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插卡式电表读数
请教一下：插卡式电表如何看读数，有朋友说要读四次数字， 我搞不清楚什么是累积电度数、剩余电度数。
累积电度数-------------从开始用这个电表到现在,一共用了多少度电.
剩余电度数----------你购买的电还没有用完的度数.
1。上面的数字是度数还是钱数？度数
2。怎么知道还有多少电可用？一般有按钮可以轮换显示包括累计电量，剩余电量，当前负荷等等。
3。哪里有说明书下载？很简...
你抄表没有问题，只是你的理解有问题。
电表的度数一般是精确到0.1度的，最后一位数是小数。比如3733，实际上是373.3度。你以前只抄了整数部分，而设掉了后面...
凡供电局直接抄表到户的，均可在供电局的营业厅购买。如果是物业小区管理的，只能到物业部门购买。
一般电流互感器的电流比都是指穿心匝数为一的情况下.为2匝的情况我还未遇致到过.如果真如你所说,那么实际度数应为读数的40倍.
一般卡式电表读数完成后，就不会再显示读数，只有当电量数低于某一特定值（比如10度）时，表才会再次显示红字以示提醒。
答: 卧室适合放什么花？
答: 你好。
你太太的这种情况，建议到医院去检查。
人工流产后注意事项：
人工流产手术结束后应观察2小时，注意阴道流血和腹痛情况，假如没有什么反应就可以回家。
答: 有一定的群体有这种现象。皮肤过敏的时候你可以使用硼酸溶液或硼酸粉剂。加温到43度左右擦洗脸部3到5分钟然后再使用凡士林护肤产品就可以。大概使用一个星期后就见效。
餐饮业厨房产生的油烟，顾名思义，废气中主要污染物为油烟，一般采用静电除油。
液化气属较清洁能源，废气污染程度不高，主要含二氧化碳一氧化碳吧。
柴油属石油类，废气含二氧化硫和氮氧化物，二氧化硫碱液喷淋即可去除，氮氧化物主要以一氧化氮为主，要催化氧化成二氧化氮才能被碱吸收，造价成本非常高，一般的柴油发电机尾气难以治理，除非大型发电厂。
煤炭废气含二氧化硫多，一般常用的脱硫工艺即可。
海鸟的种类约350种，其中大洋性海鸟约150种。比较著名的海鸟有信天翁、海燕、海鸥、鹈鹕、鸬鹚、鲣鸟、军舰鸟等。海鸟终日生活在海洋上，饥餐鱼虾，渴饮海水。海鸟食量大，一只海鸥一天要吃6000只磷虾，一只鹈鹕一天能吃(2～2.5)kg鱼。在秘鲁海域，上千万只海鸟每年要消耗?鱼400×104t，它们对渔业有一定的危害，但鸟粪是极好的天然肥料。中国南海著名的金丝燕，用唾液等作成的巢被称为燕窝，是上等的营养补品。
嫌麻烦就把你洗衣机的型号或断皮带，拿到维修点去买1个，自己装上就可以了（要有个小扳手把螺丝放松，装上皮带，拉紧再紧固螺丝）。
考虑是由于天气比较干燥和身体上火导致的，建议不要吃香辣和煎炸的食物，多喝水，多吃点水果，不能吃牛肉和海鱼。可以服用（穿心莲片，维生素b2和b6）。也可以服用一些中药，如清热解毒的。
确实没有偿还能力的，应当与贷款机构进行协商，宽展还款期间或者分期归还； 如果贷款机构起诉到法院胜诉之后，在履行期未履行法院判决，会申请法院强制执行； 法院在受理强制执行时，会依法查询贷款人名下的房产、车辆、证券和存款；贷款人名下没有可供执行的财产而又拒绝履行法院的生效判决，则有逾期还款等负面信息记录在个人的信用报告中并被限制高消费及出入境，甚至有可能会被司法拘留。
第一步：教育引导
不同年龄阶段的孩子“吮指癖”的原因不尽相同，但于力认为，如果没有什么异常的症状，应该以教育引导为首要方式，并注意经常帮孩子洗手，以防细菌入侵引起胃肠道感染。
第二步：转移注意力
比起严厉指责、打骂，转移注意力是一种明智的做法。比如，多让孩子进行动手游戏，让他双手都不得闲，或者用其他的玩具吸引他，还可以多带孩子出去游玩，让他在五彩缤纷的世界里获得知识，增长见识，逐渐忘记原来的坏习惯。对于小婴儿，还可以做个小布手套，或者用纱布缠住手指，直接防止他吃手。但是，不主张给孩子手指上“涂味”，比如黄连水、辣椒水等，以免影响孩子的胃口，黄连有清热解毒的功效，吃多了还可导致腹泻、呕吐。
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楼主，龙德教育就挺好的，你可以去试试，我们家孩子一直在龙德教育补习的，我觉得还不错。
成人可以学爵士舞。不过对柔软度的拒绝比较大。　　不论跳什么舞，如果要跳得美，身体的柔软度必须要好，否则无法充分发挥出理应的线条美感，爵士舞也不值得注意。在展开暖身的弯曲动作必须注意，不适合在身体肌肉未几乎和暖前用弹振形式来做弯曲，否则更容易弄巧反拙，骨折肌肉。用静态方式弯曲较安全，不过也较必须耐性。柔软度的锻炼动作之幅度更不该超过疼痛的地步，肌肉有向上的感觉即可，动作(角度)保持的时间可由10馀秒至30-40秒平均，时间愈长对肌肉及关节附近的联结的组织之负荷也愈高。
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请指教下智能电表该怎么查询电费余额？交流下
家用智能电表的价格挺便宜的，比如：品牌:ELECALL型号:DDS2015的家用智能电表价格为50元，我家也是在用这个电表非常实用而且很准确，质量真的不错！用这种电表的优点是1、智能电表与普通电表的最大区别就是更准了你将来交的电费更多了2、价格应该包含在价格里了不应该另外收费了。电表的资产是供电公司，以前还收表押金，现在全取消了，所以这笔费用不应该收
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酒店小冰箱插上电没反应，用数字万用表查进线电源正常，是什么原因请指教一下谢谢老师了？冰箱里面指示灯不亮请指教一下谢谢老师了？
我有更好的答案
看一下右侧温控器，是否正常。
非常感谢，多谢指教！
气温低，有低温补偿开关么，然后将温控调到最大数字处看下。
什么开关都没有多谢指教！
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新智能电表如何查询用电量？
新电表显示的是金额和用过的电量。金额剩余多少，只要用剩余金额除以0.4883，既可以知道还剩多少度电量了。另外一个不是剩余金额，是已用电量。
我有更好的答案
一、新智能电表智能电表是智能电网的智能终端，它已经不是传统意义上的电能表，智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用它还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能，智能电表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向。主要功能1、预付费功能：预收电费，剩余电量为零时自动拉闸断电。2、合闸拉闸方式：内附开关和外附控电开关两种规格。3、记忆功能：断电情况下表内数据可保存10年。4、显示功能：双显示，计度器显示累计用电量，LED显示器显示剩余电量及其它信息。5、能够检测出普通电表无法检测的流量（例如插座、接线板等等）。准确计费。6、智能调价模式可以针对用电过多的用户进行智能调价，以达到节能减排的作用。二、新智能电表电量查询：预付费电表显示器通常不亮，如果用户需要检查剩余电量，可以将IC卡插入电表，则显示F1购买电量显示零、F2剩余电量，拔卡显示熄灭。插入IC卡依次显示总购电量、购电次数、上次购电量、累计用电量、剩余电量。用户每次将IC卡插入预付费电表，电表都将用户用电情况全部返写在IC卡上，用户下次购电时，售电管理系统读取IC卡数据汇总并检查用户是否合法用电。用电检查人员也可以使用检查卡，检查用户用电情况。
采纳率：78%
来自团队：
新电表显示的是金额和用过的电量。金额剩余多少，只要用剩余金额除以0.4883，既可以知道还剩多少度电量了。另外一个不是剩余金额，是已用电量。
本回答被提问者采纳
依次显示日期》时间》总用电量》峰电量》谷电量。
比如:25:25》》45.。
这是啥啊？好想你哦，贾忠良你是个坏蛋
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电能表精度什么意思（文档4篇）
以下是网友分享的关于电能表精度什么意思的资料4篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
电能表精度等级的区别 电能表, 精度, 等级 强制性国家标准GB《用能单位能源计量器具配备和管理通则》第4.3.8 条讲“用能单位的能源计量器具准确度等级应满足表4的要求”。表4规定了进出用能单位有功交流电能计量配备的电能表，I类用户为准确度等级0.5S级，II类用户为准确度等级0.5级。请问0.5S级和0.5级的区别是什么, 收藏 分享
13:27 | 只看该作者 aux8180 回复 1# 规矩湾锦苑 的帖子 0.5s 级的精度比0.5级高。带S的是特殊电流互感器，要求在1,,120,负荷范围 内精度足够高，一般取5个负荷点测量其误差小于规定的范围 中级会员
o chuxp: 认同观点金币 + 1 TOP #规矩湾锦苑 3 发表于
23:46 | 只看该作者 能否再说详细点，“要求在1,,120,负荷范围内精度足够高”，高到什么程度,“一般取5个负荷点测量其误差小于规定的范围”，5个负荷点是哪,个,小于规定的范围，规定范围是什么,谢谢～
版主TOP # 4chuxp 发表于
13:01 | 只看该作者 2楼正解。精度高指S型能在更宽的电流范围内保证准确度，主要指下限电流。 一般的要求在0.02In~Imax范围内检测误差，见GB/T1; 而S型的则要求在0.01In~Imax范围内检测误差，见GB 0.2s0.5s 交流静止式有功电度表。 目前国家标准中只规定了检测范围，并未指定具体负荷电流点。最近正在起草国家 的电能表型式评价大纲，规定大约如下: 平衡负载 1: Imax, In, 0.5In, 0.05In, 0.01In 资深会员 0.5L和0.8C : Imax, In, 0.5In, 0.1In, 0.02In 不平衡负载 1 Imax, In, 0.5In, 0.05In 0.5L Imax, In, 0.5In, 0.1In TOP # 5
13:03 | 只看该作者 发表于我对0.5S的理解 张艳 针对这个“S”，我专门请教过电表生产厂家的技术人员，他们竟然也说不清楚;在一次上述标准的培训时，我又问过培训老师，他说，带S的精确度比不带S的高，也就是每一点的准确度都是0.5级。按我的理解:0.5级，因为仪表是用最大引用误差来表示的仪表准确度，也就是用满量程*0.5%来表示整块表的每一点误差，那么，实际上，在小量程时仪表的误差有可能是很大的一个值，这也是要求仪表检测时，常用量程要用到满量程的2/3左右的最好的原因。而0.5S是要求每一点的相对误差 都要在0.5级，即每一点的绝对误差与这一点的测量范围的比值要达到0.5%，而不是每一点的绝对误差与满量程的比值达到0.5%。前者就是0.5S级，后者就是0.5资深会员 级。 如果不对，还请各位指教。
[这个贴子的内容错了，请看Chuxp的回复～]
[ 本帖最后由 张艳 于
12:51 编辑 ] 张儿 TOP #6 chuxp 发表于
16:02 | 只看该作者5楼的观点不对 关于互感器和电能表的"S"级准确度: 按GB/T 17883的注解:IEC 60185对测量范围在0.05In,1.2 In或0.05In,1.5 In 或0.05In,2 In的互感器以及准确度等级为0.2S和0.5S测量范围在0.01In,1.2 In的互感器给予了规定。当电能表与所连接互感器的测量范围必须是相同的，且只有资深会员 等级为0.2S和0.5S的互感器具有本标准中工作仪表的准确度要求时，仪表的测量范围才能是0.01In,1.2 In。 注意S型互感器的特点:测量范围在0.01In,1.2 In 这里S是英文special(特殊)的意思。0.2S代表特殊用途的电流互感器的精度标准，这个特殊用途就是与0.2S的电能表配套。 TOP #规矩湾锦苑 7发表于
18:09 | 只看该作者 谢谢各位的指教。不过，恕我不恭，因为科学问题掺不得沙子，现在两种意见，仍然不知道哪种意见是正解。张艳老师说不带S的精度等级是用引用误差划分的，带S的精度等级是用相对误差划分的，能否指明有没有标准的依据。chuxp老师能否提供GB/T 17883标准。
TOP #chuxp 8发表于
09:16 | 只看该作者 不能在标准区上传，我给放在上传区了:
TOP #9 规矩湾锦苑 发表于
13:51 | 只看该作者回复 8# chuxp 的帖子 太感谢了～
根据您提供的标准GB《0.2 S级和0. 5s级静止式交流有功电度表》 第3.5.5条术语等级指数的定义为”仪表在本标准所定义的参比条件(包括参比值的允差)下测试，在0.0 5In,Imax间的全部电流值上，功率因数为t(三相仪表为平衡负版主 载)时规定的允许百分数误差极限的数字。注:本标准中仪表按其等级指数分为0.2S级和0.5s级。“及第3.5.6条术语 百分数误差的定义”百分数误差由下式给出:百分 数误差=〔(仪表记录的电能一真值电能)?真值电能〕X 100,”。显然仪表记录的电能就是测得值，真值电能则可以用约定真值代替，如标准表显示的值。
根据JJG307-2006《机电式交流电能表检定规程》第5.2.4.5条b)款用标准电 能表法检定电能表，电能表的等级也是按相对误差来评定的，其计算公式是:相对误差γ,〔(m0,m)/m]x×100,。其中m0是算定脉冲数(约定真值)，m是实测脉冲数(测得值)。说明精度等级数字后加不加S没有任何根本性区别。
那么GB17167为什么有0.5级和0.5S级呢, TOP # 10发表于
14:31 | 只看该作者 就误差定义而言，S级与普通级别无任何差异。 S级互感器和电能表与普通级别相比，惟一差别是下限电流更低。主要是互感器决定的，一般保证准确度的范围是额定量限的5%~120%，而S级可达到1%~120%。chuxp 请注意电能表的准确度要求，通常在电流的下限处予以放宽，也就是小电流时误差要大一些。这在电能计量中就产生问题了，比如大型变电站，通常夜间负荷很低，资深会员 实际上电能表经常工作在小电流状态，导致计量误差增加，而这些变电站实际涉及的电费绝对数额却很高，很小的计量误差可能对应较大的电费金额。因此对于负荷 大的用户要求采用S级仪表，主要就是为了减少这些大用户的电费计量误差。 17167 要求I类用户(I类用户为月平均用电量500万kWh及以上或变压器容量为10000kVA及以上的高压计费用户)选0.5S级，II类用户(II类用户为小于I类用户用电量(或变压器容量)但月平均用电量100万kWh及以上或变压器容量为2000kVA及以上的高压计费用户)选0.5级就是基于这个考虑。 TOP # 11发表于
15:46 | 只看该作者 规矩湾锦苑 回复 10# chuxp 的帖子 版主 哦，我明白了:
为了避免电能表工作在小电流状态时导致计量误差增加，使很小的计量误差产生较大的电费金额，因此对于负荷大的用户要求采用0.5S级仪表，主要就是为了减少这些大用户的电费计量误差。带S和不带S的主要区别就在于当处于电流的下限 时，一般等级(0.5级的)保证准确度的范围是额定量限的5%，而S级(0.5S级的)保证准确度的范围可达额定量限的1%。另外，由于?类和?类用户都是大用户，因此都要使用传感器。我又认真仔细地研读了GB17883和JJG307-2006。GB1.1条的表10规定了0.01In?I?0.05In时，仪表百分数误差极限??1.0%;0.05In?I?Imax时，仪表百分数误差极限??0.5%。而JJG307-2006的第A5.3.1条表A2“经互感器接入的电能表”对应栏目规定了0.02In时，仪表百分数误差极限??1.0%;0.05In?I?Imax时，仪表百分数误差极限??0.5%。也就是说当处于?0.05In的量限时，0.5级和0.5S级没有任何区别。唯一差别就是JJG307-2006对In,0.05In的量限只规定了0.02In一个点的要求，对于,0.02In和0.02In,0.05In的量限均未作规定，实际上就是对0.05In以下的量限放宽了要求。从而验证了你的说法是正确的，有依据的。
再次感谢你的指教，使我终于弄明白了这个一直困扰我的问题。我这样子理解不错吧, 1 评分人数 o chuxp: 认同观点金币 + 1 TOP #soweak 12发表于
12:07 | 只看该作者 不是吧，307对应感应表，电子式电能表不适用。而17883只针对电子式电能表。就电能表制造标准而言，只有感应表存在0.5级的说法，而电子表目前只有0.5S级的说法。不过GB中的确提到0.5及0.5S级，应该也并不区分感应表和电子表，这的确存在一定矛盾。据说，国家检定系统表有可能取消0.5级的说法， 就是为了与现行的国家标准匹配，不引起歧义。而在欧洲国家，电能表的等级趋向新手 于用A、B、C、D来表示了，国际法制计量组织也在起草新的国际建议，估计是沿用欧洲的模式。等成稿后，国内的规程等法制文件可能要跟着改。
TOP # 13张艳 发表于
12:48 | 只看该作者 感谢规矩湾锦苑与chuxp等量友关于电能表准确度等级0.5S中的S的探讨，我也仔细看了看标准，至少我知道电能表的准确度等级是用相对误差来表示的，而且其误差的计算范围可能是(0.01-1.2)额定电流。以前从未接触过电学方面的计量问题，所以才向几位培训老师特意请教了，结果还是没搞清楚。不用说隔行如隔山了，跨一个专业都会差这么多，真的是不再敢妄言了。又学到了点电学方面的知识～谢 谢～ 资深会员 [ 本帖最后由 张艳 于
12:52 编辑 ] 张儿 TOP #14 chuxp 发表于
10:14 | 只看该作者 原帖由 soweak 于
12:07 发表不是吧，307对应感应表，电子式电能表不适用。而17883只针对电子式电能表。就电能表制造标准而言，只有感应表存在0.5级的说法，而电子表目前只有0.5S级的说法。不过GB中的确提到0.5及0.5S级，应该也并不区分感应表和 ...
赞同～ 实际上国家新的电能检定系统里已经取消S级的规定了。欧洲的那个MID还是粗资深会员 了一些，和OIML的IR46差别很大，今后采用IR46的可能性大。不过中国并不同意当前版本的IR46，上次投了反对票～主要考虑是其不区分机械和电子表的区别， 统一规定技术要求，若颁布实施，对我国目前大量存在的机械表生产厂商不利。
智能电表的准确度是如何规定的?
智能电表精度误差都有相关国家标准规定。 电表在各生产厂家以及各省市计量中心(归属国家电网的)都会经过精度的检测。 比如说常见的0.2S，0.5S级标准。0.2、0.5是准确度等级是指符合一定的计量要求，使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别、级别，偏差不超过?0.2、?0.5%。S是英文special的缩写，译为特殊，S代表特殊用途电能表的精度标准。这里特殊的意思是指电流互感器需与相应的计量表计配套使用，当电能表与所连接互感器的测量范围相同时，仪表在通过额定电流1%,120%之间的某一电流时均能准确测量。
S级电能表(或电流互感器)与非S级电能表(或电流互感器)的主要区别在于对轻负载计量准确度要求不同。非S级电能表(或电流互感器)在5%Ib(标定电流)以下没有误差要求，而S级电能表(或电流互感器)在1%Ib即有误差要求，提高了电能表(或电流互感器)轻负载的计量特性，即S级电能表(或电流互感器)在1%Ib~120%Ib范围内都能保持在规定的误差之内正确计量。
小负荷时，S级比非S级有更高的测量精度，主要用于变动范围比较大的负荷。由于S级电流互感器制造技术成熟，工艺较为简单，价格便宜;所以非S级电流互感器已不允许再用于电能的计量。
数量较多的小型企业，绝大部分白天生产，晚上休息。白天生产时，用电负荷在计量装置正常工作范围之内，可到了晚上，只有少量的照明负荷，电能计量装置运行在轻载非正常工作状态，误差增大。所以必须使用S级电流互感器，以提高计量的精度，保证供电企业和电力用户电能计量这个“秤”的公平、公正。电力装置的电测量仪表装置设计规范 GBJ63,90 第二节 电能计量装置的精确度等级
第3.2.1条 有功电度表的精确度等级，应按下列要求选择:
一、月平均用电量1×106kW?h及以上的电力用户电能计量点，应采用0.5级的有功电度表。
二、下列电力装置回路，应采用1.0级的有功电度表:
2(主变压器;
3(需考核有功电量平衡的送配电线路;
4(火力发电厂中，厂用电的总计量点;
5(月平均用电量小于1×106kW?h，在315kVA及以上的变压器高压侧计费的电力用户电能计量点。
三、下列电力装置回路，应采用2.0级的有功电度表:
(在315kVA以下的变压器低压侧计费的电力用户电能计量点; 1
2(75kW及以上的电动机;
3(仅作为企业内部技术经济考核而不计费的线路和电力装置回路。
第3.2.2条 无功电度表的精确度等级，应按下列要求选择:
一、下列电力装置回路，应采用2.0级的无功电度表:
2(主变压器;
3(并联电力电容器组;
4(在315kVA及以上的变压器高压侧计费的电力用户电能计量点;
5(电力系统中，需考核技术经济指标的送配电线路。二、下列电力装置回路，应采用3.0级的无功电度表:
1(在315kVA以下的变压器低压侧计费的电力用户电能计量点;
2(仅作为企业内部技术经济考核而不计费的电力用户电能计量点。第二篇
标志A表示电能表使用的外界环境温度应为0～ 40℃，相对温度应为95%；A1表示环境温度为0～ 40℃，相对湿度为85%，B表示环境湿度为-10～50℃，相对湿度为95%，B1表示环境温度为-10～ 50℃，相对湿度为85%。当环境温度改变时，电能表的制动磁通和电压、电流工作磁通及其相位角￠都发生改变，从而引起附加误差。如当温度升高时，制动磁通减少，制动力矩随之减小，电能表转速加快，同时电能表转盘电阻增大，电流工作磁通与总电流间的夹角减小，总电流的激磁分量与相应磁通皆增大，使电能表转速变快；而且，电压工作磁通的这部分磁路磁阻随之减小，使电压工作磁通增加，电能表转速变快，以上三者作用都产生正的温度附加误第三篇
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标签： |字号大中小 订阅1）月平均用电量100万千瓦时及以上或变压器为2000KVA及以上的计费用户可选择0.5级有功电能表，2.0级无功电能表；2）月用电量10万千瓦时及以上或或变压器315KVA及以上的用户可选择1.0有功电能表，2.0无功电能表；3）月用电量10万千瓦时以下或变压器315KVA及以下的高压计费用户，省内地区电网之间的联络线、考核有功电量平衡的110KV以上送电线路，负荷容量315KVA以上的低压计费的用户可选1.0级有功电能表，2.0级无功电能表；4）作企业经级技术指标内部分析、考核用的高、低压线路，负荷容量315KVA以下的低压计费用户可选2.0级有功电能表，3.0级无功电能表；第四篇
目 录 第一章 绪论 ....................................... 11.1研究背景和现状 .................................. 11.2本文研究的对象 .................................. 21.3本文的主要工作 .................................. 3第二章 总体设计方案 ............................... 52.1嵌入式系统设计的具体方法 . ........................ 52.1.1嵌入式系统协同设计技术 ........................ 52.1.2系统设计原则及扩展性 .......................... 62.2总体结构及性能 .................................. 72.2.1主要功能 ..................................... 82.2.2主要技术指标 ................................. 9第三章 三相电子式多功能电能表的硬件设计 .......... 113.1供电单元....................................... 113.2采集单元....................................... 133.2.1 ATT7022B的芯片特性 .......................... 143.2.2 ATT7022B的功能简介 .......................... 143.2.3 ATT7022B的内部结构 .......................... 153.2.4采集单元电路图............................... 153.3 CPU 单元 ....................................... 163.3.1 MSP430F449特点 . ............................. 173.3.2 MSP430F449资源分配 .......................... 183.3.3 CPU单元电路设计 ............................. 203.4存储单元....................................... 213.5时钟单元....................................... 223.5.1时钟芯片 .................................... 223.5.2时钟供电电路 ................................ 233.5.3时钟单元的电路图 ............................. 233.6通讯单元....................................... 243.6.1红外通讯 .................................... 243.6.2 RS485通讯 .................................. 263.6.3 RS232通讯 .................................. 273.6.4无线通讯 .................................... 283.7显示单元....................................... 293.7.1示段划分 .................................... 293.7.2参数要求 .................................... 293.8其它单元....................................... 303.8.1负荷报警单元 ................................ 303.8.2抄表单元 .................................... 30第四章 三相电子式多功能电能表的软件设计 ......... 334.1 EW430嵌入式开发系统 .......................... 334.2软件整体结构 .................................. 344.2.1系统初始化 .................................. 364.2.2主任务的实现 ................................. 374.3数据采集....................................... 38第五章 总结和展望 . ................................ 40 参考文献 . .......................................... 41 致谢 . .............................................. 42 附录 . .............................................. 43 第一章 绪论1.1研究背景和现状近几年，国内电力供应严重不足已经成为制约国民经济发展的瓶颈之一，如何合理、有效地利用电力资源已经成为电力市场供需双方共同关注的焦点，而准确高效地进行电能计量，更好的利用能源为广大人民服务，就需要精度更高、功能更强的计量工具，因而集多参数测量、电能计量、分析、控制等功能的多功能电能表正在应市场的需求而快速发展。三相电子式多功能电能表主要用在大、中、小型工厂和车间、商厦宾馆、机关、学校的配电室及乡、镇、村和城市住宅小区，几乎包括所有企、事业单位用户和其他集体用户。目前，我国三相电能表现有挂表量约3000万台，且呈逐年增长态势。按每年安装新型表、新增表和更换到期旧表约为三相表挂表总数的10～15％来计算，三相电子式电能表的年均需求量约为300～450万台。2003年，国家发展改革委出台了《关于运用价格杠杆调节电力供求促进合理用电有关问题的通知》，在保持电价总水平基本稳定的前提下，大力推行峰谷分时计电价，鼓励用户合理移峰用电。同时，要求完善两部制电价制度，扩大多功能表应用范围。此政策的出台，为多费率和多功能电能表带来了广阔的市场空间。当年，三相多费率和多功能表产量达60万台，2004年又同比增加30％。可以说，对多功能表的需求是超常规性快速增长。随着中国电力系统的电量计量自动化的推广以及大用户抄表的普及，当每套电量计量自动化系统的实施或升级发生时，就会造就少者几千台多者数万台的高压三相电子式多功能电能表的需求。当每套大用户抄表系统的实施，就会造就上万台GPRS 或CDMA 通讯方式的低压三相电子式多功能电能表的需求。我国在电能计量方面起步较晚，这主要受我国的电力发展进程影响。但进入上世纪八十年，我国的电力发展进入高速期，特别是在上世纪末我国的装机容量已达到世界前列。在我国的电力高速发展的过程中，电能计量技术也经过了以下三个阶段发展。第一阶段：20世纪50～70年代，基于电磁原理的交流感应式电能表。由于其机械结构和电磁结构的不稳定性和复杂性，一般来说精度较低，稳定性较差，特别是其机械结构的轴承在长时间运行的条件下，对精度影响极大，误差很容易发生变化。另外启动电流大，过载能力小，功耗大也是其难以克服的缺点。第二阶段：20世纪80年代，随着电子技术的发展，同时电力设备的智能化不断推进。就出现了交流感应式计量原理和电子技术相结合的机电一体的电能表。此种表是在普通感应式电能表的基础上经不断的改进和实践，运用新技术、新材料，特别是选用材料上有较大的改进。轴承选用石磨衬套的磁推轴承，改进了轴承磨损对精度的影响。同时增加了电子部分，实现了和智能设备通讯和复费率功能。第三阶段：20世纪90年代，全电子式多功能电能表。主要解决了机械式电能表摩擦力的问题，提高了灵敏度，很微小的负荷均能准确计量出来。同时电子式多功能电能表在防窃电问题和同智能设备通讯等方面有了本质的提高。全电子式多功能电能表在电能信号的采集方面也经过了两个阶段的发展。即采用霍尔效应乘法器、平方差法乘法器、热电变换型乘法器、三角波平均乘法器、时分割乘法器等模拟乘法器计算电能的方法，该种计量方法的精度受元器件的参数影响较大，所计量的电能参量有限。随着A ／D 转换器技术的法展，其采样精度和速度的不断提高，电能计量的理论算法不断出现。通过对交流模拟量进行高速采样，将其转换为数字量及进行数字运算。通过单片的强大的计算和控制功能，很容易实现模拟乘法器计量方法难以实现的功能。这种采集方法可以将原有的多块表的功能由一块表实现，同时电能的计量精度和过载能力也得到了较大的提高脚。目前，预付费表受到政策的限制，而电力载波集中抄表由于技术不成熟，都很难大规模推广。在电力部门推行分时计费、实施削峰填谷、实现电力资源优化分配的政策引导下，经过电表厂家多年技术推广应用，逐步形成如下两大设计方案的三相电子式多功能电能表：方案一：采用三相电能计量芯片+MCU的方法实现。三相电能计量芯片包含高精度∑一?A ／D 宽范围、高精度，片上接口可直接与微分电流互感器连接，通过MCu 把测量的到的各种电参数从芯片中读取出来，然后在了LED 或液晶界面上显示出来。方案--：采用专用∑一△A／D+DSP+MCU的方法实现。DSP 控制∑一?A ／D 实现数据采集，电参数的采集计算，MCU 实现数据的交换、显示、存储等功能。1.2本文研究的对象随着计算机技术和通讯技术的不断发展，电量计量自动化技术得到了长足的发展。面向省级和地级的电量计量自动化系统得到了推广。电量计量自动化系要求采用分层、分布、开放型结构，需充分考虑了系统功能的全面性、实用性，实现对电能量数据进行自动采集、远传和存储、预处理、统计分析，以支持电力市场的运营、电费结算、辅助服务费用结算和经济补偿计算等功能。在与其它系统(如DMs ／scADA ／EMs ／MIs 等) 的集成基础上，构建电力企业电能数据应用平台，充分挖掘使_Hj电能基础数据，实现全网、分级、分压、分线、分区等不同类别、全方位的线损电量的统计和分析，从而达到提高线损管理工作效率和管理科学化的目的，同时为电网商业化运营提供决策依据。电景讣最白动化系统构成时要求采用全面的跨、F 台解决方案，设计时充分考虑了对硬件平台和软件平台的多样性兼容。系统计算机网络采用全分布式体系结构，与MIS 等系统的通信通过WEB 服务器节点实现多个LAN 之间的互连，并配置物理隔离设备以保证系统内网的安全性；独立的数据采集网保证主网的安全性和采集的高效率；业务、维护、应用工作站分配到系统的各个网络节点上，各个功能模块跨平台设计充分保证了系统的可扩充性。系统对变电站的三相电子式多功能电能表数据的采集是通过变电站用的集中器实现。电量计量自动化系统网络拓扑图如图1-l 所示。1-1 电量计量系统化网咯拓扑图本文研究的重点就是根据市场的需求设计开发一款新的三相电于式多功能电能表，使其不但可实现常规电量参数的测量，四象限电能的计量，复费率电能的计量．最大需量的计量，多种选择的通讯方式．掉电、断相、失压、无负荷、断流、电压电流不对称／不平衡、过压、欠压、逆向序等SOE 事件纪录功能：而且要有撒瞽、仪表白检等功能。同时可满足用户对踌窃电、电网谐波含量测量等新的要求。使该产品可以应用到某些特殊用户或特殊群体．如涉及冲击负荷的冶炼企业、电气化铁路以及采用大功率整流设备的产业。1.3本文的主要工作本文提出了一种新的三相电子式多功能电能表的整体技术方案设计。本人具体负责该表的总体结构部分、硬件电路和功能指标等部分设计。(1)采用了嵌入式系统软硬件协同的设计方法，设计了基于专业电能计量芯片ATT7022B 和单片机MSP430F449系统的基本功能和结构组成。合理的分配了MSP430F449资源，以完成设计中的功能。(2)硬件电路方面，在线路设计上充分考虑电路的电磁兼容性。设计了一种更为可靠的电能表供电电源，提高了抗雷击能力。并提出了采用串行EEPROM 存储数据，以便达到简洁、安全的目的。在电子式电能表特别关键的通讯单元，设计了红外通讯、RS485通讯、RS232通讯、无线通讯等多种通讯方式。另外还设计了负荷报警电路和各个功能模块的双电源供电电路。(3)软件方面，采用了EW430嵌入式开发系统，本系统的软件设计遵循了结构化、模块化、自顶向下、逐步细化的编程思想，使电表的稳定性和可靠性有了很大的提高和改进。 第二章 总体设计方案2.1嵌入式系统设计的具体方法通常在单片机系统的开发应用中，是按照瀑布式开发流程进行的。其工作模式简单，任务的划分协调及人员安排、物质材料的分配管理都比较容易。开发过程为从硬件到软件的流水线式进行。传统的嵌入式系统设计方法，不同于瀑布式开发过程，它是将开发任务分为硬件和软件两个独立的部分，即硬件工程师和软件工程师按照拟定的设计流程分别完成。其开发过程为一种并行的工作方式，又称之为V 模式开发过程。传统的嵌入式系统开发采用的是软件开发与硬件开发分离的方式。虽然也可以改进硬件软件性能，但由于这种改进是各自独立进行的，不一定使系统的综合性能达到最佳。虽然在系统设计的初始阶段考虑了软硬件接口问题，但由于软硬件分别开发，各自部分的修改和缺陷很容易导致系统集成出现错误。由于设计方法的限制，这些错误不但难于定位，而且更重要的是，对于他们的修改往往会涉及整个软件结构或硬件配置的改动。显然，这是灾难性的。传统的设计方法只能改善硬件、软件各自的性能，而有限的设计空间不可能对系统做出较好的性能综合优化。20世纪90年代，国外有些学者提出“这种传统的设计方法，只是早期计算机技术落后的产物，它不能求出适合于某个专用系统的最佳计算机应用系统的解”。因为，从理论上来说：每一个应用系统，都存在一个适合于该系统的硬件、软件功能的最佳组合，如何从应有系统需求出发，依据一定的指导原则和分配算法对硬件、软件功能进行分析及合理的划分，从而使系统的整体性能、运行时间，能量损耗、存储能量达到最佳状态，已成为硬件、软件协同设计的一个重要的研究内容之一。2.1.1嵌入式系统协同设计技术为了避免上述问题，一种新的开发方式应运而生一硬件、软件协同设计方法。一个典型的硬件、软件的系统设计过程如图2-1所示。首先，应用独立于任何硬件和软件的功能性规格方法对系统进行描述，采用的方法包括有限自动机(FSM)、统一化的规格语言(CSP、VHDL) 或其它基于图形的表示工具，其作用是对硬件／软件的统一表示，便于功能的划分和综合；然后，在此基础上对硬件、软件的功能模块进行分配。但这种功能分配不是随意的，而是从系统功能要求和限制条件出发，依据算法进行的嘲。完成硬件、软件功能划分之后，需要对划分的结果做出评估。方法之一是性能评估，；另一种方法是对硬件、软件综合之后的系统依据指令级评价参数做出评估。如果评估结构不满足要求，说明划分方案选择不合理，需要重新划分硬件、软件模块；一直重复直到知道系统获得一个满意的硬件、软件实现为止。图2-1 嵌入式系统软硬件协同设计方案 这种设计方法的特点在协同设计、协同测试和协同验证上，充分考虑了软件硬件的关系，并在设计的每个层次上给以测试验证，使得尽早发现和解决问题，避免灾难性错误出现，。系统协同设计与传统设计相比有两个显著的区别：(1)描述硬件和软件使用统一的表示形势。(2)硬件和软件的划分可以选择多种方案，直到满足要求。显然，这种设计方法对于具体应用系统而言，容易获得满足综合性能指标的最佳解决方案。2.1.2系统设计原则及扩展性具体在硬件功能模块的设计中，为了使设计更合理，确保测量精度，以获得最佳的设计效果，应注意以下几个设计原则：（1）用最新或功能更完善的芯片。功能强的芯片能够达到更高的精度和可靠性，以简化设计电路，使系统的精度和可靠性得到了保证。通过选用高性能的接口控制芯片，提高了系统的可靠性，并使设计留有余地，为以后的升级提供了方便。(2)电路设计上应留有余地，以考虑将来扩展和修改的需要。因为软件的升级比硬件要方便得多，而且往往只要修改或添加软件中数据处理的模式或算法，就可以大幅度地提高系统的性能。因此，应该在硬件设计时尽可能地留有余地，以便将来的修改和扩充。(3)以软件代硬件。原则上，在实时性允许的条件下，能够用软件完成的功能，就不用硬件，这样部既节省了成本，而且也提高了系统的可靠性。(4)选用HCOMS 工艺的芯片。考虑到三相电子式多功能电能表应用的工业现场环境非常苛刻，所以尽量采用HCOMS 工艺的芯片，有利于降低自身发热，同时降低整机功耗，增加产品无故障使用时间。2.2总体结构及性能 图2-2 三相电子式多功能电能表的前面板三相电子式多功能电能表采用传统的壁挂式结构。信号线从表的下方进入，按键和显示在表壳的正面，如图2-2所示。整表设计采用三块电路板，分别为电源板、CPU 板以及LCD 液晶显示板。电源板主要实现整表的所需电源的提供和强电和弱点信号的变换，LCD 板主要实现表的各种数据和参数的显示以及红外通讯功能，CPU 板主要实现数据采集、计算、存储以及数据通讯。三相电子式多功能电能表设计方式主要有专用芯片、交流采样两种：利用专用芯片设计的电能表，推出的时间快，成本低，功耗低，产品可靠，但功能受到一定的限制。而利用A ／D 进行交流采样实现电能采集的电能表，功能多，灵活，但推出的时间长，但对CPU 的运算要求速度高，功耗大。本方案的电能表采用专用芯片，并且0.5S 级和1.OS 级所有硬件是相同的。各相电压经过电阻分压，各相电流经过CT 送入专用电能芯片，经内部A ／D 转换和运算处理后，计算出相应的电能、电压、电流等数据，由MCU 读取数据，经过计算整理和分时处理，得到各费率的正反向有功、无功等数据，送到显示、通讯、报警、脉冲输出等控制单元。该表主要由电源及管理单元、采集单元、控制单元、显示单元、通讯单元、存储单元、时钟单元、其它单元等几部分构成。其原理框图如图2—3所示。Ia Ib Ic Ua Ub Uc 图2-3 三相多功能电子表的原理框2.2.1主要功能(1)计量功能：可计量并记录当前和前二个月的正向有功、反向有功、正向无功、反向无功及四象限无功的电能和最大需量。可计量视在电能，可计量A 、B 、C 三相的电压、电流、有功功率、无功功率、相角和功率因数，总的有功功率、无功功率和功率因数以及电网频率等。(2)分时功能：内部实时时钟，具有百年时钟，闰年自动转换，可实现分时记录各个电能及最大需量。具有12种费率、10个日时段、12个日时段表、12个时区及12个公共假日。还具有网络对时功能。(3)监控功能：可记录最近一次编程时间、最近一次最大需量清零时间，编程次数，最大需量清零次数，电池工作时间等数据。有逆相序及电池电压低提示。可记录A 、B 、C 各相及总的断相次数，断相累计时间，最近一次断相的起始和结束时刻。可记录最近8次的停电及上电时刻。可记录总失压次数，失压时间累计值，最近8次失压故障的失压相别，起始及恢复时刻，未失压相的有功，无功总电能。可记录总失流次数，失流时间累计值，最近8次失流故障的失流及相别，起始及恢复时刻，未失流相的有功，无功总电能。可记录负荷代表日的00：00—24:00小时的正反向有功无功电能。可记录当前和前二个月的电压合格率情况。可冻结并记录自动抄表日的电能数据。(4)通讯功能：具有1路光隔离485接口，1路光隔离485／232复用接口或1路红外通讯接口。通过通讯口可完成设置编程和抄表。(5)显示功能：可通过LCD 显示各种参数和数据。可实现轮显。轮显的参数、时间可设置。(6)设置功能：具有设置禁止功能和电能数据清零、需量清零功能。(7)输出功能：具有普通发光二极管输出指示，可用于电表校准和工作指示。具有有功及无功测试脉冲输出。RS485输出用于连接采集器、集中器或其他智能终端。RS232用于连接MODEM 和主站直接通讯。具有正向有功、无功，反向有功、无功远动脉冲输出。具有超负荷报警输出和故障跳闸输出。(8)停电抄表功能：停电情况下由内部停电抄表电池供电，通过键显按钮或 红外通讯口进行抄表，分非接触式遥控唤醒和手动唤醒。(9)自检功能：上电自检，检查主要芯片和EEPROM 中电能数据的有效性、校表参数的有效性，出错信息由液晶代码指示。(10)负荷曲线记录功能：“负荷曲线记录模式’’，“负荷曲线记录起始时间" 可设，根据选定的模式记录数据内容。(11)通讯协议：以《DL ／T645多功能电能通讯协议》为基础，并根据需要进行相应的扩充。2.2.2主要技术指标参照三相电子式多功能电能表的计量相关标准和运行环境，提出三相电子式多功能电能表的主要技术指标，见表2-1。表2-1 三相电子式多功能电能表的主要技术指标 第三章 三相电子式多功能电能表的硬件设计3.1供电单元根据电能表安装的位置不同，对电能表的电压输入范围也有不同的要求。可分为57.7V 、l00V 、220V 三种。而对57.7V 、220V 这两种输入范围的电源要求电源的输入范围至少为标称值的80％—190％。三相电子式多功能电能表的供电电源一般可分为线性电源和开关电源。线性电源输入范围窄，效率低，体积大，但成本低，设计简单。开关电源输入范围宽，效率高，体积小，但成本高，设计难度大。本系统采用开关电源。供电单元主要有电压取样电路、电流保护电路、三级防雷保护电路、三相整流电路、专利电路、开关电路、3.3V 输出、5V 输出、隔离5V 输出组成，如图3-1所示。 图3-1 供电单元组成图设计上考虑CPU 板的通用性以及减少库存半成品的种类，电源板输出到CPU 板的采样电压统一设计为18V 。三相电子式多功能电能表要承受4000V 浪涌的电磁兼容试验，6000V 冲击绝缘耐压试验。因每个电阻可承受500V 电压，因此电压取样电路采用八个RJ24金属氧化膜电阻，通过分压的方法将电压降到18V ，采用两个30V 稳压关在18V 处进行过电压保护，如图3—2所示。不同电压等级的多功能电能表选用不同阻值的电阻，三相三线电表，不焊B 相的电阻，将Ub 接到Un 上即可。电流取样电路主要是电流保护，采用IN5819对地保护。三相电子式多功能电能表应用的低压环境比较恶劣，特别是在雷区和大用户端，雷击经常把压敏电阻击穿，造成电源毁坏。三相电子式多功能电能表通过采用线绕大功率电阻、保险丝、Y 电容、压敏电阻、电感等器件组成三级防雷电路。采用八个1200V 高压二极管组成整流电路，取代整流桥，将交流转换成直流，提高了三相电子式多功能电能表的电源防浪涌的能力和可靠性。 图3-2 电压取样电路开关电源芯片采用TOP232P ，TOP232P 是TOPSwitch--FX 系列一种，该芯片采用改进的TOPSwitch 技术制造而成。它把高压功率MOSFET 管、P 删控制、保护及其它控制功能集成到了一个CMOS 芯片中。TOP232另加了两个引脚，第一个是多功能(M)引脚，它能执行可编程线性ov ／uv 关闭及利用线性电压提供线性反馈并减少DCmax(最大占空比) ，该脚还可以用来在外部准确地设置限流值，在任何一种情况下都可以用作远程ON ／OFF 控制或者使振荡器与外部较低频率的信号同步；第二个是频率(F)引脚，它只出现在Y 类封装中，可用于在接到引脚控制(C)时提供半频率选择。将该脚接到源极(S)引脚时不发挥效能，这一特点可使系统工作于三端TOPSwitch 态，同时具有多种优良性能：如软启动、周期跳跃、130kHz 的转换频率、频率跳变、更宽的DCmax 和滞后热关断等。另外，它与TOPSwitch--II 系列比起来，所有的关键参数如频率、电流范围、PWM 增益等等都具有更好的温度性能及抗干扰能力。更高的限流精度和更大的OCmax 使得TOPSwitch--FX 设备的输出功率与ToPSwitch 一Ⅱ比起来，在相同情况下可提高lO ％～15％[8][9]。TOP232的主要特点如下：(1)可减少外围器件的耗费；(2)全集成的软启动功能可最大限度地减少功率器件的电压电流应力；(3)可以由用户设置精确的限流值；(4)可获得最大的占空比；(5)具有线性限压检测：无关断尖峰干扰；(6)超出波动范围时可实现线性过压关断；(7)用单电阻设置OV ／UV 门限；(8)频率跳变时可减少EMI 及EMI 滤波损耗；(9)可调至零负载；(10)130kHz的频率减少了变换器／供电电源的尺寸；(11)具有自动恢复的滞后热关断功能；(12)具有大幅度的温度滞后，可防止印制电路板过热；(13)有主控开和主控关的远程ON ／OFF 功能：(14)可与较低频率同步。开关电路提供四路输出，两路3.3V 输出，一路5V 输出，一路隔离5V 。3.3V 又分主付，主电源需并法拉电容和大容量电解电容，为设备断电后，CPU 转存电量提供电源，采用法拉电容和大容量电解电容是冗余设计。5V 输出同3.3V 共地，为模拟电路供电。隔离5V 为RS485、报警输出等电路供电。详细电路如图3-3所示。图3-3 开关电源原理图 3.2采集单元采集单元采用专用计量芯片实现电能计量。三相电子式多功的主流计量电路分别为ADE7758，ATT7022B ，ADE7753，CS546ADE7758，ATT7022B 是三相电能采集专用芯片；ADE7753，CS546相电能采集芯片，采用两片可以实现三相三线电能采集，三片可电能采集。该五种电能采集芯片都是SPI 接口，可以很方便地换。ADE7758，ADE7753，ATT7022B 都是单5V 电源供电，数字接口CPU 是3.3V 电源供电。计量电路输出信号有可能超过3.3V ，故需加电平转换电路，一种方法采用电阻分压，此方法简单：另一种方法是加专用电平转换芯片；因其是TTL 电平接口，其输入可以不考虑电平兼容问题，CS5片本身的数字电路可3.3V 供电。本设计采用ATT7022B 。3.2.1 ATT7022B 的芯片特性(1)高精度，在输入动态工作范围(1000：1) 内，非线性测量误(2)有功测量满足0.2S 、0.5S ，支持IEC 62053-22GB／T 1(3)无功测量满足2级、3级，支持IEC 62053-23GB／T 1(4)提供基波、谐波电能以及总电能测量功能；(5)提供视在电能测量功能；(6)提供正向和反向有功／无功电能数据；(7)提供有功、无功、视在功率参数；(8)提供功率因数、相角线、频率参数；(9)提供电压和电流有效值参数，有效值精度优于0.5％；(10)提供电压相序检测功能；(11)提供电流相序检测功能；(12)提供三相电流矢量和之有效值输出；(13)提供三相电压矢量和之有效值输出；(14)提供电压夹角测量功能；(15)提供失压判断功能；(16)具有反向功率指示；(17)提供有功、无功、视在校表脉冲输出；(18)提供基波有功、基波无功校表脉冲输出；(19)合相能量绝对值相加与代数相加可选；(20)内置温度测量传感器；(2t)电表常数可调；(22)起动电流可调；(23)可准确测量到含21次谐波的有功、无功和视在功率；(24)支持增益和相位补偿小电流非线性补偿；(25)具有SPI 接口，方便与外部MCU 通讯；(26)适用于三相三线和三相四线模式；(27)采用QFP44封装。3.2.2 ATT7022B 的功能简介ATT7022B 是一种高精度、三相电能专用计量芯片，它适用于三相三线和三相四线应用。ATT7022B 集成了六路二阶sigma-delta ADC 参考电压、电路以及所有功率、能量、有效值、功率因数以及频率测量的数字信号处理等电路。ATT7022B 能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，充分满足三相多功能电能表的需求。ATT7022B 支持全数字域的增益、相位校正，即纯软件校表。有功、无功电能脉冲输出。CFI 、CF2提供瞬时有功、无功功率信息，可以直接接到标准表进行误差校正。ATT7022B 可以对基波有功、无功功率进行测量，提供脉冲输出CF3和CF4提供瞬时基波有功功率以及基波无功功率信息可直接用于基波的校正。ATT7022B 提供两类视在能量输出POdS 视在能量以及PQS 视在能量CF3和CF4也可被配置为视在能量脉冲输出。ATT7022B 内部的电压监测电路可以保证加电和断电时正常工作。3.2.3 ATT7022B 的内部结构ATT7022B 主要由时钟控制电路、七路∑一△A ／D 、DSP 数字信号处理器、温度传感器、参考电压、脉冲生成器、SPI 通讯接口、电源管理等几部分组成。ATT7022B 的内部结构见图3-4。CF1CF2V1P V1NV3PV3NV5PV5NV2PV2NV4PV4N V6P V6N V7P V7N CF3CF4Revp DOUT DIN SCLX CS VCC AVCCVDDREFOUT REFCAP图3-4 ATT7022B内部框图3.2.4采集单元电路图ATT7022B 片内集成了7路16位的ADC 采用双端差分信号输入。输入最大的 要求： 3.3 CPU单元片机的MSP430F449。 休眠两个工作状态； (5)MCU最好具有液晶驱动能力； 作采集部分的原理设计，见图3-5采集单元原理图。 (4)MCU的价格应比较低，并且ROM 应有60k ： 图3-5 采集单元原理图 级，具有在线编程能力；MCU 首先具备良好的性价比，同时方便MCU 应满足如下电压电流采样数据中包含高达21次的谐波信息。参照AT7022B 的技术资料和用参考电压Refcap 与Refout 典型值是2．4V 。AT7022B 有功功率是通过对去直流分量后的电流电压信号进行乘法加法数字滤波等一系列数字信号处理后得到的(6)MCU应至少提供一个异步串行口和一个SPI 接口。‘ 江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文） (2)为了方便应用程序的开发和调试，MCU 应支持C 语言编程； (1)为提高电磁兼容性和节约成本，ROM 和RAM 必须集成在MCU 中； (3)为了满足整机功耗小于2W 和停电抄表的要求，MCU 至少应具有工作和 CPU 单元是整个电能表设计的核心，调试和加快开发进度以及日后程序升正弦信号有效值是lV ，建议将电压通道输入的额定电压时对应到ADC 的输入选在0．5V 左右，而电流通道输入的额定电流时对应到ADC 的输入选在0．IV 左右，户的实际要求，采用六路通道分别对三相电压和电流进行采样。考虑信号的带宽，在上述要求的制约下，通过比较和研究，本方案选用TI 公司MSP430系列单江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文）3.3.1 MSP430F449特点美国TI 公司的MSP430系列单片机可以分为以下几个系列：XlXX ，X3XX ，X4XX 等等，而且在不断发展，从存储器角度，又可分为ROM(C)型，OTP(P)型，EPROM(E)型，Flash Memory(F)型。系列的全部成员均为软件兼容，可以方便地在系列各型号间移植。MSP430系列单片机的MCU 设计成适合各种应用的16位结构。它采用冯一纽曼结构，因此RAM ，ROM 和全部外围模块都位于同一个地址空间内。同其它微控制器相比，MSP430F449具有如下特点：(1)低功耗，1.8V 到3.6v 工作：(2)6s的启动时间可以使启动更加迅速；(3)ESD保护抗干扰力强；(4)低电压供电多达64kB ，寻址空间包含ROM 、RAM 、闪存RAM 和外围模块；(5)通过堆栈处理，中断和子程序调用层次无限制；(6)仅3种子令格式，全部为正交结构；(7)尽可能做到1字／指令；(8)源操作数有7种寻址模式，目的操作数有4种寻址模式；(9)外部中断引脚：I ／O 口具有中断能力；(10)中断优先级：对同时发生的中断按优先级别处理；(11)嵌套中断结构：可以在中断服务过程中再次响应其它中断；(12)外围模块地址为存储器分配：全部寄存器不占用RAM 空间，均在模块内；(13)定时器中断可用于事件计数、时序发生、PWM 等：(14)看门狗功能／通用目的定时器；(15)12位A ／D 转换器；(16)正交指令简化了程序的开发：所有指令可以用任意寻址模式；(17)已开发了C 一编译器。(18)模块设计思想：所有模块采用存储器分配；(19)MSP430全部为工业级16位RISC MCU-40 85摄氏度；(20)外设FLL+时钟系统(片内DCO+晶体振荡器) ；(21)比较器A(精确的模拟比较器，常用于斜边(Slope)A／D 转换) ；(22)复位电压控制／电源电压管理；(23)基本定时器1(两个8位定时器或一个16位定时器) ；(24)LED控制器／比较器(多达160段) ；(25)Timer_A3(带3个捕获／比较寄存器和PWM 输出的16位定时器) ；(26)Timer_B37(带7个捕获／比较寄存器和PWM 输出的16位) ；(27)I／O 端口l,2(每一个有8个I ／O ，均具有中断功能) ；(28)I／O 端口3，4，5，6(每一个有8个I ／O) ；(29)USARTO(UART或SPI) ； (30)USARTl(UART或SPI) ； (31)硬件乘法器； (32)封装100一pin QFP。3.3.2 MSP430F449资源分配MSP430F449共有100引脚。其详细功能设计及资源分配见表3-1。 (5)通过堆栈处理，中断和子程序调用层次无限制； (6)仅3种子令格式，全部为正交结构； (7)尽可能做到1字／指令；(8)源操作数有7种寻址模式，目的操作数有4种寻址模式； (9)外部中断引脚：I ／O 口具有中断能力；(10)中断优先级：对同时发生的中断按优先级别处理；(11)嵌套中断结构：可以在中断服务过程中再次响应其它中断；(12)外围模块地址为存储器分配：全部寄存器不占用RAM 空间，均在模块内； (13)定时器中断可用于事件计数、时序发生、PWM 等： (14)看门狗功能／通用目的定时器； (15)12位A ／D 转换器；(16)正交指令简化了程序的开发：所有指令可以用任意寻址模式； (17)已开发了C 一编译器；(18)模块设计思想：所有模块采用存储器分配； (19)～1SP430全部为工业级16位RISC MCU-40 850 C； (20)外设FLL+时钟系统(片内DCO+晶体振荡器) ；(21)比较器A(精确的模拟比较器，常用于斜边(Slope)A／D 转换) ； (22)复位电压控制／电源电压管理；(23)基本定时器1(两个8位定时器或一个16位定时器) ； (24)LED控制器／比较器(多达160段) ；(25)Timer_A3(带3个捕获／比较寄存器和PWM 输出的16位定时器) ； (26)Timer_B37(带7个捕获／比较寄存器和PWM 输出的16位) ； (27)I／O 端口l ，2(每一个有8个I ／O ，均具有中断功能) ； (28)I／O 端口3，4，5，6(每一个有8个I ／O) ； (29)USARTO(UART或SPI) ； (30)USARTl(UART或SPI) ； (31)硬件乘法器； (32)封装100一pin QFP。MSP430F449共有100引脚。其详细功能设计及资源分配见表3-1。3.3.3 CPU单元电路设计根据三相电子式多功能电能表的设计要求以及MSP430F449的硬件资源，充分考虑产品的兼容性和软件设计的方便性，CPU 单元作如图3—6所示电路设计。据的安全性。3.4存储单元江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文）图3-6 CPU单元原理图受到能量巨大的雷袭击的时候，MSP430F449受到损坏的可能性要高于外围的存MSP430F449本身有数据存储器，采用外加存储器主要考虑电能数据的安全点是速度比较快，但需后备电池，一旦电池没电，就会造成数据的丢失。本设计需要外围存储器保存电能数据。采用两片存储器主要处于冗余设计考虑，增加数性。电能数据对用户来讲就是经济效益，其对数据的可靠性具有较高的要求。在数据存储常采用两种方法：EEPROM 和带有后备电池的RAM ，采用RAM 存储优采用串行EEPROM 存储数据，使用EEPROM 存储数据具有这样的优点：体积小，只储器件，另外MCU 受到干扰或程序漏洞极有可能对本身的数据存储器改写。因此有8个引脚；不需要后备电池；存储时间长；达100年之久；具有上电，掉电写保护，上电，掉电时不会造成数据混乱；由于采用SPI 总线操作，要想修改数据，必须有片选信号和合适的时钟信号，这样不容易产生由于干扰而停电所造成的数据混乱。 (1)存储器的容量按照最大设置：年时区数12，日时段数10，时段表数12，费率数14，年公共假日数7来计算的话，约需内存：67+42+69+3*12+3*10*12+3*7+6*32*(1+14)+3*24*(1+14)=4555 byte。另外还要考虑电表通用参数、事件记录、校表参数等所需要的存储数据。因此要求选用的EEPROM 至少要有8k 字节的空间，如考虑日负荷曲线记录功能，则EEPROM 至少要有32k 字节的空间，而且为了减少体积和接口，同时考虑兼容不同存储容量的芯片要求以及MSP430所具的串行接口资源。采用具有SPI 串行总线8脚的EEPROM 芯片。 (2)选用的芯片选用AT25640。该芯片容量为8k 字节，采用SPI 总线操作，具有上电、掉电写保护，正常操作写保护块，具有页写入功能，典型页写入时间为5ms ，每个单元可写100万次，数据保存时间100年，最大时钟周期：5MHZ ，并具有ESD 保护功能，芯片为8-lead SOIC封装。说明：对于存储大量数据(如负荷曲线等) 可能上述所用的芯片不能达到容量要求，此时可以选用大容量存储器芯片(引脚兼容) 。EEPROM 电路设计如图3—7所示，EEPROM 的S0，SI ，SCK 分别同MCU 的SPI 总线的SIN ，SOUT ，SLCK 相连；HOLD 直接接正电源；WP(写保护) 与MCU 的I ／O 管脚相连，对EEPROM 的数据进一步加强保护；CE 同片选译码器输出管脚相连。图3-7 存储单元原理图3.5时钟单元时钟单元主要由时钟芯片和时钟供电电路两部分组成。3.5.1时钟芯片三相电子式多功能电表对时钟的要求为：(1)在参比温度下，晶振时间开关的日计时准确度优于0.5秒／d ；断电时，电池作为时钟电源，36h 后，计时准确度优于I.5s ／d ；(2)晶振时间开关计时准确度随温度变化允许改变量小于0．1s(d℃) ； (3)晶振时间开关在85％-1lO ％Un(参比电压) 范围内应满足(1)中的计时准确度要求；(4)累计计时误差不超过3分钟；根据以上要求，考虑生产中的调试方便，决定选用EPSON 公司的RTC4553AC 时钟芯片。该芯片14引脚封装，可方便地设置及输出秒、分、时、日、月、星期、年等，可根据月份和闰年的情况自动调整月份的结束日期，时间可设置在24小时制式或12小时制式，并具有以下特点：(1)晶振：内置32.768K Hz晶振； (2)RAM：内置30*4 BIT RAM； (3)频率偏差：0±5ppm(25℃) ； (4)接口方式：接口采用SPI 总线方式； (5)工作电压：2．7—5．5V ； (6)功耗：典型值1uA 。3.5.2时钟供电电路时钟供电电路主要考虑正常上电和掉电状态下，时钟电源的供电方式。正常上电状态由3．3V 供电，MCU 可对时钟芯片进行读写操作；掉电状态下，由3．6V 备用电池给时钟芯片供电，此时只需要维持时钟芯片正常计时。根据这些设计需求，同时兼顾设计成本，采用两个三极管和两个二极管以及电阻设计成简单的供电电路。备用电池的选用高能量干电池。该电池的优点是能量大(3．6V1200mA ／h) ，长寿命，通常电表的设计寿命要求达到十年，因此电池的长寿命是必须的。缺点是价格高(在14元以上) 。3.5.3时钟单元的电路图根据RTC4553AC 设计要求，时钟供电要求和其他产品的时钟电路的设计经验作如图3-8所示的时钟单元电路设计。图3-8 时钟单元原理图3.6通讯单元电子式多功能电能表的通讯方式主要有红外通讯、RS485通讯、RS232通讯、无线通讯几种通讯方式。红外通讯又分两种，一种采用38kHz 调制方式通讯，通讯距离可达4米以上，俗称远红外。另一种采用非调制通讯方式，通讯距离极短，需将红外光口吸附表壳上，俗称近红外。RS485通讯方式是比较常见的通讯方式。主要是同智能设备通讯。RS232通讯方式是目前应用比较少的通讯方式，主要是为了和外挂MODEM 进行远程电话通讯。无线通讯是近几年随着新技术不断应用而发展出来的新兴通讯方式，其有分为GPRS ／CDS 通讯、CDMA 通讯、蓝牙通讯等几种通讯方式。3.6.1红外通讯为了提供现场人工抄表、设置表的参数的方便性，通常采用红外发光管作为抄表和设表接口，此接口由一个红外发光管和一个红外接收管组成。工作时，抄表器的光头通过磁铁紧紧吸附在电能表的红外接口处，通过光电转换完成通讯。此种通讯方式避免了电气连接，无需带电插拔，方便可靠。红外通讯采用红外发光管HIR405CV 和红外接收管HPD605B ，二者的峰值灵敏波长为940rim ，外形直径5mm ，环氧树脂全包封。HIR405CV 驱动电流低，辐射强度高，无色透明，最大正向电流：60mA ，最大反向电压：5V 。HPD605B 灵敏度高，暗电流小，响应速度快，蓝色环氧封装，最大正向电流：50mA ，反向击穿电压30V ，开关时间5us 。红外发射部分与接收部分电路图如图3-9所示。 图3-9 近红外通讯原理图为了满足在装置停电状态下，非接触遥控唤醒抄表的功能，需具有远红外通讯的能力。远红外通讯的接收电路采用TSOPl838，远红外接受管比较容易受到日光灯管和太阳光的干扰，因此在接受管的电源和信号输出部分都需要加RC 滤波器。其设计电路图如图3-10所示。图3-10 远红外接收电路图远红外通讯的发送电路主要由38KHz 震荡发生器，调制电路，发送电路三部分构成。38Khz 震荡发生器采用两个非门、三个电阻、一个电容构成。为了减少一片集成电路，调制电路采用两个二极管实现与门。详细参数及设计见图3-11所示。 图3-11 远红外发送电路图在本方案中，硬件设计时，远红外通讯和近红外通讯都给予考虑，在生产时，根据用户的不同要求，可选择焊接远红外通讯电路或近红外通讯电路。3.6.2 RS485通讯RS485通讯芯片可供选择的厂家比较多，ADI 公司的ADM483EAR 、TI 公司的SN65LBCl84、MAXIM 公司的MAX483或MAX485都可。这些RS485通讯芯基本上都可达到总线可抗±15kV 的静电放电冲击，具有2KV 的脉冲群保护，lOV ／m 的高频磁场辐射保护。为保护表内其它设备免受通讯线上的浪涌的影响，设计通讯部分与仪表主电路用TLP421光耦隔离。RS485线路出口采用TVS 过压抑制器SA6CA 保护和TR250-120热敏电阻进行保护。此种设计RS485的A 、B 两总线加220V 电压也不会对该部分电路造成功能损坏。详细电路设计如图3-12所示。3.6.3 RS232通讯它电路隔离。详细电路设计如图3-13所示。江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文）图3-12 RS485通讯电路图电平转换电路由分立元件完成(电阻、电容、二极管、三极管) ，克服了专用电平考虑到在特殊情况下(比如：较少量电能表，没必要安装采集器情况下) ，电跳线器选择或者二者电路出厂时只存其一。为了提高可靠性降低成本，这里232表可能不用RS485接口而直接由RS232接口通过MODEM 与上位机通讯。RS485和RS232通讯方式只能由用户选择其一，物理上他们公用一个串行通讯控制器，由和DTR 短接。RS232电路的电源与RS485电路共用，信号由光耦器TLP421与其转换电路成本高、抗静电能力差的缺点。在连接时要将MODEM 的CTS 和RTS 、DSR
图3-13 RS232通讯电路图3.6.4无线通讯无线通讯主要指中国移动的GPRS 、中国联通的CDMA 以及蓝牙和射频短距离无线通讯。中国移动6PRS 网络的开通为地理位置分散的电能计量点的远抄及监测提供了经济可靠的通信手段。6PRS 具有“永远在线、按流量收费”等优点，非常符合远方抄表及监测系统的通信需求，得到了广大电力用户的普遍欢迎。GPRS 无线通信网络，主要组成分三部分：用户数据终端单元(GPRS通信终端) 、数据传输通道(GPRS网络) 、GPRS 数据中心。目前，用于工业系统的GPRS 数据传输模块有很多，主要有西门子公司推出的MC35和MC35T 、索尼爱立信的两款基于GSM900／1800以及850／1900的双频模块GR47和GM48，另外还有Wavecom 公司的WISMO ，这是一款覆盖GSM ／GPRS 所有四频(850／900／姗z) 的整合无线模块。市场上关于GPRS 的应用主要使用的是西门子公司的MC35模块，该模块结合语音、数据传输、简讯服务以及FAX 等功能，最大传输速率可达85．6kbps ，并集成天线、RF 、Baseband 、快闪内存等组件，并以40个pin 脚外接，支持RS 一232等，特别使用于数据的监测和传输。根据系统要求及性价比，在本系统中6PRS 模块选用MC35作为GPRS 通讯模块，来达到通过GPRS 承载业务传送数据的目的。该方案采用RS485同无线模块进行通讯。根据用户不同的需求更换不同的无线通讯模块，无线通讯模块采用RS485电源供电，有独立的MCU 控制无线通讯芯片进行无线通讯。3.7显示单元液晶显示器作为人机界面，需尽可能地为用户提供友好的界面。早期由于受液晶驱动器的限制(只能驱动128段) 很多显示符号在液晶上无法表示出来，现在MSP430具有160段的驱动能力，可以对早期的液晶进行改进，现设计秉承了以前的风格。具体显示如图3-14所示。图3-14 液晶显示段的排列3.7.1示段划分(1)正、反、总、有功、无功、失、电、需、压、流、量、时间、日期各一段，共13段。(2)表号、上、月、次、常、数、尖、峰、平、谷、费率、功率各一段，两个“l ’’各占一段，以上合计14段。(3)P+，Q+各占3段，四相限占4段，Ua 、Ub 、Uc 、Ia 、Ib 、Ic 共6段，时钟电池占2段(外壳1段，内部1段) ，停电抄表电池占3段(外壳l 段，内部2段) ，编程按键、逆向序各1段，2个占2段，以上合计22段。(3)数码“8力每个占7段，共14X 7=98段，中间数码区的小数点占6段(1个搿：一，4个“．”，另外的两个点连在一起，如图所示) ，合计104段。(4)kWAvarh分为k 、V 、＼、／、一＼、VAR ． h，共7段。总计：13+14+22+104+7=160段，分40个引脚输入，COM 端4个，共44个引脚。3.7.2参数要求(1)视角：6点钟；(2)显示模式：正显示／半透式／TN(HTN)类型，正显示／反射式／TN(HTN)类型；(3)驱动电压：3～3．3V ，占空比：1／4，偏压比：1／3；(4)工作温度：一30℃～70℃；(5)储存温度：—35℃～75℃；(6)连接方式：无铅管脚，长度为15ram(包含玻璃板厚度) ；(7)面板尺寸：95mmX 50mm(上层玻璃尺寸) ，95mmX55mm 下层玻璃尺寸) 。3.8其它单元3.8.1负荷报警单元负荷控制有报警输出和遥控输出两部分组成。电能表将一段时间的平均功率与设定值比较，当大于时，给出报警输出；当大于设定值的持续时间大于设定时间，将输出跳闸信号。反之，将不输出跳闸信号。遥控输出电路如图3-15所示。图3-15 遥控输出电路负荷控制电路采用5V 驱动。为防止出口继电器误动，借鉴了远动的遥控输出的负压控制电路。采用C5给继电器提供驱动能量，降低表的功耗，保证5V 电源供电稳定电路。3.8.2抄表单元因MSP430F449的功耗比较低，在具有RTC 功能状态下才3uA 。考虑在低功耗状态下，要实现监测红外接口和按键，当红外接口和按键动作时激活CPU 进入正常工作状态。停电抄表功能硬件上主要考虑MSP430F449，存储单元，显示单元，时钟单元，通讯单元的供电。存储单元和显示单元可以由一套供电电路完成供电。时钟单元可以用时钟后备电池供电。MSP430F449需要一套供电电路。通讯单元需要一套供电电路。MSP430F449供电电路如图3-16所示。CPU 正常由3．6V 电源供电，当电源断电，MCU 电源切换为停电抄表电池供电。MCU 进入低功耗状态，同时监测红外接口和按键。 图3-16 MSP430F449供电电路存储单元和显示单元的供电电路如图3-17所示。存储单元和显示单元正常由3．6V 电源供电，当电源断电时停止供电。只有在停电抄表时，CPU 才将电池切换给存储单元和显示单元供电。 图3-17 存储单元和显示单元的供电电路通讯单元的供电电路如图3-18所示。通讯单元正常由3.6V 电源供电，当电源断电时停止供电。只有在CPU 检测停电抄表信号和停电抄表时，CPU 才将电池切换给通讯单元供电。图3-18 通讯单元的供电电路在停电状态下，CPU 通过较小间隔时间点来控制红外接收电路供电。用于检测是否有红外抄表事件发生。只有抄表时才长时间打开红外接收电路的供电。 第四章 三相电子式多功能电能表的软件设计三相电子式多功能电能表主要实现三相电能的准确计量、电参量的实时监测、同上位设备的数据交换、按照用户设置进行轮显或键显等功能。硬件部分是三相电子式多功能电能表的基础，软件部分则是三相电子式多功能电能表的灵魂，在三相电子式多功能电能表硬件的物理基础上，三相电子式多功能电能表的主要功能均由软件完成。同时三相电子式多功能电能表首先是计量产品，其所记录的数据直接等价于用户的收入，产品的可靠性及其重要，尤其是软件运行的稳定性是软件设计的重点，冗余设计是软件必须要考虑的。为调试和维护方便，软件设计遵循结构化、模块化、自顶向下、逐步细化的编程思想。为使三相电子式多功能电能表能够快速地完成上述各种功能，本系统采用EW430嵌入式开发系统。4.1 EW430嵌入式开发系统IAR 嵌入式工作平台EW430是专为TI 16位单片机MSP430系列开发的，它为MSP430系列提供了一个完整的开发环境，在支持TI FET(FLASH Emulator T001) 驱动方面，EW430的功能是独一无二的，EW430还包含一个UML 状态表和软件仿真工具。它支持多操作系统Windows98／ME ／NT4／2000／XP ，在该环境下可进行工程文件的建立、文件编辑、编译、汇编、链接和建立生成目标文件以及对目标文件进行调试。提供有关目标建立、文件组或一些文件级的可选项配置。EW430嵌入式开发系统的主程序窗口如图4-1所示。其主要由Source 、Register 、SFR 、Memory 、Watch 等窗口组成。Source 窗口可显示源程序和设置断点，Register 窗口可显示PC 、SP 、V-NZC 、R04～R15寄存器的内容，SFR 窗口显示PI ～P5口的方向控制，功能分配，输入、输出等寄存器的内容，可以手动修改其内容，Memory 窗口可显示所有内存数据并允许手动修改，Watch 窗口可显示变量和数组的值。EW430编译器支持高级语言的编译，弥补了汇编语言的不足，提高了MSP430的开发进度，也使软件的修改和程序的移植变的更加方便。但C 语言的编译器效率比不上汇编语言，特别是在处理低层硬件时尤为突出，本项目的软件编程采用C 语言和汇编语言相结合的编程方式。用C 语言和汇编语言的混合编程方法主要有3种：(1)独立编写C 程序和汇编程序，分开编译或汇编形成各自的目标代码模块，然后用链接器将C 模块和汇编模块链接起来：(2)直接在C 语言程序的相应位置嵌入汇编语句：(3)对C 程序进行编译生成相应的’汇编程序，然后对汇编程序进行手工优化和修改。一般采用第一种方法．但是需要注意的问题是：不论是用C 编写的函数还是用汇编编写的函数，都必须遵循寄存器使用规则和相互的函数调用规则。另外C 与汇编混合编程，有多种优化选项．实现兼顾代码长度和执行速度的编译、连接。 图4-1 EW嵌入式开发系统的主程序图MSP430F449是FLASH 型，调试器利用MSP430F449的JTAG 调试口，实现C 语言源代码一级的在线仿真，实现单步跟踪、断点设置等操作，可以观察单片机内所有的寄存器、内存、变量等。调试器可以将程序直接写入FLASH 调试，也可以在微机上实现仿真调试。4.2软件整体结构MSP430F449系统上电复位后，BOOT ROM 根据JTAG 调试口引脚状态，跳转到主程序入口。在主程序中，先设置电源监测电路的掉电复位监测电压(2.2V)，再判断系统是在非调试状态，如是非调试设置开门狗否则并关掉开门狗，然后进行系统越界安全性检查，完后进行系统初始化和进入主任务循环。当程序进入主任务内部循环执行，等待响应不同的中断。主程序流程图如图4．2所示。图4-2 主程序流程图三相电子式多功能电能表上电复位后，其主程序如下void main(void){／／设置3．3V 电源监视，若小于2．3V ，则复位。SVSCTL=Ox4c：#if(SEL_SYS_WTCH=YES)WDTCTL=WDT_ARST_1000：#elseWDTCTL=WDTPW+WDTHOLD：#endif／／系统越界安全检查CheckSysLimit()：／／系统初始化Init430()：／／主任务入口MainTask()：}4.2.1系统初始化系统的初始化包括：中断初始化、系统时钟初始化、液晶初始化、系统自检、端口初始化、定时器初始化、SCI 初始化、SPI 初始化、采集初始化、时钟初始化、系统监视初始化、当前费率初始化、需量初始化、中断开放、液晶显示操作。系统初始化流程图如图4。3所示。 图4-3 系统初始化流程图系统初始化程序如下：void Init430(void){InitINT （）：／／关闭不用的中断InitBaseTimer()：／／系统时钟初始化InitLCD()：／／液晶初始化CheckSysV ol （）：／／系统自检，确保系统电压为确定状态InitPort(0)：／／端口初始化InitTimerA （）：／／定时器InitTimerB （）：InitSPI()：／／sPI 初始化InitSci(0)：／／scI 初始化InitScil （）：／／初始化第二串行口InitSampleChip （）：／／初始化采集芯片Ini tRealClock（）：／／初始化RTCInitSysWatch （）：／／系统监视初始化InitProtocol （）：／／计算当前费率DemandPORInit （）：／／初始化需量_EINT 0：／／允许中断GetDispNum()：／／液晶初始化程序}4.2.2主任务的实现主任务循环包括：清看门狗任务、系统监视任务、通讯协议处理任务、定时处理任务、LCD 显示处理任务、事件处理任务。主任务流程图如图4_4所示。N图4-4 主任务流程图主任务程序如下：void MainTask(void){for(：：){WDTCTL=WDTPW+WDTCNTCL+WDTSSEL；／／清看门狗SysWatchTask()： ／／系统监视处理，在停电状态下也要执行if(RamDBase．FlagByte ．ExtSysStatusl ＆Ox0040){ ／／若处于低功耗状态，则不执行CollectionTask()： ／／采集处理／／采集正常后开始需量计算if(RamDBase。FlagByte ．ExtSysStatusl ＆Ox4000) {CalDemand （）： ／／需量计算 } } else {LowPowerTask （）； }ProtocolTask()：／／协议处理MainTimerTask （）：／／粗略定时处理(例如1分钟定时 LedTask()：／／LCD 处理if(RamDBase．FlagByte ．ExtSysStatus l＆Ox0040) if ／／若系统掉电，执行以下程序 ProcEventTask （）：／／事件处理 } } }4.3数据采集本系统的电量计算主要由电能计量芯片ATT7022B 内部实现，数据采集模块主要实现测量数据的读取，数据安全性处理即剔除异常数据，电能数据的修正，电能数据累加，关中断，电能输出，需量输出，开中断，异常事件处理等功能。数据采集模块流程图如图4．5所示。 图4-5 采集模块流程图有功功率是通过对去直流分量后的电流、电压信号进行乘法、加法、数字滤波等一系列数字信号处理后得到的。电压、电流采样数据中包含高达21次的谐波信息。所以依据公式(4—1) 计算得到的有功功率也至少包含21次谐波信息，合相有功功率见公式(4—2) 。p =1NN∑U (n ) ?I (n ) （4-1）n =0Pt =Pa +Pb +Pc （4-2）根据真无功功率(正弦式无功功率) 定义，无功功率计量算法与有功类似，只是电压信号采用移相90度之后的，计算方法见公式(4—3) 。测量带宽主要受到数字移相滤波器的带宽限制，ATT7022B 无功功率的测量带宽也可高达21次谐波，合相有功功率见公式(4-4)。∞Q =() （4-3） ∑U (n ) ?I (n ) ?s i n βn =0Qt =Qa +Qb +Qc （4-4）视在功率有两类计算公式：PQS 视在功率公式(4-5)，RMS 视在功率公式(4-6)S =P2+Q *I2（4-5）RMSS =URMS有功能量通过瞬时有功功率对时间的积分得到。单相有功能量的计算方法见公式(4-7)。Ep =?p (t ) dt （4-7）合相有功能量可以根据设置按照代数或者绝对值的模式进行累加。代数加模式Ept=Epa+Epb+Epc，而绝对值加模式Ept=|Epa|+|Epb|十|Epc|。无功能量通过瞬时无功功率对时间的积分得到，单相无功能量的计算方法见公式(4-8)。Eq =?Q (t ) dt （4-8）合相无功能量可以根据设置按照代数或者绝对值的模式进行累加。第五章 总结和展望通过对三相电子式多功能电能表的整体技术设计方案的革新，使该表的性价比有了较大的提高，使三相电子式多功能电能表的硬件成本和生产成本下降了40％。在三相电子式多功能电能表的精度方面和过载能力方面也取得了较大的进步，精度等级达到了有功测量0．5S 级，无功测量2．0级，过载能力也由原来的4倍提高到6倍。在电磁兼容方面也取得了长足的进步，使三相电子式多功能电能表的电磁兼容指标达到IEC61000—4的要求，提高了抗雷击能力。 参考文献[1]张春晖，三相多功能电能表技术发展的现状与展望，山东省电力公司，2005． [2]卢兴远，李红艳，中国电能表产品的现状和发展趋势探讨，河南省电力公司，2005． [3]季晓春，张守尚，王贤平，多功能电能表的现状和发展趋势探讨，电工仪表与公用表计行业信息，)：6～7．[4]徐海燕，付炎，嵌入式系统技术与应用，北京：机械工业出版社，～355． [5]姚放吾，嵌入式系统的硬件／软件协同设计，微计算机信息，2001，(3)：13～16． [6]桑南，嵌入式系统原理与应用开发技术，北京：北京航空航天大学出版社，．[7]吕捷，电工测量及试验，北京：中国电力出版社，～132． [8]武林，TOPSwitch-GX 开关电源器件，电子产品世界，2001，(11)：37～39．[9]沙占友，周万珍，白云飞，TOPSwitch-FX 单片开关电源控制电路的设计，通信电源技术，2001，(3)：11～13．[10]杨金泉，高庆辉，基于ATT7022的电力监控终端，电工仪表与公用表计行业信息，2006，52(3)：32～35．[11]胡江华，于敏梁，ATT7022B 及其在电子式电能表中的应用，电工仪表与公用表计行业信息，)：21～23．[12]AT7022B用户手册，炬力集成，唧．ACTION ．COM ．CN ．[13]胡大可，MSP430系列FLASH 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