基于CAN总线的多用户电能表设计

文章摘要：FM1608芯片可万亿次以上的读写次数,掉电数据大于10年。MCU由RD、WR对其片选，P0通过锁存芯片，对FM1608寻址和读写数据操作，当数据累加达到0.1度时重新归零。X5045芯片有看门狗定时器和保存数据功能，当程序陷入死循环时，X5045 Rst引脚发出复位信号，使单片机复位重启，保障了电能表正常工作；X5045内部相应地址中保存了该表的通信地址，32户电量度数、用电模式、功率限制，还有感应线圈的调整参数等。开关K1-K3外接P1.2-P1.4，K1-K2设置表参数；K3为用户键，当LED显示某户电量时，长按K3超过5秒，MCU发给该户继电器闭合指令，实现电源供电。这部分的电路图如下

基于CAN总线的多用户电能表设计,标签：单片机开发,单片机原理,单片机教程,http://www.88dzw.com

　　FM1608芯片可万亿次以上的读写次数,掉电数据大于10年。MCU由RD、WR对其片选，P0通过锁存芯片，对FM1608寻址和读写数据操作，当数据累加达到0.1度时重新归零。

　　X5045芯片有看门狗定时器和保存数据功能，当程序陷入死循环时，X5045 Rst引脚发出复位信号，使单片机复位重启，保障了电能表正常工作；X5045内部相应地址中保存了该表的通信地址，32户电量度数、用电模式、功率限制，还有感应线圈的调整参数等。

　　开关K1-K3外接P1.2-P1.4，K1-K2设置表参数；K3为用户键，当LED显示某户电量时，长按K3超过5秒，MCU发给该户继电器闭合指令，实现电源供电。这部分的电路图如下图3。

图3 A/D转换和存储电路框图

　　2.3 显示电路设计

　　显示电路由两片MC1413P驱动数码管、一片CD4051芯片、2片74HC377芯片、及4个两位数码管组成。单片机由X5045中依次读取32户的用电数据，译码为数码管显示数字的字节，复用P1端口输出，经由两片74HC377锁存器锁存，再由CD4051芯片动态选择其中一路，通过MC1413P驱动数码管，送到a—g及DP上.对8位LED的动态扫描。前两位数码管显示用户编码，后面六位为用户用电总度数。

　　2.4 断电控制模块设计

　　该模块控制继电器的通断电，断电控制模块主要由AT89C2051、1片74LS138、8片74HC377,32片BH3023芯片和32个继电器组成。当存储电路X5045中管理通断电控制地址的数据发生变化时，AT89C52通过TXD向断电控制模块发送字节，断电控制模块根据字节，通过AT89C2051引脚P3.2-P3.4编码输出，由74LS138片选相关74HC377芯片,同时P1口对该锁存器输出一个字节，到达所在BH3023芯片，BH3023芯片对其管理的继电器发送命令，继电器做出通断反应。

　　2.5 CAN通信模块设计

　　CAN通信模块负责上位机与电能表的通信，当上位机下达指令时，通信模块译码并传给AT89C52；AT89C52根据指令内容，做出上传数据、修改参数或给断电控制模块发指令等。

图4 CAN模块电路框图

　　通信模块主要由AT89C51、X5045、SJA1000、PCA82C250芯片组成。SJA1000是一个独立的控制器,有BasicCAN和PeliCAN两种不同的模式，SJA1000的内部功能模块主要有:接口

　　管理逻辑、接收FIFO 队列、接收滤波器、发送缓冲器和CAN核心模块。CAN核心模块基于

　　CAN2. 0B的协议执行对CAN帧的发送和接收。

　　CAN通信模块中X5045芯片主要用途为看门狗定时器，当AT89C51陷入死循环时，X5045发出重启电平，使AT89C51复位重启，保障了CAN通信正常工作。模块框图如图4所示。

　　3 多用户电能表软件设计

　　该表软件采用模块化设计，*立分为计量存储显示、CAN 通信模块、断电控制模块三大主程序。为了实现每个主程序的功能, 又把各主程序划分为若干个相应功能子程序或小模块。主程序的作用是系统的初始化、中断管理以及各功能模块的调用等。

　　3.1 计量存储显示程序设计

　　计量存储显示模块硬件设计比较复杂，时序要求严格, CPU内程序存储器容量有限,所以软件采用汇编语言编制,以更好地控制时序和代码空间。整个程序采用模块化编程,主要包含初始化模块、电量采集模块、数据存储模块、信息显示模块、串行通信模块、供电控制模块等。

　　软件设计过程中,考虑到采集数据不能出现错采、漏采等现象以及高可靠性要求,必须采用必要的软件抗干扰措施,如软件陷阱、指令冗余、程序运行监视、数据校验、数据备份、数据写入存储器判断等措施。其主程序流程设计思想如图5所示。

上一页  [1] [2] [3]  下一页