单片机与DSP中的基于CAN总线的多用户电能表设计

摘要：本文介绍了一种采用CAN总线的多用户电能表设计。首先介绍了CAN总线优点和电能表的特点以及硬件方案设计, 接着详细探讨了电能表主要模块功能。该电能表既可以计量多户家庭的用电情况, 还具有断电控制、实时处理速度快、性价比高的特点；尤其，增加可透支用电的设计，具有人性化的优点。 　　0 引言 　　在实际应用中, 越来越多像学校、工厂宿舍等用户密集场合，采用了一块表计量多个用户的多用户电能表，这种新型电能表对于降低人力与管理成本是显而易见的。然而，尽管采用通信方式种类繁多，多用户电能表系统的通信不稳定一直是难以解决的问题。在本设计中，采用CAN总线通信的方式设计新表，能满足通信稳定、实时准 【CAN总线技术在多用户电能表设计中的应用】 在单片机与DSP系统中，CAN（Controller Area Network）总线技术被广泛应用于多用户电能表的设计中，以解决通信不稳定的问题。CAN总线作为一种高效可靠的通信协议，具备诸多优点。其非破坏性仲裁机制确保了在网络中多节点同时发送数据时的冲突避免，使得通信过程稳定且实时。CAN总线还具有较高的数据传输速率（最高可达1Mb/s），以及强大的错误检测和处理能力，能够在节点发生故障时，不影响其他节点的正常通信。 多用户电能表是针对用户密集区域如学校、工厂宿舍等场合设计的，能够同时计量多个用户的用电量，降低了管理和人力成本。这种电能表除了基本的计量功能，还具备断电控制功能，当用户的负载超出允许的最大值时，系统会自动切断电源，以防止过载。更人性化的是，电能表设计了透支模式，允许用户在未能及时缴费的情况下继续使用定量的电力，减少了因欠费即时断电带来的不便。 在硬件设计方面，电能表系统通常包括选择及放大电路、A/D转换电路、断电控制模块、CAN通信模块、LED显示、存储器等部分。选择及放大电路通过多路选择器（如CD4051）和放大器（如LM358）来选择并放大电流或电压感应信号，以便后续的数字化处理。A/D转换电路（如AD574A）将这些模拟信号转换为数字信号，供单片机（如AT89C52）处理。存储器（如FM1608和X5045）用于保存电能数据，并可进行分时计费和参数设置。 电能表的通信模块是基于CAN总线的，通过CAN通信接口，电能表可以与电力部门的上位机建立连接，实现实时监控和远程管理。上位机可以通过RS232接口转CAN总线接入网络，进行数据采集和控制命令的发送。此外，电能表还配备LED显示，方便用户查看电量信息。 基于CAN总线的多用户电能表设计实现了稳定、实时的通信，提高了系统的可靠性和效率，同时兼顾了用户友好的功能，如透支用电模式，使得电能表在满足基本计量需求的同时，更好地适应了现代社会的多元化需求。