桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第44頁共50頁編號：畢業設計說明書題目：低壓配電集中管理系統設計摘要隨著人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求已經不僅是有電用，優良的供電質量和服務水平，成為社會對供電企業要求的重要部分。在電力管理發展過程中，原先以人工巡視、抄表的管理方式正逐漸向集中化、網絡化管理的方向過渡。為提高供電質量和服務水平，需要有一套完善的用電側電能管理系統，對與用戶直接相關的低壓電網運行狀態進行實時監測，及時掌握低壓配電網運行的情況，適時根據供電需求的增長調整電網負荷，及時發現和定位電網故障。低壓配電監控裝置是整套用電側電能管理系統中的最重要的一個環節，低壓配電智能監控系統實時監控配電網運行狀況，完成自動測量、智能分析和數字通訊等任務。論文設計了實時性強、成本低的智能監控系統，對于電能質量的提高、電力用戶的需求以及低壓配電的安全穩定運行具有十分重要的意義。本設計就集體宿舍供電系統為對象進行其管理系統的設計，構造出按多個監測點設計了對其進行集中監測的基本網路，并應用單片機了設計了現場檢測裝置的硬件電路和軟件對電流電壓功率等電氣參數進行監測監測。其中監測裝置以ATC89C52單片機，CS5460A為核心。通過實驗室測試以及現場驗證，系統運行良好，測量精度高，達到了設計目標。關鍵詞：低壓電網；用電管理；實時監測；單片機；電監控裝置AbstractWiththecontinuousimprovementofpeople'slivingstandard，thedemandforelectricityofpeople'sisnotjustsimplyusingelectricity.Highqualityofpowersupplyandserviceplayanimportantroleinthedevelopmentofthesociety.Intheprocessofthedevelopmentoftheelectricpowermanagement，theoriginalwaytopullbraketorestrictusingpowerisgraduallyturntoapplyelectricitymanagementinordertocontroltheelectricalload.Asetofcompletepowermanagementsystemmustbeneededtomonitorthelow-voltagepowergridoperationonthesideofusesfortheelectricpowerenterprisestoimprovethequalityofpowersupplyandservices.Andpowersupplydepartmentcanadjusttheelectricalloadaccordingtothemonitorofpowersupplyandfindmistakesintime.Thesupervisingdeviceoflow-voltagedistributionisthemostimport-antpartofthesystem.Theelectricpowerdepartmentmonitorpowerelectricalparametersthroughhedevice,andthemonitorprovideenoughinformationtothepowerdepartmenttoanalysislineloss,theloadforecast,thevoltagequalificationrate,powerdistributionplanningandsoon.Andthispaperdiscussesamanagementsystemofdormitorypowersupply,whichisakindofnetworkstructureappliedtomonitorthesituationofoperationofelectricalsystem.Thedeviceisdesignedtomeasureelectricalparameterssuchas:currentvoltageelectricalpower.Thepaperexpoundsthedesignofhardwarecircuitandsoftwareofthedevice,withAT89C52andCS5460Aasitscore.Thesystemwasverifiedtoworkwellhighaccuracyandreachthedesigntargetthroughthelaboratorytestandfieldtest.Keywords:low-voltagepowergrid;managementofelectricity;singlechipmicrocomputer;monitordevice目錄引言 11緒論 11.1配電系統概述 21.2課題研究的目的及意義 41.3系統設計主要任務 42方案設計 52.1設計要求 52.2設計方案 52.2.1網絡監測 52.2.2低壓配電監控系統 62.2.3監測裝置 83硬件電路設計 93.1設計使用的基本知識 93.2系統設計整體電路 93.3主控電路原理 93.3.1主控芯片選擇介紹 103.3.2單相電能芯片此時CS5460A概述 143.4各部分電路 193.4.1顯示部分 193.4.2按建及串口 193.4.3存儲擴展部分 203.4.4時鐘模塊 223.4.5前端電路調理模塊 233.4.65伏直流穩壓電源 234軟件部分 254.1程序設計流程 254.2CS5460的設置和啟動 264.3CS5460的讀寫 264.4結果顯示 285系統制作及調試 295.1軟硬件調試 295.3.1硬件調試 295.3.2軟件調試 295.3.3軟硬聯調 295.2系統制作及調試 295.3系統PCB板的設計 305.3.1尺寸 305.3.2布局 305.3.4布線 305.4誤差的定性分析及改進措施 30結論 32謝辭 33參考文獻 34附錄 35引言長期以來，低壓配電網絡一直是供電系統運行可靠性的薄弱環節之一，一些配電變壓器和配電線路因過載發熱、線損率高、電壓質量合格率低等，既容易燒毀設備，也容易危及低壓電網安全可靠運行，而這些故障卻常常被人們忽視，為此，原能源部規定各基層單位要定期上報電壓質量合格率和作配電網的可靠性統計，并在“用電管理信息技術規范”中明確提出要掌握配電網絡負荷情況及重點用戶的年、季、月、日各種負荷曲線等重要信息。但多年來，由于低壓配電網絡缺乏這方面的自動化檢測手段，一般都在每年或每季的幾個典型工作日，由工作人員用鉗式電流表逐個測量配電裝置負荷的簡單方法，結果是費時費工，既不能反映真實情況，也不能解決實際問題。為此，研發、推廣一系列低壓配電網絡的監控裝置儀表是十分必要的。隨著人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求已經不僅僅滿足于有電用，良好的供電質量和服務水平，成為社會對供電企業要求的重要部分。在電力管理發展過程中，原來以拉閘限電為目的的負荷控制正逐漸向用電管理方向過渡，電力企業為提高供電質量和服務水平，需要有一套完善的用電側電能管理系統，對與用戶直接相關的低壓電網運行狀態進行實時監測，及時掌握低壓配電網運行的情況，適時根據供電需求的增長調整電網負荷，及時發現和定位電網故障，發現異常供電和異常線損，杜絕供電隱患。低壓配電監控裝置是整套用電側電能管理系統中的最重要的一個環節，它一般以低壓網中的配變為監測對象，使電力部門及時了解設備運行狀況，為線損分析、負荷預測、電壓合格率、配電規劃等提供科學的依據。1緒論70年代末、80年代初，隨著電子技術的發展，低壓成套裝置的發展步入控制電子化、保護綜合化時代。出現了電子式的各種運行電量控制器、電動機綜合保護器、無功功率補償控制器等產品，其結構多為繼電器型的小型裝置。如電動機綜合保護器，其功能有過電流、斷相、過載等保護，起動時間可調整，過載時間可整定。而無功功率補償控制器可根據無功電流、功率因數等不同參量自動進行電容補償無功功率。進入80年代中期，此類裝置發展己初步進入智能型時代。在低壓配電領域，采用了PLC技術，利用Ⅳ0方式通過可編程控制器實現配電裝置的控制與操作，后期出現了微機集中檢測與控制，可對饋電主保護斷路器進行遠距離操作，對各回路電壓、電流、有功電量和無功電量、功率因數頻率、變壓器溫度等進行檢測，但它停留在遙測、遙控水平上，缺少遙訊和遙調功能，更缺少智能型應具有開關柜的思維、分析、判斷與選擇的功能。從80年代束至90年代韌。隨著計算機技術、微電子技術、電力電子技術、抗干擾技術等新技術的飛速發展。特別是網絡通訊技術的發展使得自動化技術得到了空前發展，在這個時期，直流控制產品和PLC(可編程邏輯控制器)發展迅速，每3～4年就換代一次，功能越來越強大，可靠性也越來越高。微處理器從8位機發展到16位機，又發展到應用32位機和多機運行。從主要控制線路和控制結構由硬件組成發展到由可自由組合的軟件塊來組成。比如西門子公司的直流全數字產品，由6RA22系列發展到6RA23，6RA24系列，又發展到SIMADYN—D系列，時間還不足十年。聯網方面功能也越來越強大，從兩機之間的通訊到一機與多機通訊發展到網絡通訊。在通訊協議方面由各公司的內部協議發展到開放的標準的協議。如西門子公司的產品由原先的USS協議發展到現在，Profilbus協議和工業以太網協議。隨著全數字控制和自動化技術的發展并大公司也把這些技術應用到配電系統，也就是所謂把強電控制與微電子技術、計算機技術、網絡通訊技術相結合，形成了第二代產品，出現了智能型斷路器等智能元器件和智能型開關柜。如ABB公司的F系列斷路器和MSG系列智能開關柜；西門子公司的3WN系列斷路器和SIVACON系列開關柜；GFC—ALSTHOM公司的GFMSTART3系列智能馬達中心：西屋公司的Advantage系列等。這些智能元器件都是以微處理器為核心，具有測量、變換、保護、控制等功能。同時都具有通信接口可連接通信網絡與上位計算機通信形成智能配電系統。在發收智能型元器件及開關柜的同時。功能越來越強大的監控系統也得到了快述發展。如西屋公司的IMPACC系列：GFC—ALSTHOM公司的ICIS系統：ABB公司的I～s㈨系統以及西門子公司的SIMOCODF系統；KLOCKNERMOELLER公司的配電系統ID2000等。通過這些系統與低壓配電裝管等現場設置的配合，使成套供、配、用電系統能夠在本機、上位機環境、負載等對象中變換各種信息。通過網絡實現狀態檢測、信急回饋、發出指令及操作等，提高了整個配電系統的可靠性。國內的低壓智能配電系統發展基本與國外同步，并吸取了很多國際上先進的技術應用。在低壓智能配電設備的研制和推廣上，自1985到1987年自耦減壓起動柜JJl全國聯合設計時起，首先采用了半導體集成電路式時間一電流轉換器替代原來的充氣式時間繼電器和電流繼電器，1989到1990年國內先后開發了電子式電動機多功能綜合保護器，1991～1992年出現了半導體式熱繼電器。在成套裝置方面，智能型配電系統也已經起步，廈門電器控制設備廠等已開發了能進行數據采集的馬達控制中心，天津夏利汽車工程的所有國產的低壓配電柜動力柜全部實現了上位計算機控制，做到了運行、故障集中監視，集中判斷、處理，大大提高了設備運行安全性和可靠性。近年來智能型電器，特別是智能型斷路器在國內外發展非常快，并已成功地投入到實際的運營中，智能型電器中的智能單元的基本結構包含輸入、中央控制、輸出和通信四大模塊組成，通常智能單元與被監控的開關集成一個整體，當開關電器是斷路器時，智能監控模塊就是附屬于它的智能脫扣器，完成脫扣器所要求的各種保護和操作功能。目前在國內應用較為廣泛的智能型電器由施耐德公司的MT空氣開關和江蘇凱帆電器公司的智能型斷路器。南京因泰萊公司研制的INT-SCADA監控系統代表著國內智能配電系統的發展水平，系統采用獨立的智能監控模塊YCK、YXK組成分布式網絡對低壓配電網現場設備實時監控，通訊網絡中數據傳輸實時性好，易于擴展。1.1配電系統概述傳統上將電力系統劃分為發電、輸電和配電三大組成系統。發電系統發出的電能經由輸電系統的輸送，最后由配電系統分配給各個用戶。一般地，將電力系統中從降壓配電變電站（高壓配電變電站）出口到用戶端的這一段系統稱為配電系統。配電系統是由多種配電設備（或元件）和配電設施所組成的變換電壓和直接向終端用戶分配電能的一個電力網絡系統。在我國，配電系統可劃分為高壓配電系統、中壓配電系統和低壓配電系統三部分。由于配電系統作為電力系統的最后一個環節直接面向終端用戶，它的完善與否直接關系著廣大用戶的用電可靠性和用電質量，因而在電力系統中具有重要的地位。我國配電系統的電壓等級，根據《城市電網規劃設計導則》的規定，220kV及其以上電壓為輸電系統，35、63、110kV為高壓配電系統，10、6kV為中壓配電系統，380、220V為低壓配電系統。宿舍樓的配電線路的接線方式采用放射式和樹干式的混合型接線。從變壓器的配電房到宿舍樓的配電柜，采用放射式接線，這樣可以使當某一配電出線發生故障時，不致影響其他配電出線的運行，提高供電的可靠性從宿舍樓的配電箱到每一間宿舍的用電設備采用樹干式接線，它采用的開關電器較少，有色金屬消耗量也較少，克服了放射式接線中采用多開關電器，高消耗有色金屬的問題，且樹干式多采用封閉母線，靈活方便，也較安全，“配電箱－干線組”接線，還省去了變壓器低壓側整套低壓配電裝置，從而使接線大為簡化，投資大大降低。符合了GB50052－1995《供配電系統設計規范》的規定：“供電系統應簡單可靠，同一電壓供電系統的配電級數不宜多于兩級。某宿舍供電系統圖：（1）配電箱電路圖如圖1-2所示。圖1-2配電箱電路（2）分電箱到宿舍的電路如圖1-3所示。圖1-3分電箱到宿舍電路（3）宿舍內部配電系統圖如圖1-4所示。圖1-4宿舍內部配電1.2課題研究的目的及意義目前發電廠和大型變電站中均采用了綜合自動化系統，但對低壓配電網的監控還是薄弱環節，通過對低壓智能監控系統的研究和推廣使得其技術更成熟，應用更廣泛，并和變電站綜合自動化等“孤島”相集合成更高層次的配電監控系統。通過對低壓智能監控系統的研究和推廣，能夠充分發揮和利用低壓智能配電系統的優點即：(1)可以改善低壓配電網管理，具有記錄以前事件的功能，可以迅速地對負載輸入要求作出響應。在系統內可以優化能量消耗的分配，可以均衡負載以減少潛在的停車事件。(2)可以根據系統內設備運行情況安排維修計劃，按計劃維修，減少了維修成本。(3)可以對潛在的事故進行預報警，并及時處理以避免事故的出現，節省時間，減少損失。(4)可以隨時了解到有關故障信息，來指導維修，減少故障的處理時間。(5)可把各配電回路或設備的運行情況(含運行數據)以報表方式或以圖形方式進行顯示并可保存在磁盤上或打印出來，進行日報和月報，提高工作效率。1.3系統設計主要任務（1）實現集中監測的基本網絡結構。（2）現場監測裝置硬件問題。（3）軟件問題。2方案設計設計就是根據題目的要求而對硬件和軟件進行規劃，并選擇最合適的硬件電路和軟件程序來達到目的。硬件設計是通過對設計要求的分析，對各種元器件的了解，而得出分立元件與集成塊的某些連接方法，以達到設計的功能要求。并且把這些元器件焊接在一塊電路板上。它包括對各種元器件的功能和接法的了解，以及對各種元器件的選擇和設計方案的選擇。軟件設計是分析設計的硬件用程序實現其功能，并且調試優化產品功能。2.1設計要求（1）按20個（或更多個）監測點設計了對其進行集中監測的基本網絡結構。（2）應用單片機了設計了現場檢測裝置的硬件電路和軟件電路對電流電壓功率等電氣參數進行監測監測。2.2設計方案2.2.1監測網絡結構目前，實現低壓配電系統智能化可以用不同方式，大多數采用了高速數據處理和網絡通信技術。低壓配電智能化系統主要由智能儀表、電動斷路器、觸摸屏、監控模塊、站級監控微機、局級監控微機組成二級監控網絡，其組成原理示意如圖2-1所示。MODEN打印機局MODEN打印機以太網控MODEN微計算機打印機站MODEN微計算機打印機控以太網控制器微計算機以太網控制器微計算機智能儀表智能儀表斷路器智能儀表智能儀表智能儀表斷路器智能儀表智能儀表智能儀表智能儀表斷路器智能儀表智能儀表智能儀表斷路器智能儀表智能儀表現監控模塊智能儀表場監控模塊智能儀表觸摸屏智能儀表監觸摸屏智能儀表控智能儀表斷路器智能儀表斷路器饋電柜N饋電柜2饋電柜1進線柜圖2-1低壓配電智能化系統2.2.2智能型低壓配電監控系統用通信網絡把眾多的帶有通信接口的低壓配電和控制設備與主計算機連接起來，由計算機進行智能化管理，來實現集中數據處理、集中監控、集中分析及集中調度的低壓配電監控系統。此類產品日前國外較先進的有英國GEC-ALSTHOM公司的ICIS系統、美國西屋公司的IMPACC系統以及ABB公司的INSUM系統等。1．系統的基本組成智能型低壓配電監控系統較常見的為三級結構。如圖2-1所示。從結構上看，整個智能型低壓配電監控系統主要由三部分組成：（1）主計算機。主計算機用來實現對配電和控制設備以及智能型元器件的監控、保護和控制通信。它可以是PC機、己存在的計算機系統、PLC或離散控制系統。（2）通信網絡。主要含主機接口、子網絡監控器及網卡。主計算機通過主機接口對整個通信網絡實施控制，子網絡監控器是二級網的控制器，在較大的配電系統中，采用子網絡監控器可以大大提高主計算機對整個配電系統的訪問速度，提高實際監控的能力。（3）智能型低壓配電和控制設備。也就是采用了帶有通信接口的智能型控制器或智能型電器元件的低壓配電和控制設備。在智能型低壓配電監控系統中，關鍵部分是通信網絡，它就像整個監控系統的神經網一樣，把各現場的配電和控制設備與主計算機連接起來。由于各公司的通信網一般是在工業自動化系統中應用的，因此，各公司的智能低壓配電系統網絡基本上都采用了與工業自動化網相同的網絡，這也有利于把配電系統與工業自動化系統連接起來。主計算機主機接口主計算機主機接口網卡網卡網卡監控裝置配電箱網絡監控口網卡網卡網卡監控裝置配電箱網絡監控口網絡監控口網絡監控口網絡監控口網絡監控口監控裝置監控裝置監控裝置配電箱配電箱配電箱配電箱圖2-2智能型低壓配電和控制設備在通信網絡的通信介質方面，目的應用較多的有光纖、同軸電纜及屏蔽雙絞線。目前在智能型低壓配電系統中應用的基本上是屏蔽雙絞線，硬件接口為RS-485口。關于通信協議。早期的通信協議各公司不盡相同，各自發展自己的協議，但隨著自動化技術和通信技術的發展，帶有通信接口的產品應用量越來越大。往往一家的產品不能完全滿足一個工程的需要，而工程本身又需要有統一的通信網絡，因此為滿足應用的要求協議向標準化、開放性發展，如西門子公司的Profilbus協議，由于各方而性能都比較好，深受歐洲各廠家的歡迎，結果西門子的內部協議上升為德國標準，后又成為歐洲的標準協議之一，被歐洲廠家廣泛采用。目前國際上應用較多的總線協議有Profilbus總線、基金會總線和CANbus總線等。各大公司在統一協議的同時，在自己原有通信網絡的基礎上也開發能連接其他公司通信網絡的接口產品，如A—B公司，KLOCKNERMOELLER公司就有能連接Profilbus網的接口，GFC—ALSTHOM公司的智能馬達控制器能連接到GE公司的網絡上。這樣各公司的產品通用性加強，利于產品的推廣。各種通信網絡的性能一般為傳輸距離1000m以上，所帶設備可達1000臺套，通信速率可達幾百K波特率。2．軟件配置上位計算機上運行的軟件有兩類：一類是系統軟件，也就是我們所說的操作系統．如MIS—DOS6．22和Windows95等。另一類是低壓配電系統的監控軟件。監控軟件又分為兩部分：一部分是監控的應用軟件，對整個配電系統進行管理、監視控制、數據輸出、通信處理等。監控軟件不僅能使主計算機通過通信網絡對整個配電系統各回路的狀態、運行參數等進行采集．還能對所采集的數據狀態進行處理，引入專家系統進行分析、判斷和協調控制．如故障的預報警、故障診斷及保護等。另一部分是應用軟件的運行環境或者稱為軟件平臺。這種軟件平臺各公司可能有所不同，有些公司是直接用C語言，有些公司是用專門開發的組態圖形軟件，如西門子的WINCC軟件，美國Intellution的FIX軟件。這些軟件有著良好的人機界而完善的圖形編程功能。監控系統功能：（1）系統具有對各配電回路的電流、電壓、功率、頻率、功率因數等參量以及運行狀態進行遙測的功能，能把這些狀態和數據在上位機進行處理、分析、判斷和顯示。（2）系統具有根據各配電回路的運行狀態及指令對智能型控制器、斷路器進行遠距離遙控操作的功能。（3）系統具備上位計算機與開關柜中的智能控制器和智能型低壓電器元件等器件，通過通信網絡進行通信的功能，這是智能型低壓配電系統的基本功能。（4）系統具有由上位計算機根據指令或計算機的分析、判斷智能監控器、智能斷路器等智能元器件的設定值和接地、過載、過流等故障保護值進行遙調的功能。2.2.3監測裝置部分方案一：采用A/D轉換芯片分別對電壓、電流回路采樣，然后送給單片機，經單片機計算，算出電能、功率等電量。該方案電路設計較麻煩，并且容易受外部干擾，準確度低，并且編程較麻煩。方案二：采用現在比較流行的電能計量芯片CS5460A實現對電能等電量的采集和測量。CS5460A是Crystal公司推出的用于測電流、電壓、功率等的芯片,是CS5460的增強版,精度高、性能強且成本低。CS5460A包含兩個ΔΣ模-數轉換器（ADC）、高速電能計算功能和一個串行接口的高度集成的ΔΣ模-數轉換器。它可以精確測量和計算有功電能、瞬時功率、IRMS和VRMS，用于研制開發單相2線或3線電表。CS5460A可以使用低成本的分流器或互感器測量電流，使用分壓電阻或電壓互感器測量電壓。CS5460A具有與微控制器通訊的雙向串口，芯片的脈沖輸出頻率與有功能量成正比。CS5460A具有方便的片上AC/DC系統校準功能。“自引導”的特點使CS5460A能獨自工作，在系統上電后自動初始化。在自引導模式中，CS5460A從一個外部EEPROM中讀取校準數據和啟動指令。使用該模式時，CS5460A工作時不需要外加微控制器，因此當電表用于大批量住宅電氣參數測量時，可降低電表的成本。并且本芯片集成度較高便于編程控制，故本設計采用此方案。電流型電壓互感器電流型電壓互感器電壓信號電流互感器電流信號電流/電壓變換電路CS5460AT89C52KeyLCD串口復位時鐘圖2-3多功能電能表硬件框圖該系統主要由顯示模塊、通訊模塊、鍵盤控制模塊、MCU模塊、電能表芯片CS5460模塊、時鐘模塊、存儲器模塊和前端電路調理模塊部分組成。前端電路調理模塊采用變比1：1的電流型電壓互感器，電流模塊采用變比2000：1的電流互感器，利用取樣電阻采樣信號，經變換后的信號以差模電壓的形式接到由CIRRUSLOGIC公司生產的電能表芯片CS5460A，取樣電阻的阻值由被測信號的最大值決定，然后經CS5460A轉換后將電壓、電流、功率、電能等信號傳給單片機AT89S52，AT89S52組成的MCU模塊控制所有芯片的工作、截止及計算和模塊的顯示，顯示模塊采用LCD1602液晶模塊，液晶正常顯示當前測量的電能值、日期、時間，可通過鍵盤控制顯示電壓、電流有效值、功率等；通訊模塊采用Max232芯片實現電能表與PC機之間的通信。并接受PC上位機同步控制并與其通信，該系統可以實現對電能等電參量測量、顯示及采集處理的目的。系統硬件框圖如圖2-1所示。主要部分電路功能如下：（1）電流互感器及調理電路相結合將電信號轉換較小的電信號輸入到檢測芯片。（2）單片機在接收到CS5460A計算出來電氣參數后通過LCD顯示，由鍵盤控制可顯示不同參數如電流，電壓，功率。（3）通過串口與上位機相連實現網絡管理，及實施監控。3硬件電路設計每一個設計都要以一定的知識為基礎，知識的多少在一定程度上決定了設計出來的東西的好壞程度，這些知識包括硬件知識和軟件知識。硬件知識用來設計硬件電路，以實現電信號的采集、隔離、匹配等功能。軟件知識用來設計芯片處理數據的先后順序，數據的獲得途徑以及對數據做怎樣的處理，還有其他的一些驅動和顯示功能等等。當然，在硬件電路里一些芯片是必不可少的，軟件設計也需要對芯片進行編程序。本章將介紹本次設計用到的一些基本知識和主要芯片。3.1設計使用的基本知識我們用單相雙向功率/電能芯片CS5460A，通過調理電路把電壓信號，電流信號轉換為符合的芯片輸入范圍的電壓信號，經過該芯片的計算功能，將數據輸送至單片機顯示，并用串口通訊與上位機相連，從而實現對電力運行的監控。其中主要運用了單片機的知識，及模電的知識。3.2系統主電路系統主電路主要有電參數測量芯片CS5460，單片機最小系統，及單片機顯示電路組成。3.3主控電路原理集成塊出現使硬件電路設計更加簡單易懂，從而得到了廣泛的應用。在這次畢業設計中用到的主要芯片有單片機ATC89C52、電能計量芯片CS5460A。下面詳細介紹它們具體的應用方法。主控電路中，以單片機為主體，通過電能計量芯片CS5460A監測得到的數字值，將數據顯示出來，并上傳至上位機實現實時監控。它是系統的樞紐。3.3.1主控芯片選擇介紹電子式多功能電能表硬件的核心MCU主控制器,它負責按鍵輸入掃描、工作狀態檢測,計量數據的讀入、計算和存儲、電表參數的現場配置以及與外界的通信控制。由于單片機是按工業測控環境要求設計的，抗干擾能力強，環境要求不高，靈活性好，體積輕，可以降低系統的成本獲得較好的性能。單片機基本系統以89C52為核心，單片機選用AT89C52，AT89C52是一種低功耗、高性能的CMOS型8位微型計算機，它有具有8K在系統可編程Flash存儲器，256字節RAM，32線I/O口，3個16位定時／計數器，6向量兩極中斷，一個雙工串行口，具有片內自激振蕩器和時鐘電路等標準功能。此外，AT89C52設有靜態邏輯，用于運行到零頻率，并支持軟件選擇的節電運行方式和空閑方式使CPU停止工作，而允許RAM、定時／計數器、串行口和中斷系統繼續工作。在掉電方式下，片內振蕩器停止工作，由于時鐘被凍結，一切功能都停止，只有片內RAM的內容被保存，直到硬件復位才恢復正常工作。芯片上的EEPROM允許在線（+5V）電擦除、電寫入或采用通用的非易失存儲編程器對程序存儲器重復編程。一般專為ATMELAT89Cx做的編程器均帶有這些功能，單片機對開發設備的要求很低，開發時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可以進行加密。這些都是其他機種不能比擬的，所以我們選用AT89C52。引腳結構如圖3-1所示。圖3-1AT89C52引腳結構圖VCC:電源GND:地P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數據存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數據復用。在這種模式下，P0具有內部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節；在程序校驗時，輸出指令字節。程序校驗時，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數器2的外部計數輸入（P1.0/T2）和時器/計數器2的觸發輸入（P1.1/T2EX），具體如表2.1所示。在flash編程和校驗時P1口接收低8位地址字節。表2.1P1口引腳第二功能引腳號第二功能P1.0T2（定時器/計數器T2的外部計數輸入），時鐘輸出P1.1T2EX（定時器/計數器T2的捕捉/重載觸發信號和方向控制）P1.5MOSI（在系統編程用）P1.6MISO（在系統編程用）P1.7SCK（在系統編程用）P2口：P2口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數據存儲器（例如執行MOVX@DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應用中，P2口使用很強的內部上拉發送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）訪問外部數據存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8P3口：P3口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，p2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表2.2所示。在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。表2.2P3口引腳引腳號第二功能P3.0RXD（串行輸入）P3.1TXD（串行輸出）P3.2INT0(外部中斷0)P3.3INT0(外部中斷0)P3.4T0（定時器0外部輸入）P3.5T1（定時器1外部輸入）P3.6WR(外部數據存儲器寫選通)P3.7RD(外部數據存儲器寫選通)RST:復位輸入。晶振工作時，RST腳持續2個機器周期高電平將使單片機復位。看門狗計時完成后，RST腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認狀態下，復位高電平有效。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調，在每次訪問外部數據存儲器時，ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。這一位置“1”，ALE僅在執行MOVX或MOVC指令時有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個ALE使能標志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設置對微控制器處于外部執行模式下無效。PSEN：外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當AT89S52從外部程序存儲器執行外部代碼時，PSEN在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數據存儲器時，PSEN將不被激活。EA/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執行內部程序指令，EA應該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內部時鐘發生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。主要性能：與MCS-51單片機產品兼容8K字節在系統可編程Flash存儲器三級加密程序存儲器32個可編程I/O口線三個16位定時器/計數器八個中斷源全雙工UART串行通道低功耗空閑和掉電模式掉電后中斷可喚醒看門狗定時器雙數據指針掉電標識符51單片機通常采用上電復位和按鈕復位兩種復位方式。上電復位是利用電容的充放電來實現。按鈕復位又分為按鈕電平復位和按鈕脈沖復位。前者，將復位端通過電阻與VCC相接；后者，利用微分產生正脈沖來達到復位的目的。復位電路參數的選擇，應能保證復位高電平持續時間大于兩個機器周期。在設計中，用到了單片機對輸入口進行查詢并輸出相應的高低電平實現后續工作的控制功能，這將著重在軟件設計部分講到。AT89C51具有四個并行的I/O口，含有雙全工的串行通信口。其引腳特性很常見這里就不加敘述。下面介紹其最小工作系統。（1）時鐘電路：圖3-2時鐘電路圖時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作。AT89C51的時鐘信號可以由兩種方式產生：一種是內部方式，利用芯片內部的振蕩電路，產生時鐘信號；另一種為外部方式，時鐘信號由外部引入。考慮到本次設計對時間的要求不是很高，所以選用內部方式產生時鐘脈沖。89C51單片機雖然有內部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外接元件。外接晶振以及電容C1和C2構成并聯諧振電路，這種方式就是內部時鐘方式。如果振蕩器已起振，則在X2引腳上輸出2.2V左右的正弦波。振蕩頻率f取決于晶振的頻率。不同型號的產品，可選擇的頻率范圍有所不同，一般在0.5－12MHz之間。常用的晶振有6MHz、12MHz和11.0592MHz。電容C1和C2主要作用是幫助起振(諧振)，稱其為諧振電容，其值的大小對振蕩頻率也有影響。因此常用調節C1或C2的容量大小對頻率進行微調，電容容量通常在20～100pF之間選擇，當時鐘頻率為12MHz時其值為30pF。本次設計的電路就是選擇12MHz的時鐘頻率。如圖3-2所示。（2）復位電路：計算機在啟動運行前需要復位，使中央處理器和系統中的其他部件都處于一個確定的初始狀態，單片機從這個狀態開始工作。對于89C51單片機，只要在RST復位端接一個電容至VCC和一個電阻至地即可。在加電瞬間，RST端出現一定時間的高電平，只要高電平保持時間足夠長，就可以使89C51有效地復位。RST端在加電時應保持的高電平時間包括VCC的上升時間和振蕩器起振的時間。VCC的上升時間約為10us，振蕩器起振時間和頻率有關，頻率為10MHz時約為1us。頻率為1MHz時約為10us，所以一般為了可靠地復位，RST在上電時保持20us以上高電平即可。89C51的復位電路有兩種，上電自動復位和人工復位，人工復位方式只是將一個按鍵并聯在上電自動復位電路上。設計的任務中提到要用一個鑰匙來控制控制器工作，這和上電復位開關的功能類似，這里就采用上電自動復位，添加一個開關來作為鑰匙信號，再加一個LCD來指示鑰匙開關是否打開，如圖3-3所示。圖3-3復位電路3.3.2單相電能芯片此時CS5460A概述（1）基本結構及功能CS5460A的內部組成模塊如下：·一個電流通道可編程增益放大器其增益為10和50可選·一個電壓通道固定增益放大器，其增益為10·兩個同時采樣的AD模數轉換器·兩個高速數字濾波器·兩個可選用的高通濾波器·一個功率計算引擎·一個片內電壓基準·一個可以檢測電力不足或電源故障的電源監視器·一個持續監視串口通訊的看門狗·一個可選的內部時鐘發生器·一個雙向串行接口·一個電能、脈沖變換器·一個校準用SRAM（2）主要特性1）在片計算和處理功能；2）可以從串行E2PROM智能“自引導”,不需要微控制器,具有電能-脈沖轉換功能；3）具有AC或DC系統校準功能；4）具有簡單的三線數字串行接口,可以方便地進行讀寫；5）看門狗定時器；6）片上2.5V基準（60×10-6/OC）,單電源+5V或雙向2.5V±10℅電源；7）具有功率方向輸出指示；8）能夠測量瞬時電壓、瞬時電流、瞬時功率、電能、電壓有效值和電流有效值，能完成電能/脈沖轉換；9）電能測量精度：0.1%；10）具有相位補償和系統校準功能；11）具有機械計度器/步進電機驅動器；12）內帶電源監視器；13）電能數據線性度：在1000：1動態范圍內線性度為±0.1%；14）功率消耗小于12mW；15）電源配置：

VA+=+5V,VA-=0V;VD+=+3V～+5V或VA+=2.5V,VA-=-2.5V;VD+=+3V；圖3-4CS5460內部結構圖（3）CS5460寄存器配置CS5460內部集成了包括偏置寄存器，增益寄存器，脈沖速率寄存器和參數寄存器等16個寄存器，還集成了串行口發送寄存器，串行口接受寄存器和一個命令解釋狀態機，用于完成CS5460的設置，采集數據的存儲和串行輸入輸出的控制，圖3-5為內部寄存器分配圖。偏置寄存器偏置寄存器偏置寄存器增益寄存器增益寄存器有符號寄存器無符號寄存器脈沖速率寄存器時基寄存器配置寄存器周期計數寄存器狀態寄存器屏蔽寄存器串行接口命令解釋狀態機接收緩沖區發送緩沖區圖3-5CS5460寄存器分配此命令通知狀態機，一個寄存器的訪問是必需的。在讀取地址教育署到輸出緩沖區，由SCLK時鐘了。在寫數據移入輸入緩沖器到第24SCLK的處理登記。W/R寫入/讀控制0=讀寄存器1=寫入寄存器注冊地址位。二進制編碼的0到31。所有寄存器都是24位地址名稱的說明00000配置寄存器00001電流偏移校準00010電流增益校準00011電壓偏移校準00100電壓增益校準00101數轉換整合以上（N）00110脈沖率用于校準/規模的能量頻率00111最后電壓值01000最后權價值01001最后的總能量值01011RMS電流值01100RMS電壓值01101定時基校正01110內部只使用01111狀態寄存器10000保留10111保留11000內部只使用11001內部專用11010中斷屏蔽寄存器11011內部專用11100保留11111保留（4）操作時序CS5460A串行口包括4條控制線：串行時鐘（SCLK）、串行數據輸入（SDI）、串行數據輸出（SDO）和片選（CS），器讀寫時序如圖2-3所示。CS5460A的串行接口部分集成了一個帶有發送/接收緩沖器的狀態機，狀態機在SCLK的上升沿解釋8位命令字。根據對命令的解碼，狀態機將執行相應的操作，或者為被尋址的寄存器的數據傳輸做準備。讀操作需將被尋址的內部寄存器的數據傳送到發送緩存區，寫操作在數據傳輸前要等24個SCLK周期。內部寄存器用于控制ADC的功能，所有寄存器都是24位。上電復位后，串行狀態機初始化為命令模式，等待接收有效的命令（輸入串口的前8為數據）。在完成對有效命令的接收和解碼后，狀態機將指示轉換器執行系統操作或從內部寄存器輸入輸出數據。當啟動了讀命令，串口將在下8個、16個或24個SCLK周期啟動SDO腳上的寄存器內容的轉移（從高位開始）。寄存器讀指令可以終止在8位的邊界上（例如，讀出時可只讀8，16或24位）。同樣，數據寄存器讀出允許采用“命令鏈”。因此讀寄存器時，微控制器可同時發送新指令，新指令將被立即執行，并可能終止讀操作。例如，命令字送入狀態機讀取某一輸出寄存器，進行了16個連續的讀數據串行時鐘脈沖后，執行寫命令字（如狀態寄存器清零），數據從SDI引腳輸入，同時剩下的8位讀出數據被傳送到SDO引腳。又如，圖3-6CS5460A操作時序圖用戶僅需從讀操作中獲取16位有效位時，可在SDO讀出8位數據后從SDI輸入第二個讀命令。在讀周期，當從SDO引腳輸出數據時，必須用SYNC0指令（NOP）使SDI引腳處于選通態。3.4各部分電路3.4.1顯示部分方案一：采用點陣式數碼管顯示。點陣式數碼管是由八行八列的發光二極管組成，可用來顯示數。但體積較大，且價格也相對較高，不采用此種方案。方案二：采用LED數碼管動態掃描。LED數碼管價格便宜,對于顯示數字最合適,但功耗較大，且顯示容量不夠，所以也不用此種方案。方案三：采用LCD液晶顯示屏。液晶顯示屏的顯示功能強大,可顯示大量文字，顯示多樣,清晰可見,且價格適中，所以采用了LCD作為顯示。DM-162液晶顯示模塊可以和單片機AT89C51直接接口，電路如圖3-7所示。圖3-7液晶與單片機連接3.4.2按建及串口鍵盤：用四個按鍵和四個下拉電阻構成簡單的鍵盤，四個按鍵分別與單片機的平P2.4、P2.5、P2.6、P2.7口連接，當鍵盤被按下后相應口被拉低為低電平，進而實現對單片機的控制。連接圖如圖3-8。圖3-8按鍵電路串口通訊：同步通信占用的資源較多，而且需要外部時鐘提供同步信號以提高接受數據的準確性，外圍電路比較復雜，傳輸中出現錯誤，則成批數據報廢，而異步通信外圍電路簡單，傳輸速度快。所以我們采用串口異步通信。使用RS-232C做接口標準的通訊模塊，傳輸速率為20kbps,在15m范圍之內，可進行有效通訊，而且可直接和PC機相接，有利于進一步的功能擴展，使用也比較方便。由于89S52單片機輸入、輸出電平為TTL電平,而PC機配置的是RS-232C標準串行接口,兩者的電氣規范不一致,單片機中的信號電平是TTL型的,而RS-232C采用負邏輯，為了完成與RS-232C通信總線數據通信的功能,必須進行電平轉換。兩種電平轉換電路通常是由專用電平轉換芯片MAX232來實現的,可實現RS-232C與TTL電平的轉換。圖3-9為串口通訊電路圖。圖3-9通信電路3.4.3存儲部分存儲部分采用AT24C16存儲芯片管腳圖如3-10，其具有以下特性特性：*與400KHzI2C總線兼容*1.8到6.0伏工作電壓范圍*低功耗CMOS技術*寫保護功能當WP為高電平時進入寫保護狀態*頁寫緩沖器*自定時擦寫周期*1,000,000編程/擦除周期*可保存數據100年*8腳DIPSOIC或TSSOP封裝*溫度范圍商業級工業級和汽車級圖3-10AT24C16引腳圖圖3-11AT24C16擴展原理圖AT24C16支持C總線數據傳送協議,I2C總線協議規定,任何將數據傳送到總線的器件作為發送器,任何從總線接收數據的器件為接收器,數據傳送是由產生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的,主器件和從器件都可以作為發送器或接收器,但由主器件控制傳送數據發送或接收的模式。AT24C16擴展原理圖如圖3-11。由于其控制引腳較少，占用單片機口線較少，在少量數據存儲中有非常大優勢，因為在本設計中，我們只需將校表數據及少量的電能數據存儲其中，以做到系統掉電時不丟失數據，免除每次開機時的校表過程，故選用控制引腳簡潔的AT24C16將非常的合適。3.3.4時鐘模塊時鐘模塊采用DALLAS公司推出的DS1302。它內部含有一個實時時鐘/日歷和31字節靜態RAM，通過簡單的串行接口與單片機進行通信，實時時鐘/日歷電路提供秒分、時、日期、月、年的信息，每月的天數和閏年的天數可自動調整，時鐘操作可通過AM/PM指示決定采用24或12小時格式。管腳功能圖如圖3-12所示。圖3-121302管腳圖DS1302與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到三個口線：1RES復位，2I/O數據線，3SCLK串行時鐘時鐘，RAM的讀/寫數據以一個字節或多達31個字節的字符組方式通信，DS1302工作時功耗很低，保持數據和時鐘信息時功率小于1mW，DS1302是由DS1202改進而來增加了以下的特性，雙電源管腳用于主電源和備份電源供應，Vcc1為可編程涓流充電電源附加七個字節存儲器，它廣泛應用于電話傳真便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產品領域，其與單片機連接原理圖如圖3-13。圖3-13DS1302接單片機原理圖3.4.5前端電路調理模塊的設計電壓調理部分:對于系統的前端電壓調理部分，我們采用變比為2mA/2mA的電流互感器和高精度電阻作為輸入電路部分電路如圖2-2所示。系統設計采用220V的市電電壓輸入，首先外接Rx=110k電阻得到2mA的電流，然后通過變比為2mA/2mA的互感器，然后在二次側連接1個66Ω的定值電阻得到所需的輸入電壓，可以為CS5460A提供電壓信號，不超出芯片的測量范圍。當然電阻R2值可以根據不同的電壓來調整。并加入RC濾波網絡對信號初步濾波，并加入放抖動電容保護芯片。電流調理部分:電流調理部分采用變比2000：1的電流互感器，然后經一精密電阻將電流信號轉變成電壓信號。并加入RC濾波網絡對信號初步濾波，并加入放抖動電容保護芯片。經變換后的補測信號以差模電壓的形式接到CS5460A的模擬信號輸入端。由于互感器角差的影響，可能造成輸入信號的相移，使功率測量的誤差增大。而CS5460A具有相位補償功能（可進行-2.4°至+2.5°的相位補償，步進0.34°），可以大大減小互感器角差的影響。前端電路調理模塊原理圖3-14所示。圖3-14前端電路調理模塊3.3.65V穩壓直流電壓源由于本裝置要長時間對電力參數進行監測，故很有必要配上一個5伏穩壓直流電壓源，為該檢測裝置提穩定的供工作電壓。原理圖如圖3-15所示。原理：該部分電路分為三個部分：整流電路部分、濾波電路部分、穩壓電路部分。整流電路部分：經過變壓器變壓后的仍然是交流電，需要轉換為直流電才能提供給后級電路，這個轉換電路就是整流電路。在直流穩壓電源中利用二極管的單項導電特性，將方向變化的交流電整流為直流電。典型的如橋式整流電路。這種整流電路使用普通的變壓器，但是比全波整流多用了兩個整流二極管。由于四個整流二極管連接成電橋形式，所以稱這種整流電路為橋式整流電路。濾波電路部分：交流電經過整流后得到的是脈動直流，這樣的直流電源由于所含交流紋波很大，不能直接用作電子電路的電源。濾波電路可以大大降低這種交流紋波成份，讓整流后的電壓波形變得比較平滑。之所以使用電容濾波電路是利用電容的充放電原理來達到濾波的作用。在脈動直流波形的上升段，電容C1充電，由于充電時間常數很小，所以充電速度很快；在脈動直流波形的下降段，電容C1放電，由于放電時間常數很大，所以放電速度很慢。在C1還沒有完全放電時再次開始進行充電。這樣通過電容的反復充放電實現了濾波作用。選取濾波電容C的大小與負載RL和脈動電壓的頻率有關。穩壓電路部分：穩壓電路：其作用是當交流電網電壓波動或負載變化時，保證輸出直流電壓的穩定。簡單的穩壓電路可采用穩壓管來實現，在穩壓性能要求較高的場合，可采用串聯反饋式穩壓電路（包括基準電壓、取樣電路、放大電路和調整管部分）。目前市場上通用的集成穩壓電路已非常普遍。集成穩壓電路與分立元件組成的穩壓電路相比，具有外接電路簡單，使用方便、體積小、工作可靠等優點。常用的集成穩壓器有三端固定集成穩壓器三端可調集成穩壓器，它們都屬于電壓串聯反饋型。圖3-155V穩壓直流電壓源4系統軟件設計在單片機測量系統中，軟件的重要性與硬件同等重要。軟件是靈魂，硬件是軀體，但系統的硬件電路確定之后，系統的主要功能還要靠軟件來實現，而且軟件的設計基本決定了系統的性能。本系統的軟件設計是在KeilULINK的軟件環境下采用C語言編程和調試的，Keil系列軟件具有良好的調試界面，優秀的編譯效果，豐富的使用資料，應用十分廣泛，而C語言功能豐富，表達能力強，目標程序效率高，可移植性好，即具有高級語言的優點，又具有低級語言的許多特點，兩者的完美結合，很好的實現了軟件功能。4.1程序設計流程：ATC89C52的INTO接到CS5460的INT端，當有中斷申請時，通過讀取內部狀態寄存器，以獲得CS5460的工作情況，經判斷執行相應的處理程序。程序流程圖如4-1所示。開始開始存儲器測試關定時器，開中斷CS5460初始化，自校準89C52初始化存儲器測試關定時器，開中斷CS5460初始化，自校準89C52初始化N讀CS5460Y讀CS5460數據處理，顯示數據處理，顯示結束結束圖4-1程序流程圖4.2CS5460的設置和啟動步驟：（1）復位CS546，對CS5460的復位腳發復位脈沖，脈沖不少于10MS。（2）寫同步控制命令字。（3）從外部存儲器讀原來保存的校準值，并將讀出的值寫入相應的校準寄存器。（4）寫控制寄存器，設置各寄存器參數。（5）清狀態寄存器。（6）啟動CS5460A開始轉換。（7）讀CS5460A的AD轉換值或計算結果。4.3讀寫CS5460步驟：（1）讀能量寄存器。（2）讀電流有效值寄存器。（3）讀電壓有效值寄存器。（4）讀狀態寄存器，回寫狀態寄存器。（5）設置中斷。以下程序將完成CS5460A的設置和啟動：reset_5460=0;//reset_5460為CS5460A的復位腳Delay_10MS();reset_5460=1;//復位CS5460Abuf[0]=0xff;//SYNC1buf[1]=0xff;//SYNC1buf[2]=0xff;//SYNC1buf[3]=0xfe;//SYNC0Write_CS5460A(buf,4);//寫3個同步命令1之后再寫1個同步命令0buf[0]=0x40;//寫配置寄存器buf[1]=0x01;//GI=1，電流通道增益=50buf[2]=0x00;buf[3]=0x01;//DCLK=MCLK/1Read_Memory(&temp,phase_addr,1);if(temp==0xA5){Read_Memory(&temp,phase_addr+1,1);buf5460[1]=temp;}//假如已經執行過相位補償，設置相位補償值，否則設置相位補償值為0Write_CS5460A(buf,4);//EEPROM保存校準的電流/電壓校準值。//假如指定地址單元等于OXA5，則接下來的3BYTES即是校準值。Load_Rom_To_5460(0x10,0x42);//寫直流電流偏置校準寄存器Load_Rom_To_5460(0x20,0x46);//寫直流電壓偏置校準寄存器Load_Rom_To_5460(0x30,0x44);//寫電流增益校準寄存器Load_Rom_To_5460(0x40,0x48);//寫電壓增益校準寄存器Load_Rom_To_5460(0x50,0x60);//寫交流電流偏置校準寄存器Load_Rom_To_5460(0x60,0x62);//寫交流電壓偏置校準寄存器buf[0]=0x5e;buf[1]=0xff;buf[2]=0xff;buf[3]=0xff;Write_CS5460A(buf,4);//清狀態寄存器buf[0]=0x74;buf[1]=0x00;buf[2]=0x00;buf[3]=0x00;Write_CS5460A(buf,4);//寫中斷屏蔽寄存器，缺省值buf[0]=0x78;buf[1]=0x00;buf[2]=0x00;buf[3]=0x00;//缺省值Write_CS5460A(buf,4);//寫控制寄存器buf[0]=0x4c;buf[1]=0x00;buf[2]=0x34;buf[3]=0x9C;Write_CS5460A(buf,4);//寫EOUT脈沖輸出寄存器buf[0]=0x4A;buf[1]=0x00;buf[2]=0x01;//每秒鐘計算10次，N=400buf[3]=0x90;Write_CS5460A(buf,4);//寫CYCLECOUNT寄存器Read_CS5460A(0x1e,buf);//讀狀態寄存器Buf[3]=buf[2];Buf[2]=buf[1];Buf[1]=buf[0];Buf[0]=0X5E;Write_CS5460A(buf,4);//寫狀態寄存器Buf[0]=0xe8;Write_CS5460A(buf,1);//啟動CS5460A4.4結果顯示步驟：1）將顯示緩存清零。2）初始化單片機。3）設置時鐘。4）lcd顯示程序。5系統調試5.1軟硬件調試根據方案設計的要求，測試過程共分為三大部分：硬件調試、軟件調試和軟硬件聯調。電路按模塊調試，各模塊逐個調試后，再進行聯調。單片機軟件先在最小系統板上調試，確保外部電路正常工作后，再與硬件系統聯調。5.1.1硬件調試硬件調試，查看個硬件模塊電路的連線是否與邏輯圖一致，用萬用表檢測有無短路或短路現象，器件的規格、極性是否有誤。檢查完畢，用萬用表測量一下電路板正負電源端之間的電阻，排除電源短路的可能性。5.1.2軟件調試本系統的軟件調試因AT89C52核心模塊的使用而變得相對容易，keil軟件開發環境，能判斷語法差錯和邏輯差錯，判斷程序無誤后，可以直接下載到單片機中進行調試。5.1.3軟硬聯調在軟件和硬件都基本調通的情況下，進行系統的軟硬件聯調。按照由上向下，模塊化設計的理念對模塊逐個調試：首先，調通液晶顯示模塊，接著給芯片CS5460A的電壓通道和電流通道通入滿量程信號，根據液晶顯示對芯片內的校準寄存器進行設置，進而對測量進行校準調試。調好后，即該芯片能正常工作后，再通以交流電進行進一步校準調試。然后再調通訊模塊，等模塊逐一調通后，再進行聯調。再連接成一個完整的系統調試。