基于LPC916、CS5463的多功能電能表電路

　　本系統(tǒng)中的電流采樣電路由電流互感器、過壓保護、電阻網(wǎng)絡(luò)和去抖動電容組成。采用電流互感器的主要優(yōu)點在于可實現(xiàn)高壓與低壓的隔離。由于CS5463的電流檢測實際上是將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柡蟮碾妷簷z測，所以，在電路中，先由采樣電阻將互感電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺偻ㄟ^限流電阻和電容濾波后輸人到CS5463的電流檢測管腳(16、15腳)。另外，在兩路輸入中，還分別用二極管進行電壓嵌位，以避免電壓過高損壞CS5463。CS5463的3、14腳分別為模擬、數(shù)字+5V電源。同時，為了濾除電壓波動，增加電源的穩(wěn)定性，在兩路電源輸入時，分別加了濾波電容。由于此為電流檢測，所以電壓檢測的兩輸入腳9和10也應(yīng)接模擬地以避免干擾。另外，13腳VA要接模擬地，4腳DGND接數(shù)字地，模擬地和數(shù)字地之間用電感連接。1、24(XOUT，XIN)兩腳接4.096 NHz的晶振。并用程序控制CS5463自動完成輸入信號的檢測，同時通過6腳SDO輸出數(shù)據(jù)；而分別由5腳SCLK、7腳、19腳RES、20腳INT、23腳SDI輸出單片機的時鐘脈沖、片選信號、復(fù)位信號、中斷信號以及單片機對CS5463的控制信號。由于CS5463要完成對模擬信號的檢測并以數(shù)字信號輸出檢測值，即一個芯片同時有模擬、數(shù)字兩種信號，因而需要模擬和數(shù)字兩路電源；同時，其需要接地的管腳一定要正確接相應(yīng)的地，不然將會引入很大的干擾。

　　5 顯示電路

　　本儀表系統(tǒng)采用七段LED顯示。移位寄存器74HC164的時鐘信號由單片機提供。從單片機輸出數(shù)據(jù)信號時，先輸出低位，后輸出高位。數(shù)據(jù)首先傳輸?shù)綄?yīng)顯示高位數(shù)碼管的74HC164，每當(dāng)?shù)絹硪粋€時鐘脈沖時，數(shù)據(jù)便移位一次，經(jīng)過一個周期后，數(shù)據(jù)將全部傳輸?shù)狡鋵?yīng)各位的74HC164并由數(shù)碼管顯示出來。

　　6 結(jié)束語

　　本文給出了一種多功能電能表的設(shè)計方法，詳細說明了電能表的工作原理和設(shè)計思路，重點介紹了電源設(shè)計和電能計量模塊的原理、實現(xiàn)及注意事項。經(jīng)使用證明，該電能表具有運行穩(wěn)定、可靠性高、精度高、成本低等優(yōu)點，而且實用性強。此外，還可針對不同的需求來改進功能，如增加通訊模塊等。