閃存MCU在實(shí)現農網(wǎng)表方案的應用

　　2） 電量存儲與顯示

　　MCU采集到電能信號后，及時(shí)存儲到EEPROM中，保證存儲的數據不被丟失，并且能保持10年以上，通過(guò)LCD顯示信息，例如電量總數等。

　　3） 通信

　　支持RS485通信和紅外通信。在RS485通信情況下，自動(dòng)抄表系統可根據電表地址實(shí)現遠程自動(dòng)抄表功能，通信距離：不小于1，200m（每?jì)蓚€(gè)接點(diǎn)之間），為了安全保護電表，RS485通信接口必須和電表內部電路實(shí)行電氣隔離，并有失效保護電路。紅外通信距離應該大于 5米，通信角度≥±15°，紅外通信和 RS485 通信在物理層必須獨立，一種通信信道的損壞不得影響另一信道。

　　2、硬件設計

　　該方案在硬件上由三部分組成，一是電能計量部分，二是MCU控制部分，三是通信部分。

　　電能計量部分與MCU控制部分通過(guò)光電耦銜接，實(shí)現完全隔離，電能計量部分主要完成有功電能脈沖輸出，用于校表、采集電能量；無(wú)源光電隔離型輸出端口；波形是標準方波， 脈沖寬度為80ms±20ms。RS485通信部分與MCU控制部分也是通過(guò)光電耦銜接，實(shí)現完全隔離；紅外通信部分與MCU控制部分共同使用一個(gè)電源，沒(méi)有隔離。

3、軟件設計

　　主程序流程圖如圖2所示，在主程序中主要實(shí)現以下功能：1）系統初始化的配置主要實(shí)現端口初始化、AD模塊初始化、T8P和T16定時(shí)器的初始化以及UART的初始化等；2）上電讀取EEPROM中存儲的電量到芯片的RAM區，配置到對應的電能計量單元中，其中讀取EEPROM數據使用的是普通I/O口模擬IIC的方法；3）LCD顯示當前的總用電量等信息，方便用戶(hù)查閱；通信模塊主要是把電表內的一些信息，例如電表號，累計總用電量，電表密碼等與主站服務(wù)器實(shí)現信息交流；4）當查詢(xún)到電量存儲的標志后，程序將把當前的電量存儲到EEPROM中，當AD模塊檢測到有電源掉電時(shí)，程序將保存當前的電量存儲到EEPROM中。

　　圖2 主程序流程圖

　　中斷服務(wù)程序如圖3所示。在中斷服務(wù)服務(wù)中，外部端口中斷主要處理電能脈沖計量，配合T16的定時(shí)功能。當電能計量信號有效后，在程序中累加，以0.01度電為基準累加。當累計到一度電時(shí)，產(chǎn)生存儲標志位，在主程序中查詢(xún)到該標志位后，經(jīng)進(jìn)行存儲工作。T8P將作為紅外通信的時(shí)基處理紅外通信。接收中斷處理是將接收的數據放到計劃好的RAM區，在主程序的RS485通信子程序中根據命令字完成相應的工作；發(fā)送中斷處理是將準備好的數據發(fā)送出去。

　　圖3 中斷服務(wù)程序

　　方案設計注意事項

　　在該方案中，電能計量是關(guān)鍵，因為關(guān)系到用戶(hù)的電能計費，既不能多計也不能少計，一定要把用戶(hù)的實(shí)際用電量真實(shí)記錄下來(lái)。但是電網(wǎng)的環(huán)境復雜，電網(wǎng)中的負載也存在多樣化，電表在實(shí)際應用中，即使在遇到強電磁干擾的情況下都不允許漏記或者多計脈沖。因此，如何保證計量電能脈沖的準確性就是電表方案的重點(diǎn)。要點(diǎn)如下：