基于HT46F49E的低成本智能電表設計
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
ADE7755芯片采樣電壓和電流，相乘得到有功功率，并將其轉換為相應頻率脈沖，單片機計數器對脈沖計數即為用戶(hù)電量，單片機再控制LCD將電能顯示出來(lái)?？驁D1中紅外收發(fā)部分是為配合紅外抄表用的，而實(shí)時(shí)時(shí)鐘是配合備份電池充電提供時(shí)間基準，也是為了方便開(kāi)發(fā)復費率電表用。系統采用雙電源，正常情況下市電經(jīng)降壓、線(xiàn)性電源濾波后給系統供電，單片機檢測電池電量，若電量過(guò)低，還要給備用電池充電，停電時(shí)系統由電池供電，保障了停電狀態(tài)下紅外抄表的正常進(jìn)行。停電狀態(tài)下，數據保存在單片機自帶的EEPROM中，保證了數據的安全性。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/175747.htm
2)紅外數據采集部分：系統方框圖如圖2。AD鍵盤(pán)向系統輸入指令，紅外收發(fā)部分完成紅外抄表或是向電表發(fā)送其他指令，由24C64保存采集到的數據，每個(gè)用戶(hù)數據占用8個(gè)字節，共可保存約1 000多個(gè)用戶(hù)數據。實(shí)時(shí)時(shí)鐘為每個(gè)用戶(hù)數據插入時(shí)間數據用。串口是用來(lái)和電腦通信用，將采集到的數據發(fā)送到電腦上，進(jìn)一步的進(jìn)行處理，生成電費單。
2．2 硬件設計
1)電能計量部分：主要硬件電路如圖3所示。
ADE7755為美國ADI公司生產(chǎn)的一款寬量程，高精度的功率測量或電能計量的專(zhuān)用集成電路芯片，其輸入引腳可直接與不同量程的傳感器相連接，簡(jiǎn)化了與傳感器的接口。芯片輸出為脈沖信號，方便與微控制器進(jìn)行數據處理，該芯片將瞬時(shí)有功功率轉化為脈沖信號由CF端輸出。ADE7755芯片內部除了A／D轉換電路和參考電路外，信號全部采用數字方式處理，從而保證了在極其惡劣環(huán)境條件和長(cháng)期工作狀態(tài)下的高度穩定性和準確度，這一點(diǎn)為功率變送器的設計提供了一種低成本高精度的解決方案。
HT46F49E是臺灣Hohek公司生產(chǎn)的經(jīng)濟型FLASH單片機，內置EEPROM，用來(lái)保存電表數據；自帶9位AD，兩路PWM輸出，用來(lái)管理電池充電和產(chǎn)生38 KHz紅外載波；2．2～5．5 V的寬電壓供電，主電源為5 V，備份電池為3．6 V；兩種低功耗模式，在低功耗模式下只有數μA的電流，延長(cháng)了電池工作時(shí)間。
2)紅外數據采集部分：主要硬件電路如圖4。由于采集數據時(shí)涉及到密碼和用戶(hù)碼的設置，需要用到較多的按鍵，方案中用單片機的4路AD擴展了19個(gè)按鍵，巧妙的解決該單片機I／O口較少的不足。單片機還要和電腦通信，而該單片機沒(méi)有串口，因此需要用軟件模擬UART口，選用4．9152 M的晶振，正好是9 600的整數倍，模擬UART波特率剛好可以做到9 600 bit／s，而且用該晶振時(shí)PWM的頻率為38．4 kHz，正好可以驅動(dòng)紅外發(fā)射管。
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