3、軟件設(shè)計(jì)

　　主程序流程圖如圖2所示，在主程序中主要實(shí)現(xiàn)以下功能：1）系統(tǒng)初始化的配置主要實(shí)現(xiàn)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(chǔ)的電量到芯片的RAM區(qū)，配置到對(duì)應(yīng)的電能計(jì)量單元中，其中讀取EEPROM數(shù)據(jù)使用的是普通I/O口模擬IIC的方法；3）LCD顯示當(dāng)前的總用電量等信息，方便用戶查閱；通信模塊主要是把電表內(nèi)的一些信息，例如電表號(hào)，累計(jì)總用電量，電表密碼等與主站服務(wù)器實(shí)現(xiàn)信息交流；4）當(dāng)查詢到電量存儲(chǔ)的標(biāo)志后，程序?qū)旬?dāng)前的電量存儲(chǔ)到EEPROM中，當(dāng)AD模塊檢測(cè)到有電源掉電時(shí)，程序?qū)⒈４娈?dāng)前的電量存儲(chǔ)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(jì)量，配合T16的定時(shí)功能。當(dāng)電能計(jì)量信號(hào)有效后，在程序中累加，以0.01度電為基準(zhǔn)累加。當(dāng)累計(jì)到一度電時(shí)，產(chǎn)生存儲(chǔ)標(biāo)志位，在主程序中查詢到該標(biāo)志位后，經(jīng)進(jìn)行存儲(chǔ)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(shù)據(jù)放到計(jì)劃好的RAM區(qū)，在主程序的RS485通信子程序中根據(jù)命令字完成相應(yīng)的工作；發(fā)送中斷處理是將準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

　　圖3 中斷服務(wù)程序

　　方案設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

　　在該方案中，電能計(jì)量是關(guān)鍵，因?yàn)殛P(guān)系到用戶的電能計(jì)費(fèi)，既不能多計(jì)也不能少計(jì)，一定要把用戶的實(shí)際用電量真實(shí)記錄下來(lái)。但是電網(wǎng)的環(huán)境復(fù)雜，電網(wǎng)中的負(fù)載也存在多樣化，電表在實(shí)際應(yīng)用中，即使在遇到強(qiáng)電磁干擾的情況下都不允許漏記或者多計(jì)脈沖。因此，如何保證計(jì)量電能脈沖的準(zhǔn)確性就是電表方案的重點(diǎn)。要點(diǎn)如下：

　　1）硬件支持。好的硬件設(shè)計(jì)能在一定程度上削弱電磁干擾信號(hào)；

　　2）HR6P71F芯片的外部中斷口內(nèi)有濾波電路，可以保證去除一部分失效信號(hào)或者干擾信號(hào)；

　　3）程序中的設(shè)計(jì)技巧。因?yàn)殡娔苊}沖波形是標(biāo)準(zhǔn)方波，脈沖寬度為80ms±20ms，需要定時(shí)器T16來(lái)定時(shí)40ms~50ms左右，以確保脈沖信號(hào)的有效。在中斷服務(wù)程序中，進(jìn)入中斷后第一個(gè)要檢測(cè)的就是外部中斷信號(hào)，中斷服務(wù)程序要盡量短，在服務(wù)程序中設(shè)置標(biāo)志位，到主程序中處理標(biāo)志即可。

　　整個(gè)系統(tǒng)的性能可靠性需要硬件來(lái)支持，對(duì)芯片的要求也非常高。HR6P71F芯片內(nèi)部有獨(dú)特的抗干擾設(shè)計(jì)，能在強(qiáng)干擾的環(huán)境中正常工作，識(shí)別有效信號(hào)，去除失效信號(hào)；芯片內(nèi)部的上電復(fù)位電路和掉電復(fù)位電路，能保證電表在電網(wǎng)中電壓緩升緩降的環(huán)境下仍然有效工作；此外，獨(dú)立RC的看門(mén)狗電路也是保證系統(tǒng)安全的基本措施之一。

　　本文小結(jié)

　　目前電能表市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，隨著中國(guó)本土半導(dǎo)體廠商逐漸成長(zhǎng)起來(lái)，產(chǎn)品日益成熟，越來(lái)越多的電能表廠家開(kāi)始嘗試國(guó)產(chǎn)芯片。HR6P71F芯片在電能表上EFT的測(cè)試能達(dá)到4.5kV以上，可以通過(guò)各種電磁干擾性能測(cè)試，高性價(jià)比的整體方案可幫助電能表廠商提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。