiǎn)化外圍電路。
并可根據(jù)需要自由設(shè)置以得到較高的頻率：
同時(shí)集成有時(shí)鐘和日歷計(jì)數(shù)器：可選擇24或12h顯示模式。RX8025引腳及其外圍電路圖如圖2所示。

2.5通信電路部分
在通信電路中，電能表有紅外信道和RS一485通信信道?？砂磭?guó)標(biāo)645 G規(guī)約與上位機(jī)或手持紅外設(shè)備通信，進(jìn)行電表數(shù)據(jù)讀取與修改。電路圖見(jiàn)圖3。

3 IPD78F0525構(gòu)成的電能表軟件系統(tǒng)
電能表的軟件系統(tǒng)包括程序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序初始化與電表運(yùn)行處理、事件分配查詢(xún)管理處理及顯示處理、通信處理、電量處理、時(shí)間與時(shí)段管理處理7大部分模塊。各個(gè)部分都有其特殊的任務(wù)。在電表系統(tǒng)中完成它們相應(yīng)的功能。
電能表的主程序流程圖見(jiàn)圖4。

4 結(jié)論
以ATT7022B為計(jì)量芯片與NEC單片機(jī)UPD78F0525為核心CPU設(shè)計(jì)的i相付費(fèi)率電能表，集計(jì)量、電能管理、事件記錄、自動(dòng)抄表等功能于一體，能充分滿足分時(shí)計(jì)價(jià)的要求，達(dá)到國(guó)標(biāo)對(duì)多功能電度表要求。所設(shè)計(jì)的電能表已在實(shí)驗(yàn)室完成校表實(shí)驗(yàn)達(dá)到0．5級(jí)表的要求。