UPD78F0525在三相多功能电能表中的应用 电能表, 可扩展性, 寄存器, 可靠性

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UPD78F0525在三相多功能电能表中的应用
本文主要介绍基于单片机UPD78F0525与炬力计量芯片(ATr7022B)设计的三相多功能电能表。
1 UPD78F0525简介
电表是一种计量收费产品，并且需长期工作在复杂的环境下，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。基于以上考虑选取NEC(UPD78F0525)为电能表的主CPU．
其主要性能如下：
a．通用寄存器是8位×32个寄存器(8位×8个寄存器×4组)：
b．UPD78F0525有60Knash．3 K的RAM，内部集成了8 M的OSC：
c．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；
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=2.3~5．5 V)；串行接口包括2通道的UART El，1通道的I2 C口。
2 UPD78F0525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

2.2电表的CPU部分
以UPD78F0525为CPU实现系统各个部件协调控制、人机交互等重要功能。
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:
数字地和模拟地应在PCB板上大面积接在一起,不要区分模拟地与数字地．更不要在2个地之间接电感、电阻和磁珠等器件。大面积铺地不要铺到整流元件之前．电压采样的固定电阻下面不要铺地,做到强、弱电分开。芯片下面尽量不要走信号线。
2.4日历及时钟部分
时钟电路采用RX8025实时时钟芯片,内部集成了32.768 kHz的石英品体振荡器,简化外围电路。
并可根据需要自由设置以得到较高的频率：
同时集成有时钟和日历计数器：可选择24或12h显示模式。RX8025引脚及其外围电路图如图2所示。

2.5通信电路部分
在通信电路中，电能表有红外信道和RS一485通信信道。可按国标645 G规约与上位机或手持红外设备通信，进行电表数据读取与修改。电路图见图3。

3 IPD78F0525构成的电能表软件系统
电能表的软件系统包括程序数据结构、程序初始化与电表运行处理、事件分配查询管理处理及显示处理、通信处理、电量处理、时间与时段管理处理7大部分模块。各个部分都有其特殊的任务。在电表系统中完成它们相应的功能。
电能表的主程序流程图见图4。

4 结论
    以ATT7022B为计量芯片与NEC单片机UPD78F0525为核心CPU设计的i相付费率电能表，集计量、电能管理、事件记录、自动抄表等功能于一体，能充分满足分时计价的要求，达到国标对多功能电度表要求。所设计的电能表已在实验室完成校表实验达到0．5级表的要求。
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文章来源：http://www.originic.hk/Item/Show.asp?m=1&d=1655