FX-128MR-ES控制器
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隨著計算機技術和通信技術的發展，建築智能化程度越來越高。住宅的智能化抄表係統在建築智能化中是的。在我國，對用戶的電表仍採用人工抄表的方法。這種原始的查表方法不僅造成了人力、物力的浪費，打擾居民正常生活 ，而且其精度差，電量數據需要人為讀數不能實時傳輸 。為了從根本上解決這個問題，因此一種基於設計單片機的智能電表。電表若以單片機為主體取代傳統儀器儀表的常規機械及電子線路，可以容易地將計算技術與測量控制技術結合在一起，形成智能化測量儀表 。這種儀表由計量電路、微處理器、LCD顯示器、實時時鐘、通信接口及電源等組成 ，具有電能量計量、信息存儲及處理、實時監測、自動控制、信息交互等功能 。
智能電表的工作原理
智能電表的硬件方案框圖如圖1 所示。電能表主要由計量、電源管理、存儲、顯示、按鍵處理、脈衝輸出和通信單元7 個部分組成 。本文的智能電表是以80C51為核心處理器。除此之外，加入了電能計量芯片CS5460A($2.2400) 和LCD 顯示芯片1602，用於用戶用電量的計量與顯示。但是，由於CS5460A芯片只能測量瞬時的電量，所以，還需要採用時間芯片DS1302($1.4933)將時間分段，這樣電表就可以通過按鍵，不但可以顯示出用戶的瞬時用電量，而且還能顯示某個時段的用電量。WiFi通信電路的使用，可以實現智能電表的無線通信，這樣查電表的工作人員不用再挨家挨戶的登門查詢，而是直接接收WiFi信號，就可以了解到用戶的用電情況，比較方便、省時。對於存儲模塊，本文採用體積小、容量大的SD卡，相比於一般的存儲模塊，SD 卡還可以隨時拆卸、更換，既方便又實用。對於電源模塊，本文採用的是外部供電方式。
智能電表的硬件設計
電能計量電路設計
電能計量芯片採用CS5460A。其主要功能如下：具有特殊的自動引腳模式功能，能使芯片獨立工作，得電時自動初始化 ;具有片內看門狗定時器與內部電源監視器;可以測量正反兩個方向的電壓瞬時值、電流瞬時值、電壓有效值、電流有效值以及功率和能量 ;提供了外部復位引腳;雙向串行接口與內部寄存器陣列可以方便地與微處理器相連接;外部時鐘高頻率可達20 MHz;具有功率方向輸出指示 。
圖1 智能電表的硬件設計圖
CS5460A與單片機80C51的連接電路圖見圖2。
圖2 CS5460A與80C51的連接電路圖
WiFi通信模塊設計
電表採用WiFi無線通信的方式，WiFi通信電路使用BCM8000。WiFi通信技術具有數據傳輸率高、組網靈活、可移動性好等優點。 WiFi通信採用的是無線網絡，使智能電表的安裝不受通信線路的局限性，具有安裝便利的優勢 。WiFi通信電路與單片機80C51 的連接，只需要將BCM8000 的RXDH 和TXDH 引腳分別對應連接到80C51的TXD和RXD引腳，如圖3所示。
圖3 WiFi通信電路與80C51的硬件連接設計
智能電表的軟件設計
智能電表的軟件設計部分包括以下的幾個部分：電能計量芯片CS5460A的數據傳輸、液晶顯示器1602 顯示子程序、鍵功能處理程序、WiFi 無線通信程序、時鐘芯片DS1302 的讀/寫操作程序、SD卡儲存模塊的軟件設計。
編輯點評：本文是以80C51單片機為核心，基於單片機設計的智能電表，來實現電能的計量與顯示、無線通信、數據存儲等功能。用戶可以通過電表上的按鍵來選擇是顯示用戶當前用電量，還是某一時段用電量。這種儀表是一種智能化測量儀表。本次設計的智能電表集成了計量與顯示電量、數據存儲、數據通信等多種功能。經試驗驗證後，證實了電表性能的穩定、計算準確、誤差較小、可以進行無線通信等。但是，本次設計的電表可能在故障自診斷方面有些不足，需要日後加以完善。
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【主營產品】
1：Invensys Foxboro（福克斯波羅）：I/A Series係統，FBM（現場輸入/輸出模塊）順序控制、梯形邏輯控制、事故追憶處理、數模轉換、輸入/輸出信號處理、數據通信及處理等。
2：Invensys Triconex: 冗餘容錯控制係統、基於三重模件冗餘（TMR）結構的現代化的容錯控制器。
3：Westinghouse（西屋）： OVATION係統、WDPF係統、WEStation係統備件。
4：Rockwell Allen-Bradley: Reliance瑞恩、SLC500/1747/1746、MicroLogix/1761/1763/1762/1766/1764、CompactLogix/1769/1768、Logix5000/1756/1789/1794/1760/1788、PLC-5/1771/1785等。
5：Schneider Modicon（施耐德莫迪康）：Quantum 140係列處理器、控制卡、電源模塊等。
6：ABB：工業機器人備件DSQC係列、Bailey INFI 90等。
7：Siemens(西門子)：Siemens MOORE， Siemens Simatic C1，Siemens數控係統等。
8：Motorola（摩托羅拉）：MVME 162、MVME 167、MVME1772、MVME177等係列。
9：XYCOM：I/O 、VME板和處理器等。
10：GE FANUC(GE發那科)：模塊、卡件、驅動器等各類備件。
11：Yaskawa（安川）：伺服控制器、伺服馬達、伺服驅動器。
12：Bosch Rexroth（博世力士樂）：Indramat，I/O模塊,PLC控制器,驅動模塊等。
13：Woodward（伍德沃德）：SPC閥位控制器、PEAK150數字控制器。
14:工業機器人係統備件。
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