閃存MCU在實現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)表方案的應(yīng)用

　　2） 電量存儲與顯示

　　MCU采集到電能信號后，及時存儲到EEPROM中，保證存儲的數(shù)據(jù)不被丟失，并且能保持10年以上，通過LCD顯示信息，例如電量總數(shù)等。

　　3） 通信

　　支持RS485通信和紅外通信。在RS485通信情況下，自動抄表系統(tǒng)可根據(jù)電表地址實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動抄表功能，通信距離：不小于1，200m（每兩個接點之間），為了安全保護電表，RS485通信接口必須和電表內(nèi)部電路實行電氣隔離，并有失效保護電路。紅外通信距離應(yīng)該大于 5米，通信角度≥±15°，紅外通信和 RS485 通信在物理層必須獨立，一種通信信道的損壞不得影響另一信道。

　　2、硬件設(shè)計

　　該方案在硬件上由三部分組成，一是電能計量部分，二是MCU控制部分，三是通信部分。

　　電能計量部分與MCU控制部分通過光電耦銜接，實現(xiàn)完全隔離，電能計量部分主要完成有功電能脈沖輸出，用于校表、采集電能量；無源光電隔離型輸出端口；波形是標(biāo)準(zhǔn)方波， 脈沖寬度為80ms±20ms。RS485通信部分與MCU控制部分也是通過光電耦銜接，實現(xiàn)完全隔離；紅外通信部分與MCU控制部分共同使用一個電源，沒有隔離。

3、軟件設(shè)計

　　主程序流程圖如圖2所示，在主程序中主要實現(xiàn)以下功能：1）系統(tǒng)初始化的配置主要實現(xiàn)端口初始化、AD模塊初始化、T8P和T16定時器的初始化以及UART的初始化等；2）上電讀取EEPROM中存儲的電量到芯片的RAM區(qū)，配置到對應(yīng)的電能計量單元中，其中讀取EEPROM數(shù)據(jù)使用的是普通I/O口模擬IIC的方法；3）LCD顯示當(dāng)前的總用電量等信息，方便用戶查閱；通信模塊主要是把電表內(nèi)的一些信息，例如電表號，累計總用電量，電表密碼等與主站服務(wù)器實現(xiàn)信息交流；4）當(dāng)查詢到電量存儲的標(biāo)志后，程序?qū)旬?dāng)前的電量存儲到EEPROM中，當(dāng)AD模塊檢測到有電源掉電時，程序?qū)⒈４娈?dāng)前的電量存儲到EEPROM中。

　　圖2 主程序流程圖

　　中斷服務(wù)程序如圖3所示。在中斷服務(wù)服務(wù)中，外部端口中斷主要處理電能脈沖計量，配合T16的定時功能。當(dāng)電能計量信號有效后，在程序中累加，以0.01度電為基準(zhǔn)累加。當(dāng)累計到一度電時，產(chǎn)生存儲標(biāo)志位，在主程序中查詢到該標(biāo)志位后，經(jīng)進行存儲工作。T8P將作為紅外通信的時基處理紅外通信。接收中斷處理是將接收的數(shù)據(jù)放到計劃好的RAM區(qū)，在主程序的RS485通信子程序中根據(jù)命令字完成相應(yīng)的工作；發(fā)送中斷處理是將準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

　　圖3 中斷服務(wù)程序

　　方案設(shè)計注意事項

　　在該方案中，電能計量是關(guān)鍵，因為關(guān)系到用戶的電能計費，既不能多計也不能少計，一定要把用戶的實際用電量真實記錄下來。但是電網(wǎng)的環(huán)境復(fù)雜，電網(wǎng)中的負(fù)載也存在多樣化，電表在實際應(yīng)用中，即使在遇到強電磁干擾的情況下都不允許漏記或者多計脈沖。因此，如何保證計量電能脈沖的準(zhǔn)確性就是電表方案的重點。要點如下：