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【摘 要】 介紹了一種以單片機AT89C52為基礎的可實現計算機網絡遠程抄表的數字電度表，該表采用電力載波通信方式，是一種新型的電功率計。
??? 關鍵詞：電力載波 遠程抄表 數字電度表
1 引 言
作為通信技術的一個應用領域，電力載波通信技術用現有交流電源線作通信線路，省去不切實際的鋪線工程，具有通道可靠性高、投資少見效快、與電網建設同步等無法比擬的優越性，現已成為電力系統應用最為廣泛的通信手段。本文介紹一種以單片機AT89C52為基礎的采用電力載波通信方式實現遠程抄表的數字電度表，它能實現各個電力用戶用電量的自動記錄、傳送等功能 ，使得在供電局抄表中心便能查詢用電情況，自動抄收用戶電表數、計算電費等，由此帶來的經濟效益及社會效益都將非常可觀。
2 系統簡介
?? 系統總結構簡圖如圖1所示。
????????????????????????????
電網進戶線通過穩壓電路（7805）產生＋5V和＋10V兩種直流工作電源，以滿足本系統中不同集成電路的需要，同時AD7751開始電功率計量，產生一個與實功率信息成正比的頻率，輸入到AT89C52進行脈沖計數，再通過專用modem芯片ST7537將功率信息以電力載波方式送回電網來實現遠程抄表，并驅動數碼管顯示功率讀數，其功率信息存放于外部存儲器M93C46中以防掉電后數據丟失 。系統故障保護部分由光耦MOC3063和電磁繼電器組成，當AT89C52因故停止工作時，電磁繼電器自動切斷電源，保證電度表不會出現漏計電現象。
3 系統工作原理（硬件設計）
系統電氣原理圖如圖2所示。
3.1 CPU及外圍電路
AT89C52是ATMEL公司生產的MCS－51系列單片機，內置8K字節電擦除可編程EEPROM片內程序存儲器和256字節RAM，片內程序存儲器空間能滿足本系統程序存儲之需要，可省去片外EPROM程序存儲器和地址鎖存器，使電路結構簡捷。
P1．3口作片外串行EEPROM存儲芯片的片選信號，P1．2口輸出時鐘信號，P1．1口輸出操作命令或向EEPROM送寫數據，P1．0口為數據輸入端，P1．4口為光耦MOC3063控制端，P0口為數碼顯示LED段選控制端，P2．0～P2．4口為位選控制端，P2.5～P2.7口分別與ST7537的
RX、/
相聯進行數據通信控制，XTAL1時鐘輸入端接至ST7537的MCLK時鐘輸出端，RESET接至ST7537的RSTO復位輸出端。P3．4口計數器T0輸入端接至AD7751的F1低頻率輸出端進行脈沖計數。
存儲單元采用電擦除可編程存儲器M93C46，其片內有64×16位串行存儲單元，具有在線改寫數據功能，在本控制電路中用來存儲用戶所用電量。
系統的故障保護部分由光耦MOC3063和電磁繼電器組成。
3．2 功率計量（AD7751）
AD7751是一種高精度的帶有片內故障檢測的電量測量IC，電源線路電壓傳感器的輸出端接到AD7751的電壓通道V2P、V2N。從電流傳感器輸出的電壓接到電流通道V1A、V1B，其內部的兩個ADC將電流和電壓傳感器送來的信號數字化。AD7751計算兩個電壓信號（通道1和通道2上的）的乘積，然后低通濾波這個乘積以提取實功率信息。
AD7751的低頻率信號輸出是通過累加這個實功率信息產生的，這個低頻率信號本來就意味著在輸出脈沖間長時間的累加，所以這個輸出頻率正比于平均實功率，這個平均實功率信息可以依次被累加（例如通過一個計數器）以產生能量信息。
AD7751主要管腳的功能：
高通濾波器（HPF）選擇，在功率計量應用中HPF必須被使能。
V1A、V1B：通道1（電流通道）的模擬輸入。這兩個輸入端是全差分電壓輸入。
V2P、V2N：通道2（電壓通道）的輸入端。
??? VIN：差分電壓輸入V1A和V1B的負輸入腳。
? CLKIN、CLKOUT：外部時鐘輸入端，對規定的工作來說時鐘頻率是3．58MHz。
F1、F2：低頻率邏輯輸出端，F1和F2提供“平均實功率”信息。
3．3 數據通信（ST7537）
ST7537是SGS－THOMSON公司專為電力線載波通信而設計的家庭自動化modem芯片，它除有一般的modem芯片的信號調制解調功能外，還針對電力線應用加入許多特別的信號處理手段，目前，在國內電力線載波抄表領域應用廣泛。其調制解調技術是FSK方式，最高波特率達到了2400bps。ST7537通過一個外部激勵、一個變壓器和能量主線相聯接，載波頻率為132．45kHz。
ST7537主要管腳的功能：
RX／：接收或發送方式選擇輸入端，RX／＝0時為發送工作方式，RX/＝1時為接收工作方式。
：看門狗輸入端。
PABC、
功率放大器輸出端。
：數據檢測輸出端。
TXD：傳送數據輸入端。
RXD：接收數據輸出端。RSTO：復位輸出端。
RAI：接收模擬信號輸入端。
ATO：模擬信號輸出端。
MCLK：時鐘輸出端。
AVDD：內部模擬電源電壓＋10V。
DVDD：內部數字電源電壓＋5V。
我們設計的ST7537與220V電力線的接口電路簡單實用，性價比高，其電路見圖2所示的電氣原理圖。
4 控制軟件的設計
該系統軟件由主程序和中斷程序組成，軟件流程圖如圖3和圖4示，主機以點名方式與各分機進行通信，主機向電網送分機地址，各分機從電網讀得并判別是否是本機地址，如果是，則送計量結果及故障狀態。
限于篇幅，本系統初始化程序略。
5 結束語
該數字電度表測量精度高，性能穩定可靠，不但可以取代老式的齒輪式電度表，還可以實現計算機網絡遠程抄表及高效數據管理，是現代供配電管理不可缺少的用戶電功率計，是老式電度表的替代產品，市場前景廣闊。
2 何立民．單片機應用系統設計．北京：北京航空航天大學出版社，1990
3 余永權．單片機應用系統的功率接口技術．北京：北京航空航天大學出版社，1992
??? 關鍵詞：電力載波 遠程抄表 數字電度表
1 引 言
作為通信技術的一個應用領域，電力載波通信技術用現有交流電源線作通信線路，省去不切實際的鋪線工程，具有通道可靠性高、投資少見效快、與電網建設同步等無法比擬的優越性，現已成為電力系統應用最為廣泛的通信手段。本文介紹一種以單片機AT89C52為基礎的采用電力載波通信方式實現遠程抄表的數字電度表，它能實現各個電力用戶用電量的自動記錄、傳送等功能 ，使得在供電局抄表中心便能查詢用電情況，自動抄收用戶電表數、計算電費等，由此帶來的經濟效益及社會效益都將非常可觀。
2 系統簡介
?? 系統總結構簡圖如圖1所示。
????????????????????????????
電網進戶線通過穩壓電路（7805）產生＋5V和＋10V兩種直流工作電源，以滿足本系統中不同集成電路的需要，同時AD7751開始電功率計量，產生一個與實功率信息成正比的頻率，輸入到AT89C52進行脈沖計數，再通過專用modem芯片ST7537將功率信息以電力載波方式送回電網來實現遠程抄表，并驅動數碼管顯示功率讀數，其功率信息存放于外部存儲器M93C46中以防掉電后數據丟失 。系統故障保護部分由光耦MOC3063和電磁繼電器組成，當AT89C52因故停止工作時，電磁繼電器自動切斷電源，保證電度表不會出現漏計電現象。
3 系統工作原理（硬件設計）
系統電氣原理圖如圖2所示。
3.1 CPU及外圍電路
AT89C52是ATMEL公司生產的MCS－51系列單片機，內置8K字節電擦除可編程EEPROM片內程序存儲器和256字節RAM，片內程序存儲器空間能滿足本系統程序存儲之需要，可省去片外EPROM程序存儲器和地址鎖存器，使電路結構簡捷。
P1．3口作片外串行EEPROM存儲芯片的片選信號，P1．2口輸出時鐘信號，P1．1口輸出操作命令或向EEPROM送寫數據，P1．0口為數據輸入端，P1．4口為光耦MOC3063控制端，P0口為數碼顯示LED段選控制端，P2．0～P2．4口為位選控制端，P2.5～P2.7口分別與ST7537的
RX、/相聯進行數據通信控制，XTAL1時鐘輸入端接至ST7537的MCLK時鐘輸出端，RESET接至ST7537的RSTO復位輸出端。P3．4口計數器T0輸入端接至AD7751的F1低頻率輸出端進行脈沖計數。存儲單元采用電擦除可編程存儲器M93C46，其片內有64×16位串行存儲單元，具有在線改寫數據功能，在本控制電路中用來存儲用戶所用電量。
系統的故障保護部分由光耦MOC3063和電磁繼電器組成。
3．2 功率計量（AD7751）
AD7751是一種高精度的帶有片內故障檢測的電量測量IC，電源線路電壓傳感器的輸出端接到AD7751的電壓通道V2P、V2N。從電流傳感器輸出的電壓接到電流通道V1A、V1B，其內部的兩個ADC將電流和電壓傳感器送來的信號數字化。AD7751計算兩個電壓信號（通道1和通道2上的）的乘積，然后低通濾波這個乘積以提取實功率信息。
AD7751的低頻率信號輸出是通過累加這個實功率信息產生的，這個低頻率信號本來就意味著在輸出脈沖間長時間的累加，所以這個輸出頻率正比于平均實功率，這個平均實功率信息可以依次被累加（例如通過一個計數器）以產生能量信息。
AD7751主要管腳的功能：
高通濾波器（HPF）選擇，在功率計量應用中HPF必須被使能。V1A、V1B：通道1（電流通道）的模擬輸入。這兩個輸入端是全差分電壓輸入。
V2P、V2N：通道2（電壓通道）的輸入端。
??? VIN：差分電壓輸入V1A和V1B的負輸入腳。
? CLKIN、CLKOUT：外部時鐘輸入端，對規定的工作來說時鐘頻率是3．58MHz。
F1、F2：低頻率邏輯輸出端，F1和F2提供“平均實功率”信息。
3．3 數據通信（ST7537）
ST7537是SGS－THOMSON公司專為電力線載波通信而設計的家庭自動化modem芯片，它除有一般的modem芯片的信號調制解調功能外，還針對電力線應用加入許多特別的信號處理手段，目前，在國內電力線載波抄表領域應用廣泛。其調制解調技術是FSK方式，最高波特率達到了2400bps。ST7537通過一個外部激勵、一個變壓器和能量主線相聯接，載波頻率為132．45kHz。
ST7537主要管腳的功能：
RX／
：接收或發送方式選擇輸入端，RX／＝0時為發送工作方式，RX/＝1時為接收工作方式。：看門狗輸入端。PABC、
功率放大器輸出端。：數據檢測輸出端。 TXD：傳送數據輸入端。
RXD：接收數據輸出端。RSTO：復位輸出端。
RAI：接收模擬信號輸入端。
ATO：模擬信號輸出端。
MCLK：時鐘輸出端。
AVDD：內部模擬電源電壓＋10V。
DVDD：內部數字電源電壓＋5V。
我們設計的ST7537與220V電力線的接口電路簡單實用，性價比高，其電路見圖2所示的電氣原理圖。
4 控制軟件的設計
該系統軟件由主程序和中斷程序組成，軟件流程圖如圖3和圖4示，主機以點名方式與各分機進行通信，主機向電網送分機地址，各分機從電網讀得并判別是否是本機地址，如果是，則送計量結果及故障狀態。
限于篇幅，本系統初始化程序略。
5 結束語
該數字電度表測量精度高，性能穩定可靠，不但可以取代老式的齒輪式電度表，還可以實現計算機網絡遠程抄表及高效數據管理，是現代供配電管理不可缺少的用戶電功率計，是老式電度表的替代產品，市場前景廣闊。
參考文獻
1 蔡菲娜．單片微型計算機原理和應用．杭州：杭州大學出版社，19962 何立民．單片機應用系統設計．北京：北京航空航天大學出版社，1990
3 余永權．單片機應用系統的功率接口技術．北京：北京航空航天大學出版社，1992
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