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基于单片机μPD78F0525的三相多功能电能表-论文
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基于单片机μPD78F0525的三相多功能电能表
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第29卷第1
1期
电力自动化设备
V01.29
No.I
1
@2009年1
1月
Electri(’Power
Automation
Equipment
Nov.2009
III_l;■lIll____l●_______I_l···__●_●●_l_____·l_ll●·___··l-_lI·l_l__··l··l______I●_Il__--_·●··__I·__I
基于单片机IxPD78F0525的三相多功能电能表
陈金辉1,韩媛媛2。杜永3
(I.华北保定电力职业技术学院电气工程系,河北保定071051;
2.河北电力自动化研究所,河北保定071051;
3.河北工业大学电气与自动化学院,天津300130)
摘要:设计了三相复费率电能表检测和管理电力负荷。该表以An7022B数模混合电路为计量芯片,以
NEC(I-LPD78F0525)单片机为CPU协调和控制系统各部件,实现了复费率电能计量、电能管理、事件记录、
自动抄表等功能。阐述了CPU芯片的主要功能.及计量电路、日历及时钟电路、通信电路等的组成。电能表
的软件系统包括程序数据结构模块、程序初始化与电表运行处理模块、事件分配查询管理处理模块及显示
处理模块、通信处理模块、电量处理模块、时间与时段管理处理模块7大部分。所设计的电能表已在实验室
完成校表工作.精度达到0.5级。
关键词:电能表;电能管理;IxPD78F0525;A1r17022B;复费率
中图分类号:TM
933.4
文献标识码:B
文章编号:1006—6047(2009)11—0144—03
当前,电能表不再是简单的电能计量,而是集计
量、电能管理、事件记录、自动抄表功能于一体的高
科技产品。现介绍基于NEC(斗PD78F0525)单片机
与炬力计量芯片(ATr7022B)设计的复费率电能表,
该表在性价比上具有很大的优势。
1
IxPD78F0525简介
电能表是计量收费产品.且需长期T作在复杂
的环境下.维修维护的手续多、范围广、难度大,因此
电能表的可靠性是设计首要考虑的问题。其次考虑
到可扩展性.能够远程在线编程等功能.这就需要单
片机具有一定的Flash与RAM的空间[1.31。基于以
上考虑选取NEC(斗PD78F0525)为电能表的主CPU.
其主要性能如下:
a.指令最短时间可以在高速(0.1¨s的高速系
统时钟的操作频率为20
MHz)和超低速(122斗s的
副系统时钟的操作频率为32.768
kHz)之间改变;
b.通用寄存器是8位×32个寄存器(8位×8个
寄存器×4组):
c.D78F0525有60Knash.3
K的RAM,内部集
成了8
M的OSC:
d.内置上电清零(POC)电路和低电压检测器
(LVI);
e.内置看门狗定时器(使用内置的内部低速振
荡时钟(240
kHz)进行操作):
f.内置时钟输出控制器:
g.有7通道的定时器(钟表定时器/16位定时
器/8位定时器/看门狗定时器);
h.10位分辨率的A/D转换器(AVREF=2.3。
收稿日期:2008—12—06;修回日期:2009—04—17
5.5
V);串行接口包括2通道的UART
El,1通道
的12
C口。
2
I山PD78F0525搭建的硬件平台
2.1
电表硬件结构
电能表的功能越来越多.各个地区的技术要求
不同.而采用¨PD78F0525为电表的单片机可以轻松
地完成这些功能。其硬件组成部分如图1所示[4-引。
电流取样
电压取样
LCD显示模块HI£D驱动
计量芯片
Arrl7022B
EEPROM
FE24C16
无功习
光耦隔离
旧UPD78F0525|:■1时钟芯片I
i刍墨鋈掣豳嚯耍
图1电能表的硬件结构
Fig.1
Hardware
structure
of
electric
power
meter
2.2电表的CPU部分
以斗PD78F0525为CPU实现系统各个部件协
调控制、人机交互等重要功能f6-71。
主系统时钟选用内部8M(外部8M可供选择)。
副时钟信号采用由RX8025提供的32.768
kHz方
波.这样在省电模式下功耗比较小。单片机的IO口
可控制其他模块的供电.如P7.7(CTLWE)口是EEP—
ROM的电源控制脚.P0.2(VCT)口是外部时钟芯片
的电源控制脚.P12.3(CTINL)1:3是LCD驱动的电源
控制脚。P12.O(TXTW)检测外部电源是否掉电。
2.3计量电路部分
计量芯片采用ATF7022B数模混合电路芯片.要
达到良好的计量效果。需采取一定的抗干扰措施川:
万方数据
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