一種智能電表集中器設計方案

　　集中器需要對與之相連的每個(gè)電表表頭采集數據，所以數據量較大，從而對存儲有著(zhù)較高的要求，故選用ST的M25P64-VMF6TP。該芯片為64M串行接口閃存，增強數據傳輸時(shí)鐘速率為50MHz;讀的吞吐量為50Mbps;接口為簡(jiǎn)單的4線(xiàn)SPI(串行外圍設備接口)接口;深度降功耗模式間斷功耗，電流消耗僅為1uA。

　　M25P64Flash芯片，通過(guò)SPI總線(xiàn)與ARM相連。SPI總線(xiàn)系統是一種同步串行外設接口，它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進(jìn)行通信以交換信息，一般使用4條線(xiàn)：串行時(shí)鐘線(xiàn)(SCL)、主機輸入/從機輸出數據線(xiàn)MISO(SDO)、主機輸出/從機輸入數據線(xiàn)MOSI(SDI)和低電平有效的從機選擇線(xiàn)CS。SPI以主從方式工作，通常有一個(gè)主設備和一個(gè)或多個(gè)從設備。

　　圖3為ARM與Flash的連接電路圖。以下幾點(diǎn)說(shuō)明：(1)SCL串行時(shí)鐘信號，由主設備產(chǎn)生;(2)SDO主設備數據輸出，從設備數據輸入;(3)SDI主設備數據輸入，從設備數據輸出;(4)CS為片選，從設備使能信號，由主設備控制。(5)對7、15、16角外接上拉電阻，提高芯片輸入信號的噪聲容限增強抗干擾能力。

　　圖3Flash接口硬件電路圖

　　3 集中器軟件設計

　　集中器系統采用數序程序設計，按功能模塊設計程序，由主程序調用各個(gè)功能模塊程序實(shí)現各個(gè)相應功能，各個(gè)功能模塊通過(guò)調用底層函數完成相應的操作。具體流程見(jiàn)圖4，啟動(dòng)后，開(kāi)始初始化系統。系統進(jìn)入等待命令模式，如果有上位機操作命令或有定時(shí)中斷發(fā)生則進(jìn)入對時(shí)程序，對時(shí)如果超出一定時(shí)間還未成功則向上位機報警。

　　對時(shí)成功后，集中器繼續等待上位機的讀數命令或等待中斷讀數命令。當收到讀數的命令后，定時(shí)讀數使集中器按設置的時(shí)間，自動(dòng)讀取表頭采集來(lái)的數據;讀數使集中器讀取當前表頭的數據。

　　圖4系統軟件流程圖

　　集中器通過(guò)CAN總線(xiàn)可以?huà)燧d最多100個(gè)表頭，集中器發(fā)出CAN總線(xiàn)設備的ID。每個(gè)分系統表接收到對應的ID號后，根據系統發(fā)出的讀表頭命令來(lái)反饋數據。如果CAN通訊有故障，CAN控制器通訊將報故障。如系統回路正常，集中器的發(fā)送命令數據包。每幀CAN數據包含8字節，因為每次讀數的數據流量不是很大，所以每次通訊只需要使用一幀CAN數據即可，表頭ID使用幀ID來(lái)識別，每個(gè)表頭對應獨立的幀ID。

　　集中器發(fā)送CAN數據命令包到CAN總線(xiàn)，表頭根據各自的ID選擇接收讀表命令后發(fā)送應答數據到CAN總線(xiàn)上。

　　集中器將接收到的應答數據提取出電表讀數存儲在flash中。CAN數據收發(fā)工作流程如圖5所示。

　　圖5數據收發(fā)流程圖

　　4 結束語(yǔ)

　　本設計作為智能電表抄表系統的一部分，目前成功應用于某些遠程抄表系統中，由于成本適中、性能穩定，取得了較好的經(jīng)濟效益，具有很好的推廣前景，同時(shí)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的修改就可以開(kāi)發(fā)出其他的遠程抄表系統，如燃氣遠程抄表系統等。