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MAXQ3120電表(EM)參考設計構建了一款多功能、多費率電表，它符合世界范圍的全部可用標準。參考設計構成了一款能夠適合各地要求和各種性能要求的電表原型。這篇文檔將指導軟件工程師，通過定制代碼實現一些特殊的需求。
目標讀者
本文檔假定讀者熟悉C語言、MAXQ20微控制器架構以及匯編語言。讀者也需熟知全電子式電表的基理。
工具
電表參考設計采用IAR Embedded Workbench工具進行編譯。為便于將軟件移植到其它開發環境中，除了一種例外情況外，整個軟件避免了與IAR相關的語言特性。這種例外情況位于匯編語言文件中，其中包括了一些對標準匯編偽指令集的特定IAR擴展。這些特定IAR擴展命令，不僅可告知連接器各不同段的分配情況，而且告知調試器有關某些機器資源的變化情況。在其它開發環境下構建工程，可將這些偽指令去除。
高層硬件描述
硬件的核心器件是MAXQ3120微控制器。MAXQ3120幾乎囊括了實現多功能、多費率電表所需要的所有功能，這些功能包括：雙通道、高精度A/D轉換器(ADC)，一個乘法累加器(MAC)，通信端口和一個顯示控制器。完成一個電表設計，僅需要少量的外部元件。
在參考設計中，提供兩個通信通道：一路紅外通道，包含一個可解碼38kHz載波頻率的接收模塊和一個直接由微控制器驅動的紅外LED，一路完全隔離的RS-485通道；用作非易失存儲器的128kb I2C EEPROM；一個可視LED和一路隔離光耦通道，用于指示電表脈沖；一個用于設置網絡地址的按鈕；和一個用于顯示的LCD。
這種硬件構成預示著以下一些應用信息。選擇一個外置I2C EEPROM，意味著系統中必須包含I2C軟件，而不提供硬件I2C主機。電表脈沖硬件意味著軟件必須能夠產生極為精確的脈沖定時。兩路通信端口表明，微控制器有限的資源要被兩路通道所共享。
軟件系統綜述
軟件系統必須同時跟蹤多個進程。首先也是最重要的一點，軟件系統必須監測ADC，計算用電量并報告其它額外信息，這些信息包括RMS電壓和電流、功率因數和峰值功率。這個基本進程非常關鍵，其它任何進程都不能干擾這個最重要的基礎任務。在持續監視用電量的同時，軟件還必須驅動顯示、監視兩路通信端口、監視按鈕以及電力線路上的電源失效事件，完成從外部EEPROM獲取信息的請求，并跟蹤費率時段的變化。
任務管理方式
初始一看，要完成以上多個實時任務，迫切需要某種實時操作系統(RTOS)來進行調度管理和資源分配。但進一步分析后，就會發現不用傳統RTOS的兩個充分理由。
首先，要求即時響應ADC中斷。當ADC有可用的采樣數據時，必須在48μs內提取該采樣數據。并且，當檢測到一個過零點時，電源周期處理程序為了在下一個電源周期之前完成執行操作，必須獨占CPU資源。(電源周期處理程序將占用CPU運算能力的25%到30%。) 盡管RTOS可以滿足這些要求，卻不能最有效地利用資源。
其次，用于保存任務上下文的空間非常有限。大多數RTOS都要給每個任務提供一個完整的虛擬處理器，以在其中執行操作，而這需要保存各個任務的上下文。由于僅有256個16位字RAM可供使用，少量任務就會耗盡存儲器空間。
所以，本參考設計選擇了一個簡單的任務輪。在這種配置方式下，任務會被按順序調用，而每個任務在鎖定事件發生時，都要釋放CPU的控制權。鎖定事件是指所有其它任務都必須等待的事件，它包括：從EEPROM中提取數據，等待一個電源周期或是等待通信通道上的字符。如果當前任務需要等待其它任務完成時才能結束自身任務，這時也會產生一個鎖定事件。在任何鎖定事件中，任務必須存儲它的當前狀態并返回任務輪。這種協作式多任務機制，使得一個處理能力相對低些的控制器就能夠勝任工作。
任務間的通信是通過一組公共數據結構來完成的，這些數據結構要根據一套嚴格的規則才允許被修改。這些數據結構中最重要的部分是消息板，當發生某個事件時，一個任務要設置消息板中的一組數據位以通知另一個任務。例如，假設接收到一個消息并將其正確譯碼，則消息譯碼器任務會告知另一個需要該消息的任務(比如寄存器管理器)已經收到了消息，并要求第二個任務必須執行某些操作。
缺省任務列表
以下是參考設計中采用的缺省任務列表：??
DSP：對應每個電源周期，這個程序會計算電力線路的所有參數，并累加本電源周期的用電量。??
串口驅動器：檢測兩路通信通道的狀態，并將第一個發出字符的通道置為“活動”通道。在消息檢查器任務確定消息完成或產生超時之前，通道將始終保持活動狀態。
消息檢查器：驗證輸入字符串符合協議規范，并在完整接收消息后通知消息譯碼器。??
消息譯碼器：解釋接受到的消息并執行相應的請求操作。??
異步事件管理器：執行那些不是按照時間表進行的事件任務，比如峰值檢測和電能累計。??
時段表管理器：周期性檢查時鐘，并按照時段表調整費率寄存器的值。
顯示管理器：根據時間和其它事件刷新LCD顯示。??
消息格式器：為消息譯碼器解釋的消息準備回復信息。??
消息構建器：接收格式化后的消息并加上用于傳輸的消息頭和消息尾。
寄存器管理器：執行讀/寫EEPROM操作。??
計時管理器：通告按固定時基啟動的任務。??
負載曲線記錄器：被請求時，向EEPROM記入用電量，便于將來報告這些數據。
添加任務
如電表參考設計中所定義，任務是一段單線程代碼，它執行電表要求的某項功能，并快速(通常只有幾毫秒)返回調用函數。然而，大多數任務都需要比這更長的時間才能完成。比如，在任何合理的速率下發送一個消息都需要多個周期。因此，大多數任務都需要一個狀態變量，以便將其分解為數個子任務。
一旦任務編寫完成，你就可以在spintaskwheel.c文件的任務列表中加入該調用。注意，你可以將任務加在執行流程的任何位置，并根據你的需要多次頻繁調用它。你將發現，DSP任務調用非常頻繁，串口驅動器SerialPortDriver任務也被調用了幾次。因為要保持電能測量的完整性，DSP任務不允許被擱置數個周期，同時不允許SerialPortDriver任務錯過輸入字符。
最后，測試你的代碼。任務輪循環時，你的新任務將伴隨其它任務被調用。
全局變量
由于未使用真正意義上的多任務操作系統，也就意味著不會有編程人員所熟知的、真正意義上的消息傳遞、信號量或其它機制。通信是通過上文提到的消息板以及一組全局變量實現的，各個任務必須按照嚴格的規則來設置和讀取這些變量信息。這些全局變量列舉如下：??
g_CommSystEMState: 這個變量包括一組通信通道控制位。具體來說，每個通道包括：一個active (活動)位，用于指明某個特定通道處于活動狀態(從而可丟棄到達另一個通道的字符)；一個TBE位，用于使閑置通道做好工作準備；以及一個data loss (數據丟失)位，當閑置通道收到字符而另一通道正忙于通信時，該位被置高。
g_TransmitByte; g_ReceiveByte: 分別保存著下一個要傳送的字節和最新接收到的字節。
g_CommBuffer: 一個50字節數組，包含剛接收到的消息或要發送的消息。注意系統僅有一個通信緩存。它不僅被兩個通信通道所共享，也被發送和接收通道所共享。
g_MeterAddress: 一個包含電表網絡地址的6字節數組。初始化時從EEPROM內讀取該信息，并存放在RAM中。
g_MessageFormatterData; g_DispFormatterData; g_ScheduleManagerData; g_AEMData; g_LCLRegData: 這些寄存器在寄存器管理器和各種任務間傳送數據。例如，一個需要發送的寄存器內容，會被寄存器管理器放入g_MessageFormatterData中。
g_AEMRegisterNeeded; g_DispFormatterRegRequest; g_RequestScheduleManager; g_LCLRegRequest: 這些寄存器里，包含了特定任務需要讀或寫的寄存器。注意，消息譯碼器沒有全局地址寄存器：寄存器管理器可以智能地從消息緩存中找出這個信息。
g_LCDMode: 包含顯示器的模式字節。見下面的顯示定制部分。
g_TariffInEffect: 包含當前有效的費率號碼。這個函數有自己的全局變量，以便每次累計電能時，無需通過多次EEPROM讀操作來確定將采樣值存在什么位置。
g_PW: 包含當前有效的各個通信通道的口令號碼。
g_irTimer; g_rsTimer: 用于計數各個通道口令有效時間的定時器。一旦接收到口令后，它的有效期限是60秒。一個口令的有效時間結束后，g_PW中相關的4位數據就會被清零。
g_LoadCurveUsage; g_LoadCurvePeak; g_LoadCurveTimeStamp: 與負載曲線記錄任務相關的變量。g_LoadCurveUsage累計用電量，并會最終報告給負載曲線記錄任務。負載曲線記錄任務會定
期地將該值寫入EEPROM并隨后清除該變量。
g_LoadCurvePeak和g_LoadCurveTimeStamp跟蹤負載曲線的最大功率值，并記錄峰值功率產生的間隔和時間。
AEMState: 包含一組與異步事件相關的變量。當接收到一個設置電表地址消息時，msg_rx標志被置為高。地址設置邏輯電路被激活后，變量timer包含恢復正常顯示所需的秒數。DSPState和Register變量跟蹤寄存器用電量信息從DSP邏輯傳送到用電量報告函數的過程。通常，寄存器變量包括所有用電類型(有功、無功、正功率和負功率等)。
g_new_baud: DL/T 645協議規范提供了一種只改變單個消息波特率的機制。當收到波特率變更請求并得到確認后，下一個消息就會以更高的波特率傳送。隨后，波特率恢復到正常值(本設計中采用1,200bps)。g_new_baud總是保存下一個消息的波特率。
g_TransmitDelay: 一些RS-485轉換器在發送完最后一個字符后會延遲一段固定時間，隨后切換回接收模式。因此，當主機傳送完一個請求后，它可能會丟失電表發送的前幾個字符，因為與主機串口相連的RS-485轉換器仍處在發送模式下。這個變量保存了發送狀態保持的固定延時，延時結束后主機的RS-485轉換器切換回接收模式。
current_temp: 如果引用該變量，它將包含從DS3231 RTC/溫度傳感器中讀出的最新數值。
定制功能
本參考設計符合DL/T 645－多功能、瓦時電表通信協議。但這篇文檔不僅僅對通信協議進行說明。DL/T 645確實對一個多功能電表需要執行的操作進行了規定，包括測量、時段管理和報告功能。因此，如果你要選擇其它電表協議，你必須替換掉寄存器管理器以及除串口管理器之外的所有消息函數，或者至少對其進行重大修改。修改的細節不在本文討論范疇內。
本文檔將著重討論三個定制領域：顯示定制、寄存器映射定制和DSP函數定制。
顯示定制
顯示器完全由顯示管理器控制。其它任何任務都不會向MAXQ3120的LCD寄存器寫入數據。DisplayFormatter.c模塊包含了顯示管理器及其主要子程序UpdateLCD。
如果你只是想在電表中使用一個不同的LCD模塊，則只需修改UpdateLCD。所以我們將從這個模塊的定制開始說起。如果你想改變顯示信息的類型，你就要修改DisplayManager，并且可能需要給電表的其它部分提供額外的鉤子(hook)函數。
定制UpdateLCD
UpdateLCD接收兩個參數：一個待顯示的32位數值和一個8位信號指示器數值 。32位顯示值包括8個4位數值。因此，UpdateLCD支持8位、7段顯示器。注意，MAXQ3120支持112段顯示，所以可以定制該程序以支持更大規模的顯示器。 如果想用不同的顯示器，你需要修改LCDFont結構。它被定義為static const類型。這樣定義的結構進行編譯和連接后，將駐留在程序空間，而不是數據空間。
LCD空間分配表：??
這里有個重要的假設：每個字符都可填入一個LCD寄存器。如果所采用的LCD結構中，屬于1位顯示的某些段要占用多個LCD寄存器，則需要修改整個UpdateLCD。??
數字的顯示順序是什么？
程序假設最右端的顯示數字，是32位顯示參數的低四位。這是最自然的順序；如果你將“123456”傳遞給參數，則顯示器會顯示“123456”。
信號指示器
如果你想在顯示特定信息的情況下，同時點亮特定的信號指示器，則需要另外一個8位變量來存儲指示信息。UpdateLCD程序使用一個switch結構，以在顯示數字之后馬上點亮這些指示器。??
特殊狀態顯示
在displayformatter.c文件的最后還有一組程序。這些程序控制特殊狀態顯示，例如電表初始化、EEPROM初始化和程序故障(異常)。它們被直接寫入LCD寄存器，而且要針對不同的顯示進行定制。??
定制顯示管理器
除了顯示用電量、時間和日期以外，如果你還想顯示其它信息，則需要修改顯示管理器。??
顯示管理器的第一部分，處理電表地址設置信息的顯示。僅當地址設置按鈕被按下時才起作用，不需要修改這一部分。
顯示管理器的其它部分，通過全局變量g_LCDMode來獲取類別。為確定要顯示的下一個條目，這個變量在一個字節內包括了所有必要的信息。它的格式如下所示：??
總會顯示電表使用過程中累計的總用電量，并顯示由g_LCDMode字節所指定的條目。在本參考設計中，這個變量被固定為1―除了顯示總用電量以外，只顯示時間和日期。??
控制變量
顯示管理器由狀態變量disp所控制，該變量有兩個元素：ItEM和State。由名字可以得知，disp.State存放顯示控制器的當前狀態，而disp.Item跟蹤將要顯示的信息，具體含義如下：
定制這個程序提供兩種選項。你可以選擇改變disp.Item的賦值，以及改變程序中它們的選擇順序，或者你可以選擇完全替換掉該程序。后一種選擇可能更好。如果為可能顯示的每個條目指定一個獨立位，或為可顯示條目分配一個列表索引，顯然這樣的條目選擇結構更加靈活。選擇上面的結構是因為它需要的RAM空間最小。
添加寄存器
DL/T 645規定了大量寄存器，用于控制電表運行的各個方面。每個寄存器由一個16位寄存器號指定。在參考設計中，增加了很多寄存器來控制電表運行的各個方面；在代碼中給出了這些寄存器的說明。本討論內容提供了必要的信息，以便通過擴展寄存器映射從電表中獲取更多信息，或者控制新的電表運行特性。
寄存器管理器如何工作
所有任務都不能掛起正常的任務輪操作，寄存器管理器任務要遵循這一原則有很大難度。這是因為寄存器管理器是唯一能夠讀/寫EEPROM的任務，并且EEPROM寫操作需要(相對)較長的時間―幾個毫秒。因為每20ms (60Hz環境下是16.7ms)就要為DSP程序提供處理器時間，寄存器管理器在EEPROM寫周期過程中，絕不允許將系統掛起幾十毫秒的。??
要解決EEPROM寫入時間問題，一個顯而易見的方法是將I2C程序置為中斷處理方式。這樣一來，寄存器管理器可以啟動一個EEPROM傳輸過程，隨即返回主函數入口main()；之后每次被調用時，寄存器管理器都會通過檢查EEPROM子系統的狀態，來確定任務是否已經完成。采用這種方案帶來一個問題，ADC周期非常短，以至于ADC中斷服務程序需要獨占中斷子系統。因此，必須采取一些其它保障機制。
解決的方法是采用一個全局標志位：EEPROMOpPending。當這個標志位為低時，任務輪實質上是一個無限循環過程，反復調用系統中的每一個任務。當標志位為高時，任務輪被調用時執行一次并返回，并不調用寄存器管理器。這樣有什么幫助嗎？
當寄存器管理器需要執行一個耗時很長的功能時，它啟動這個功能并通過輪詢來確定其是否完成。在輪詢期間，寄存器管理器將EEPROMOpPending置為高，并遞歸調用任務輪。下面的代碼給出了一個實際例子：??
01: uint8 ReadEEPROM(uint16 Address, uint8 Length, uint8 *pData)
02: {
03: int i;
04: g_MessageBoard.EEPROMOpPending = 1;
05: for(i=0; i06: {
07: if(i＞0)SpinTaskWheel();
08: eeprom_address = Address++;
09: while(eeprom_read_byte())
10: S
pinTaskWheel();
11: *pData++ = eeprom_data;
12: } // for
13: g_MessageBoard.EEPROMOpPending = 0;
14: return 1;
15: }
在上面的第4行，EEPROMOpPending標志位被置為高。在第7和10行中，SpinTaskWheel被調用。如果EEPROM標志位為高時調用任務輪，則SpinTaskWheel函數運行一次，并在不調用寄存器管理器的情況下返回。這樣，即使由于寄存器管理器等候EEPROM完成操作而停止下來，電表的其它部分仍可持續正常運行。??
哪些任務知曉這些寄存器？
只有兩個任務知道寄存器號：寄存器管理器和消息譯碼器。這些程序中，通常只需要對寄存器管理器進行修改。消息譯碼器識別出與口令管理和其它監控功能有關的寄存器，并且必須在采用正常處理規則之前獲取這些信息。因此，要構建自己的寄存器，只需要熟悉寄存器管理器。 三類寄存器
通常，有三類寄存器：只讀、讀寫和具有額外功能的讀寫寄存器。只讀寄存器的一個例子是B611，RMS Volts、phase A。主機向這個寄存器寫數據是不能執行的；實際上，如果電表收到寫數據會將其丟棄。而且，多數只讀寄存器都不在EEPROM中：通常，在線計算這些寄存器的結果，并根據需要報告結果。??
讀寫寄存器的一個例子是C032，Meter Number (電表號)。寫入數值不會對電表操作產生任何影響，而且可以隨時提取該數據。最后，一個具有額外功能的讀寫寄存器例子是C030，Meter Constant, active (有效電表常數)。當這個寄存器被寫入數據時，寄存器管理器不僅要更新EEPROM，同時也要更新DSP程序使用的電表常數。
哪些任務需要寄存器信息？
下表列出了需要寄存器信息的任務。
通常，你主要考慮添加可通過消息譯碼器訪問的寄存器。你可以增加用于顯示的寄存器(或者用于其它任務的寄存器，但是依據慣例，你會主要考慮那些可通過通信端口檢索的寄存器)。
讀寫寄存器
首先考慮第一種情況，即存儲和讀取無額外功能的讀寫寄存器。為了添加一個存儲于EEPROM內的寄存器，你必須添加兩處信息：MAXQ3120RD.h文件和寄存器管理器中的ProcessRegisterNumber程序。
MAXQ3120RD.h包含一個由typedef定義的名為EEPROM_DATA的數據類型。這個定義并沒有被真正實例化；而僅僅是作為模板，用于定義數據如何存入EEPROM。在EEPROM_DATA定義的下面，還定義了兩個宏，用來返回兩個值，分別是結構中某成員的偏移地址和某成員占用的字節數。定義新寄存器的第一步，是在結構中添加成員(最好是在尾部)，從而為寄存器分配EEPROM存儲空間。??
下一步是定義寄存器號。這需要編輯寄存器管理器中定義的RegParmTable結構。這個表包含了電表中定義的每個寄存器，并按編號排序。每個成員包括：??
寄存器號，16位無符號值。
物理數據單元編號，用于計算實際寄存器值。例如，寄存器9110請求當月總的正向無功用電量。它是兩個電能累加器的和：包括1象限的用電量和4象限的用電量。因此，物理單元的個數是二。寄存器管理器必須提取指定單元(CurrentQuadrant1AccumTariff)和下一個單元(CurrentQuadrant4AccumTariff)的數據，并求和以獲得所需信息。
每個單元的長度，以字節為單位。
存儲的數據類型：INT_REG，表示寄存器包含被視為整數的二進制數據；
BCD_REG，表示寄存器包含的是傳輸前無需進一步轉換的BCD碼數據；或者MDH_REG，表示寄存器包含的是日期信息(月：日：小時)。
EEPROM中數據的偏移量(單位為字節數)。
為了節約處理時間，ProcessRegisterNumber程序采用二元搜索算法找出寄存器地址。因此，表格保持排序狀態是非常重要的。如果寄存器表變得無序，結果就無法預料了。
一旦表格被更新，新的寄存器可以通過通信通道進行讀寫。電表到底如何處理該信息，是下一部分的主要內容。
具有額外功能的讀寫寄存器
還有一種應用情況，即你想讓一個寫事件觸發額外的功能。為了達到這種效果，必須讓寄存器管理器向額外任務發送一個消息，或者更新執行額外功能所涉及的RAM內容。作為樣例說明，可在寄存器管理器中搜索C030，你會找到下面這段代碼：??
switch(Register.Word)
{
case 0xC030: // Meter constant, real
action_value = 0;
for(i=4; i＞1; i--)
{
action_value *= 100;
action_value += (g_CommBuffer.Message[ i] & 0xf) +
(g_CommBuffer.Message [ i] ＞＞ 4) * 10;
}
set_E_pulse(action_value); // this will set E_pulse
break;
這段代碼在EEPROM的寄存器數據更新完畢之后運行。在這個條件下，主機請求改變電表常數。存儲在EEPROM中的電表常數寄存器更新過后，傳輸到通信緩沖器的毫秒數值被轉換成內部電表單位，并通過set_E_pulse函數發送給DSP程序。
只讀寄存器
一些只讀寄存器只是簡單地從EEPROM中讀取數據(如用電量)，并通過電表的其它進程來更新其中的數據。然而，另外一些只讀寄存器(如RMS電壓)并未存儲在EEPROM內。這些寄存器數據存儲在EEPROM內是沒有任何意義的，而且如果這樣做并連續更新數據，會迅速損耗EEPROM！你可以在ProcessRegisterNumber中的表格注釋里找到這些寄存器，表述為“not stored in EEPROM”(未存儲在EEPROM內)。
這些寄存器由寄存器管理器的GetSpecialRegister程序來控制。對應每個只讀寄存器，程序都在switch分支選擇語句中提供相應的條件。例如：??
case 0xB611:// voltage (phase A)
g_MessageBoard.EEPROMOpPending = 1;
Request_RMS(RMS_VOLTAGE_REQUEST);
SpinTaskWheel();
while(!(DSP_CTRL & 0x20))
SpinTaskWheel();
*value = Get_RMS() / 1000;
g_MessageBoard.EEPROMOpPending = 0;
*size = 2;
break;??
這個例子闡明了一個重要事實，即任何任務都不能掛起任務輪。case的第一條語句將消息板中的EEPROMOpPending標志位置為高。然后它要求DSP函數計算RMS電壓值，并在DSP函數忙時遞歸調用任務輪。當EEPROMOpPending標志位置為高后，執行一次任務輪循環，并且不調用寄存器管理器，從而避免了無限遞歸。一旦DSP函數完成，將提取RMS值并清除EEPROMOpPending標志位。
請注意，對于這種類型的只讀寄存器，不必在MAXQ3120RD.h文件中添加結構來保留EEPROM存儲空間。也不必向ProcessRegisterNumber表添加成員。在處理基于EEPROM的寄存器之前，寄存器管理器主程序總要調用GetSpecialRegister。
定制DSP程序
參考設計的DSP程序是一套匯編語言模塊，它負責處理從ADC到脈沖生成以及報告電壓、電流、功率和用電量的整個信號流。大部分程序不需要修改，但也許你希望修改以下方面：
采用一個不同的電流或電壓變換器，從而需要不同的增益因子。
改 變系統生成電表脈沖的方式。
改變前端濾波。
DSP程序是如何工作的，以及你可以安全地改變哪些單元，以下部分從較高的層次對此進行了說明。
注意：DSP模塊以預編譯的目標文件形式公開發布。只有在簽署了保密協議(NDA)的情況下才可以提供匯編語言源代碼。更多信息，請聯系Dallas SEMiconductor/Maxim。
存儲
DSP程序用到RAM空間的低地址部分。在DSP模塊中搜索“Data Memory Map”，可以看到DSP程序用到的一系列RAM變量。前兩個字節是一組控制DSP函數運行的數據位。
常數
可通過調整兩個常數來設置電壓和電流通道的滿量程讀數。它們分別是W_V_Scale和W_I_Scale。缺省情況下，這兩個常量被設置為400V和250A。電壓被設置為正常條件下不會超越的電平值(280VRMS以上)，而電流設定值與可能的電表分流值相一致(250μ至500μ，典型值)。
接口程序
用戶程序可以直接使用一些內置程序的返回值。如果可能，你應該通過這些內置程序與DSP函數接口，而不是直接與DSP函數使用的內部變量接口。??
Get_and_Clear_Usage: 這是C代碼用來提取電量累計值的主程序。通常情況下，需要對用電量進行累計時，DSP程序會通知異步事件管理器。然而，隨時都可以調用這個程序以獲取精確的用電量讀數(截至當前)。注意，IAR編譯器會自動傳遞A[0]內的函數參數，并將結果返回給A[0]。
Get_Frequency: 返回0.1mHz步長的線路頻率。值得注意的是，這個子程序缺省情況下并未加載；DL/T 645標準并未要求頻率結果。
Get_Power_Factor: 返回負載的功率因子。
Get_Power: 根據參數不同，返回無功或有功功率。
Get_MaxD: 返回自上次調用該函數后，電表記錄的最大需量(功率)值。
Request_RMS: 根據參數不同，要求DSP計算RMS電流或電壓值。
Get_RMS: 返回最近一次請求的RMS值。
set_E_pulse: 接受一個電表常數，并設置適當的DSP變量以使該電表常數生效。
中斷服務程序
參考設計只使能了一個中斷：就是AFE中斷，ADC上有一組新的采樣數據時產生該中斷。因為ADC采樣周期為48μs，實際上中斷服務程序會很快地結束它的工作，并返回到主代碼中―在兩個中斷之間只有384個指令周期！
中斷服務程序執行以下功能：??
生成輸出脈沖：如果需要一個脈沖，則啟動它。如果脈沖正在進行中，則遞減持續時間計數器的值，并在計數器回零時終止脈沖。
累加求和：將最近的能量采樣值累加到所有適當的寄存器中。
累計RMS值：如果被請求，則累計I2或V2。
檢查電壓下限：如果電壓低于門限值，則遞增一個計數器值。
過零檢測：如果電壓信號正向過零，則設置一個標志位。
目標讀者
本文檔假定讀者熟悉C語言、MAXQ20微控制器架構以及匯編語言。讀者也需熟知全電子式電表的基理。
工具
電表參考設計采用IAR Embedded Workbench工具進行編譯。為便于將軟件移植到其它開發環境中，除了一種例外情況外，整個軟件避免了與IAR相關的語言特性。這種例外情況位于匯編語言文件中，其中包括了一些對標準匯編偽指令集的特定IAR擴展。這些特定IAR擴展命令，不僅可告知連接器各不同段的分配情況，而且告知調試器有關某些機器資源的變化情況。在其它開發環境下構建工程，可將這些偽指令去除。
高層硬件描述
硬件的核心器件是MAXQ3120微控制器。MAXQ3120幾乎囊括了實現多功能、多費率電表所需要的所有功能，這些功能包括：雙通道、高精度A/D轉換器(ADC)，一個乘法累加器(MAC)，通信端口和一個顯示控制器。完成一個電表設計，僅需要少量的外部元件。
在參考設計中，提供兩個通信通道：一路紅外通道，包含一個可解碼38kHz載波頻率的接收模塊和一個直接由微控制器驅動的紅外LED，一路完全隔離的RS-485通道；用作非易失存儲器的128kb I2C EEPROM；一個可視LED和一路隔離光耦通道，用于指示電表脈沖；一個用于設置網絡地址的按鈕；和一個用于顯示的LCD。
這種硬件構成預示著以下一些應用信息。選擇一個外置I2C EEPROM，意味著系統中必須包含I2C軟件，而不提供硬件I2C主機。電表脈沖硬件意味著軟件必須能夠產生極為精確的脈沖定時。兩路通信端口表明，微控制器有限的資源要被兩路通道所共享。
軟件系統綜述
軟件系統必須同時跟蹤多個進程。首先也是最重要的一點，軟件系統必須監測ADC，計算用電量并報告其它額外信息，這些信息包括RMS電壓和電流、功率因數和峰值功率。這個基本進程非常關鍵，其它任何進程都不能干擾這個最重要的基礎任務。在持續監視用電量的同時，軟件還必須驅動顯示、監視兩路通信端口、監視按鈕以及電力線路上的電源失效事件，完成從外部EEPROM獲取信息的請求，并跟蹤費率時段的變化。
任務管理方式
初始一看，要完成以上多個實時任務，迫切需要某種實時操作系統(RTOS)來進行調度管理和資源分配。但進一步分析后，就會發現不用傳統RTOS的兩個充分理由。
首先，要求即時響應ADC中斷。當ADC有可用的采樣數據時，必須在48μs內提取該采樣數據。并且，當檢測到一個過零點時，電源周期處理程序為了在下一個電源周期之前完成執行操作，必須獨占CPU資源。(電源周期處理程序將占用CPU運算能力的25%到30%。) 盡管RTOS可以滿足這些要求，卻不能最有效地利用資源。
其次，用于保存任務上下文的空間非常有限。大多數RTOS都要給每個任務提供一個完整的虛擬處理器，以在其中執行操作，而這需要保存各個任務的上下文。由于僅有256個16位字RAM可供使用，少量任務就會耗盡存儲器空間。
所以，本參考設計選擇了一個簡單的任務輪。在這種配置方式下，任務會被按順序調用，而每個任務在鎖定事件發生時，都要釋放CPU的控制權。鎖定事件是指所有其它任務都必須等待的事件，它包括：從EEPROM中提取數據，等待一個電源周期或是等待通信通道上的字符。如果當前任務需要等待其它任務完成時才能結束自身任務，這時也會產生一個鎖定事件。在任何鎖定事件中，任務必須存儲它的當前狀態并返回任務輪。這種協作式多任務機制，使得一個處理能力相對低些的控制器就能夠勝任工作。
任務間的通信是通過一組公共數據結構來完成的，這些數據結構要根據一套嚴格的規則才允許被修改。這些數據結構中最重要的部分是消息板，當發生某個事件時，一個任務要設置消息板中的一組數據位以通知另一個任務。例如，假設接收到一個消息并將其正確譯碼，則消息譯碼器任務會告知另一個需要該消息的任務(比如寄存器管理器)已經收到了消息，并要求第二個任務必須執行某些操作。
缺省任務列表
以下是參考設計中采用的缺省任務列表：??
DSP：對應每個電源周期，這個程序會計算電力線路的所有參數，并累加本電源周期的用電量。??
串口驅動器：檢測兩路通信通道的狀態，并將第一個發出字符的通道置為“活動”通道。在消息檢查器任務確定消息完成或產生超時之前，通道將始終保持活動狀態。
消息檢查器：驗證輸入字符串符合協議規范，并在完整接收消息后通知消息譯碼器。??
消息譯碼器：解釋接受到的消息并執行相應的請求操作。??
異步事件管理器：執行那些不是按照時間表進行的事件任務，比如峰值檢測和電能累計。??
時段表管理器：周期性檢查時鐘，并按照時段表調整費率寄存器的值。
顯示管理器：根據時間和其它事件刷新LCD顯示。??
消息格式器：為消息譯碼器解釋的消息準備回復信息。??
消息構建器：接收格式化后的消息并加上用于傳輸的消息頭和消息尾。
寄存器管理器：執行讀/寫EEPROM操作。??
計時管理器：通告按固定時基啟動的任務。??
負載曲線記錄器：被請求時，向EEPROM記入用電量，便于將來報告這些數據。
添加任務
如電表參考設計中所定義，任務是一段單線程代碼，它執行電表要求的某項功能，并快速(通常只有幾毫秒)返回調用函數。然而，大多數任務都需要比這更長的時間才能完成。比如，在任何合理的速率下發送一個消息都需要多個周期。因此，大多數任務都需要一個狀態變量，以便將其分解為數個子任務。
一旦任務編寫完成，你就可以在spintaskwheel.c文件的任務列表中加入該調用。注意，你可以將任務加在執行流程的任何位置，并根據你的需要多次頻繁調用它。你將發現，DSP任務調用非常頻繁，串口驅動器SerialPortDriver任務也被調用了幾次。因為要保持電能測量的完整性，DSP任務不允許被擱置數個周期，同時不允許SerialPortDriver任務錯過輸入字符。
最后，測試你的代碼。任務輪循環時，你的新任務將伴隨其它任務被調用。
全局變量
由于未使用真正意義上的多任務操作系統，也就意味著不會有編程人員所熟知的、真正意義上的消息傳遞、信號量或其它機制。通信是通過上文提到的消息板以及一組全局變量實現的，各個任務必須按照嚴格的規則來設置和讀取這些變量信息。這些全局變量列舉如下：??
g_CommSystEMState: 這個變量包括一組通信通道控制位。具體來說，每個通道包括：一個active (活動)位，用于指明某個特定通道處于活動狀態(從而可丟棄到達另一個通道的字符)；一個TBE位，用于使閑置通道做好工作準備；以及一個data loss (數據丟失)位，當閑置通道收到字符而另一通道正忙于通信時，該位被置高。
g_TransmitByte; g_ReceiveByte: 分別保存著下一個要傳送的字節和最新接收到的字節。
g_CommBuffer: 一個50字節數組，包含剛接收到的消息或要發送的消息。注意系統僅有一個通信緩存。它不僅被兩個通信通道所共享，也被發送和接收通道所共享。
g_MeterAddress: 一個包含電表網絡地址的6字節數組。初始化時從EEPROM內讀取該信息，并存放在RAM中。
g_MessageFormatterData; g_DispFormatterData; g_ScheduleManagerData; g_AEMData; g_LCLRegData: 這些寄存器在寄存器管理器和各種任務間傳送數據。例如，一個需要發送的寄存器內容，會被寄存器管理器放入g_MessageFormatterData中。
g_AEMRegisterNeeded; g_DispFormatterRegRequest; g_RequestScheduleManager; g_LCLRegRequest: 這些寄存器里，包含了特定任務需要讀或寫的寄存器。注意，消息譯碼器沒有全局地址寄存器：寄存器管理器可以智能地從消息緩存中找出這個信息。
g_LCDMode: 包含顯示器的模式字節。見下面的顯示定制部分。
g_TariffInEffect: 包含當前有效的費率號碼。這個函數有自己的全局變量，以便每次累計電能時，無需通過多次EEPROM讀操作來確定將采樣值存在什么位置。
g_PW: 包含當前有效的各個通信通道的口令號碼。
g_irTimer; g_rsTimer: 用于計數各個通道口令有效時間的定時器。一旦接收到口令后，它的有效期限是60秒。一個口令的有效時間結束后，g_PW中相關的4位數據就會被清零。
g_LoadCurveUsage; g_LoadCurvePeak; g_LoadCurveTimeStamp: 與負載曲線記錄任務相關的變量。g_LoadCurveUsage累計用電量，并會最終報告給負載曲線記錄任務。負載曲線記錄任務會定
期地將該值寫入EEPROM并隨后清除該變量。
g_LoadCurvePeak和g_LoadCurveTimeStamp跟蹤負載曲線的最大功率值，并記錄峰值功率產生的間隔和時間。
AEMState: 包含一組與異步事件相關的變量。當接收到一個設置電表地址消息時，msg_rx標志被置為高。地址設置邏輯電路被激活后，變量timer包含恢復正常顯示所需的秒數。DSPState和Register變量跟蹤寄存器用電量信息從DSP邏輯傳送到用電量報告函數的過程。通常，寄存器變量包括所有用電類型(有功、無功、正功率和負功率等)。
g_new_baud: DL/T 645協議規范提供了一種只改變單個消息波特率的機制。當收到波特率變更請求并得到確認后，下一個消息就會以更高的波特率傳送。隨后，波特率恢復到正常值(本設計中采用1,200bps)。g_new_baud總是保存下一個消息的波特率。
g_TransmitDelay: 一些RS-485轉換器在發送完最后一個字符后會延遲一段固定時間，隨后切換回接收模式。因此，當主機傳送完一個請求后，它可能會丟失電表發送的前幾個字符，因為與主機串口相連的RS-485轉換器仍處在發送模式下。這個變量保存了發送狀態保持的固定延時，延時結束后主機的RS-485轉換器切換回接收模式。
current_temp: 如果引用該變量，它將包含從DS3231 RTC/溫度傳感器中讀出的最新數值。
定制功能
本參考設計符合DL/T 645－多功能、瓦時電表通信協議。但這篇文檔不僅僅對通信協議進行說明。DL/T 645確實對一個多功能電表需要執行的操作進行了規定，包括測量、時段管理和報告功能。因此，如果你要選擇其它電表協議，你必須替換掉寄存器管理器以及除串口管理器之外的所有消息函數，或者至少對其進行重大修改。修改的細節不在本文討論范疇內。
本文檔將著重討論三個定制領域：顯示定制、寄存器映射定制和DSP函數定制。
顯示定制
顯示器完全由顯示管理器控制。其它任何任務都不會向MAXQ3120的LCD寄存器寫入數據。DisplayFormatter.c模塊包含了顯示管理器及其主要子程序UpdateLCD。
如果你只是想在電表中使用一個不同的LCD模塊，則只需修改UpdateLCD。所以我們將從這個模塊的定制開始說起。如果你想改變顯示信息的類型，你就要修改DisplayManager，并且可能需要給電表的其它部分提供額外的鉤子(hook)函數。
定制UpdateLCD
UpdateLCD接收兩個參數：一個待顯示的32位數值和一個8位信號指示器數值 。32位顯示值包括8個4位數值。因此，UpdateLCD支持8位、7段顯示器。注意，MAXQ3120支持112段顯示，所以可以定制該程序以支持更大規模的顯示器。 如果想用不同的顯示器，你需要修改LCDFont結構。它被定義為static const類型。這樣定義的結構進行編譯和連接后，將駐留在程序空間，而不是數據空間。
LCD空間分配表：??
這里有個重要的假設：每個字符都可填入一個LCD寄存器。如果所采用的LCD結構中，屬于1位顯示的某些段要占用多個LCD寄存器，則需要修改整個UpdateLCD。??
數字的顯示順序是什么？
程序假設最右端的顯示數字，是32位顯示參數的低四位。這是最自然的順序；如果你將“123456”傳遞給參數，則顯示器會顯示“123456”。
信號指示器
如果你想在顯示特定信息的情況下，同時點亮特定的信號指示器，則需要另外一個8位變量來存儲指示信息。UpdateLCD程序使用一個switch結構，以在顯示數字之后馬上點亮這些指示器。??
特殊狀態顯示
在displayformatter.c文件的最后還有一組程序。這些程序控制特殊狀態顯示，例如電表初始化、EEPROM初始化和程序故障(異常)。它們被直接寫入LCD寄存器，而且要針對不同的顯示進行定制。??
定制顯示管理器
除了顯示用電量、時間和日期以外，如果你還想顯示其它信息，則需要修改顯示管理器。??
顯示管理器的第一部分，處理電表地址設置信息的顯示。僅當地址設置按鈕被按下時才起作用，不需要修改這一部分。
顯示管理器的其它部分，通過全局變量g_LCDMode來獲取類別。為確定要顯示的下一個條目，這個變量在一個字節內包括了所有必要的信息。它的格式如下所示：??
總會顯示電表使用過程中累計的總用電量，并顯示由g_LCDMode字節所指定的條目。在本參考設計中，這個變量被固定為1―除了顯示總用電量以外，只顯示時間和日期。??
控制變量
顯示管理器由狀態變量disp所控制，該變量有兩個元素：ItEM和State。由名字可以得知，disp.State存放顯示控制器的當前狀態，而disp.Item跟蹤將要顯示的信息，具體含義如下：
定制這個程序提供兩種選項。你可以選擇改變disp.Item的賦值，以及改變程序中它們的選擇順序，或者你可以選擇完全替換掉該程序。后一種選擇可能更好。如果為可能顯示的每個條目指定一個獨立位，或為可顯示條目分配一個列表索引，顯然這樣的條目選擇結構更加靈活。選擇上面的結構是因為它需要的RAM空間最小。
添加寄存器
DL/T 645規定了大量寄存器，用于控制電表運行的各個方面。每個寄存器由一個16位寄存器號指定。在參考設計中，增加了很多寄存器來控制電表運行的各個方面；在代碼中給出了這些寄存器的說明。本討論內容提供了必要的信息，以便通過擴展寄存器映射從電表中獲取更多信息，或者控制新的電表運行特性。
寄存器管理器如何工作
所有任務都不能掛起正常的任務輪操作，寄存器管理器任務要遵循這一原則有很大難度。這是因為寄存器管理器是唯一能夠讀/寫EEPROM的任務，并且EEPROM寫操作需要(相對)較長的時間―幾個毫秒。因為每20ms (60Hz環境下是16.7ms)就要為DSP程序提供處理器時間，寄存器管理器在EEPROM寫周期過程中，絕不允許將系統掛起幾十毫秒的。??
要解決EEPROM寫入時間問題，一個顯而易見的方法是將I2C程序置為中斷處理方式。這樣一來，寄存器管理器可以啟動一個EEPROM傳輸過程，隨即返回主函數入口main()；之后每次被調用時，寄存器管理器都會通過檢查EEPROM子系統的狀態，來確定任務是否已經完成。采用這種方案帶來一個問題，ADC周期非常短，以至于ADC中斷服務程序需要獨占中斷子系統。因此，必須采取一些其它保障機制。
解決的方法是采用一個全局標志位：EEPROMOpPending。當這個標志位為低時，任務輪實質上是一個無限循環過程，反復調用系統中的每一個任務。當標志位為高時，任務輪被調用時執行一次并返回，并不調用寄存器管理器。這樣有什么幫助嗎？
當寄存器管理器需要執行一個耗時很長的功能時，它啟動這個功能并通過輪詢來確定其是否完成。在輪詢期間，寄存器管理器將EEPROMOpPending置為高，并遞歸調用任務輪。下面的代碼給出了一個實際例子：??
01: uint8 ReadEEPROM(uint16 Address, uint8 Length, uint8 *pData)
02: {
03: int i;
04: g_MessageBoard.EEPROMOpPending = 1;
05: for(i=0; i
07: if(i＞0)SpinTaskWheel();
08: eeprom_address = Address++;
09: while(eeprom_read_byte())
10: S
pinTaskWheel();
11: *pData++ = eeprom_data;
12: } // for
13: g_MessageBoard.EEPROMOpPending = 0;
14: return 1;
15: }
在上面的第4行，EEPROMOpPending標志位被置為高。在第7和10行中，SpinTaskWheel被調用。如果EEPROM標志位為高時調用任務輪，則SpinTaskWheel函數運行一次，并在不調用寄存器管理器的情況下返回。這樣，即使由于寄存器管理器等候EEPROM完成操作而停止下來，電表的其它部分仍可持續正常運行。??
哪些任務知曉這些寄存器？
只有兩個任務知道寄存器號：寄存器管理器和消息譯碼器。這些程序中，通常只需要對寄存器管理器進行修改。消息譯碼器識別出與口令管理和其它監控功能有關的寄存器，并且必須在采用正常處理規則之前獲取這些信息。因此，要構建自己的寄存器，只需要熟悉寄存器管理器。 三類寄存器
通常，有三類寄存器：只讀、讀寫和具有額外功能的讀寫寄存器。只讀寄存器的一個例子是B611，RMS Volts、phase A。主機向這個寄存器寫數據是不能執行的；實際上，如果電表收到寫數據會將其丟棄。而且，多數只讀寄存器都不在EEPROM中：通常，在線計算這些寄存器的結果，并根據需要報告結果。??
讀寫寄存器的一個例子是C032，Meter Number (電表號)。寫入數值不會對電表操作產生任何影響，而且可以隨時提取該數據。最后，一個具有額外功能的讀寫寄存器例子是C030，Meter Constant, active (有效電表常數)。當這個寄存器被寫入數據時，寄存器管理器不僅要更新EEPROM，同時也要更新DSP程序使用的電表常數。
哪些任務需要寄存器信息？
下表列出了需要寄存器信息的任務。
通常，你主要考慮添加可通過消息譯碼器訪問的寄存器。你可以增加用于顯示的寄存器(或者用于其它任務的寄存器，但是依據慣例，你會主要考慮那些可通過通信端口檢索的寄存器)。
讀寫寄存器
首先考慮第一種情況，即存儲和讀取無額外功能的讀寫寄存器。為了添加一個存儲于EEPROM內的寄存器，你必須添加兩處信息：MAXQ3120RD.h文件和寄存器管理器中的ProcessRegisterNumber程序。
MAXQ3120RD.h包含一個由typedef定義的名為EEPROM_DATA的數據類型。這個定義并沒有被真正實例化；而僅僅是作為模板，用于定義數據如何存入EEPROM。在EEPROM_DATA定義的下面，還定義了兩個宏，用來返回兩個值，分別是結構中某成員的偏移地址和某成員占用的字節數。定義新寄存器的第一步，是在結構中添加成員(最好是在尾部)，從而為寄存器分配EEPROM存儲空間。??
下一步是定義寄存器號。這需要編輯寄存器管理器中定義的RegParmTable結構。這個表包含了電表中定義的每個寄存器，并按編號排序。每個成員包括：??
寄存器號，16位無符號值。
物理數據單元編號，用于計算實際寄存器值。例如，寄存器9110請求當月總的正向無功用電量。它是兩個電能累加器的和：包括1象限的用電量和4象限的用電量。因此，物理單元的個數是二。寄存器管理器必須提取指定單元(CurrentQuadrant1AccumTariff)和下一個單元(CurrentQuadrant4AccumTariff)的數據，并求和以獲得所需信息。
每個單元的長度，以字節為單位。
存儲的數據類型：INT_REG，表示寄存器包含被視為整數的二進制數據；
BCD_REG，表示寄存器包含的是傳輸前無需進一步轉換的BCD碼數據；或者MDH_REG，表示寄存器包含的是日期信息(月：日：小時)。
EEPROM中數據的偏移量(單位為字節數)。
為了節約處理時間，ProcessRegisterNumber程序采用二元搜索算法找出寄存器地址。因此，表格保持排序狀態是非常重要的。如果寄存器表變得無序，結果就無法預料了。
一旦表格被更新，新的寄存器可以通過通信通道進行讀寫。電表到底如何處理該信息，是下一部分的主要內容。
具有額外功能的讀寫寄存器
還有一種應用情況，即你想讓一個寫事件觸發額外的功能。為了達到這種效果，必須讓寄存器管理器向額外任務發送一個消息，或者更新執行額外功能所涉及的RAM內容。作為樣例說明，可在寄存器管理器中搜索C030，你會找到下面這段代碼：??
switch(Register.Word)
{
case 0xC030: // Meter constant, real
action_value = 0;
for(i=4; i＞1; i--)
{
action_value *= 100;
action_value += (g_CommBuffer.Message[ i] & 0xf) +
(g_CommBuffer.Message [ i] ＞＞ 4) * 10;
}
set_E_pulse(action_value); // this will set E_pulse
break;
這段代碼在EEPROM的寄存器數據更新完畢之后運行。在這個條件下，主機請求改變電表常數。存儲在EEPROM中的電表常數寄存器更新過后，傳輸到通信緩沖器的毫秒數值被轉換成內部電表單位，并通過set_E_pulse函數發送給DSP程序。
只讀寄存器
一些只讀寄存器只是簡單地從EEPROM中讀取數據(如用電量)，并通過電表的其它進程來更新其中的數據。然而，另外一些只讀寄存器(如RMS電壓)并未存儲在EEPROM內。這些寄存器數據存儲在EEPROM內是沒有任何意義的，而且如果這樣做并連續更新數據，會迅速損耗EEPROM！你可以在ProcessRegisterNumber中的表格注釋里找到這些寄存器，表述為“not stored in EEPROM”(未存儲在EEPROM內)。
這些寄存器由寄存器管理器的GetSpecialRegister程序來控制。對應每個只讀寄存器，程序都在switch分支選擇語句中提供相應的條件。例如：??
case 0xB611:// voltage (phase A)
g_MessageBoard.EEPROMOpPending = 1;
Request_RMS(RMS_VOLTAGE_REQUEST);
SpinTaskWheel();
while(!(DSP_CTRL & 0x20))
SpinTaskWheel();
*value = Get_RMS() / 1000;
g_MessageBoard.EEPROMOpPending = 0;
*size = 2;
break;??
這個例子闡明了一個重要事實，即任何任務都不能掛起任務輪。case的第一條語句將消息板中的EEPROMOpPending標志位置為高。然后它要求DSP函數計算RMS電壓值，并在DSP函數忙時遞歸調用任務輪。當EEPROMOpPending標志位置為高后，執行一次任務輪循環，并且不調用寄存器管理器，從而避免了無限遞歸。一旦DSP函數完成，將提取RMS值并清除EEPROMOpPending標志位。
請注意，對于這種類型的只讀寄存器，不必在MAXQ3120RD.h文件中添加結構來保留EEPROM存儲空間。也不必向ProcessRegisterNumber表添加成員。在處理基于EEPROM的寄存器之前，寄存器管理器主程序總要調用GetSpecialRegister。
定制DSP程序
參考設計的DSP程序是一套匯編語言模塊，它負責處理從ADC到脈沖生成以及報告電壓、電流、功率和用電量的整個信號流。大部分程序不需要修改，但也許你希望修改以下方面：
采用一個不同的電流或電壓變換器，從而需要不同的增益因子。
改 變系統生成電表脈沖的方式。
改變前端濾波。
DSP程序是如何工作的，以及你可以安全地改變哪些單元，以下部分從較高的層次對此進行了說明。
注意：DSP模塊以預編譯的目標文件形式公開發布。只有在簽署了保密協議(NDA)的情況下才可以提供匯編語言源代碼。更多信息，請聯系Dallas SEMiconductor/Maxim。
存儲
DSP程序用到RAM空間的低地址部分。在DSP模塊中搜索“Data Memory Map”，可以看到DSP程序用到的一系列RAM變量。前兩個字節是一組控制DSP函數運行的數據位。
常數
可通過調整兩個常數來設置電壓和電流通道的滿量程讀數。它們分別是W_V_Scale和W_I_Scale。缺省情況下，這兩個常量被設置為400V和250A。電壓被設置為正常條件下不會超越的電平值(280VRMS以上)，而電流設定值與可能的電表分流值相一致(250μ至500μ，典型值)。
接口程序
用戶程序可以直接使用一些內置程序的返回值。如果可能，你應該通過這些內置程序與DSP函數接口，而不是直接與DSP函數使用的內部變量接口。??
Get_and_Clear_Usage: 這是C代碼用來提取電量累計值的主程序。通常情況下，需要對用電量進行累計時，DSP程序會通知異步事件管理器。然而，隨時都可以調用這個程序以獲取精確的用電量讀數(截至當前)。注意，IAR編譯器會自動傳遞A[0]內的函數參數，并將結果返回給A[0]。
Get_Frequency: 返回0.1mHz步長的線路頻率。值得注意的是，這個子程序缺省情況下并未加載；DL/T 645標準并未要求頻率結果。
Get_Power_Factor: 返回負載的功率因子。
Get_Power: 根據參數不同，返回無功或有功功率。
Get_MaxD: 返回自上次調用該函數后，電表記錄的最大需量(功率)值。
Request_RMS: 根據參數不同，要求DSP計算RMS電流或電壓值。
Get_RMS: 返回最近一次請求的RMS值。
set_E_pulse: 接受一個電表常數，并設置適當的DSP變量以使該電表常數生效。
中斷服務程序
參考設計只使能了一個中斷：就是AFE中斷，ADC上有一組新的采樣數據時產生該中斷。因為ADC采樣周期為48μs，實際上中斷服務程序會很快地結束它的工作，并返回到主代碼中―在兩個中斷之間只有384個指令周期！
中斷服務程序執行以下功能：??
生成輸出脈沖：如果需要一個脈沖，則啟動它。如果脈沖正在進行中，則遞減持續時間計數器的值，并在計數器回零時終止脈沖。
累加求和：將最近的能量采樣值累加到所有適當的寄存器中。
累計RMS值：如果被請求，則累計I2或V2。
檢查電壓下限：如果電壓低于門限值，則遞增一個計數器值。
過零檢測：如果電壓信號正向過零，則設置一個標志位。
工商網監
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