1)整体思路
因为电能表的计量是要求继续性的,而主供电体系不行能是继续的,留意这儿需求一个掉电检测与数据存储的问题。首要检测出供电体系现已断电,然后启用备用电源存储数据,并且数据有必要存储在掉电不易失的存储器(如EEPROM,FLASH等)中。
本运用中,需求检测出掉电后备用电源能供给满足的电能供单片机进行数据存储。整体思路,本运用中单片机选用的是STC89C58RD+,单片机内部现已集成了16K的EEPROM,所以不需求别的外接存储器。ADE7755现已自带了电源监控功用,前面的ADE7755的介绍中现已有所描绘,所以亦无须忧虑。这儿只需求处理好单片机的掉电问题即可。在体系的稳压前端设置监测点,当监测点的电压下降到另一个基准比较电压时发生单片机外部中止。当单片机接纳到外部中止后发动数据存储程序,将数据存储到片内EEPROM内。当主供电体系康复供电后,单片机首要读取EEPROM数据,然后再康复计数。
2)掉电检测
有电压收集转化、电压比较等计划。通过归纳考虑,这儿选用LM393比较器来比照监测点与参考点电压,一旦监测点电压降到某种程度,比较器就会有高电平输出,由此发生单片机外部中止。
别的有一种反其道而行之的计划。在降压后的沟通端加一个光耦发生中止,一旦中止消失程序转向数据存储。
3)备用电源
尽管备用电源能够选用可充电电池,大电容等计划,但因为这儿所需求的电量并不是很大,继续时刻也不需求很长,只需求能完结数据存储即可。所以这儿挑选了大电容作为备用电源这一计划。挑选了在稳压后端与单片机电源端直接并联了两个达3300uF的大容量电解电容。一起,为安全起见,在单片机的电源输入端还串入了一个低正向压降压降的二极管来阻挠大电容向除单片机意外的其他电路放电。
4)数据存储
不行易失存储计划许多,比方EEPROM,FLASH,铁电等。但Flash读写比较费事,铁电也需求另加外围器材,所以这儿挑选单片机内置的EEPROM无疑是最好的挑选。不只读写简略便利,可屡次擦写,削减外围器材与单片机IO口,并且为备用电源减轻了很大的担负。
最终,需求阐明的是,实际上现在许多高级单片机现已集成上述功用。比方AVR自带的BOD(Brown-outDetection)电路,内置模仿比较器,C8051F系列自带AD并且在掉电时主动发生中止。也有独立的专用复位芯片,如TPS3705,ISL88706等。
5)理论核算
(1)按恒流充放电的简化核算:Q=CV=IT.Q是电量,C是电容量,V是电压,I是电流,T是时刻
那么T=CV/I,在本例中能够预算时刻为T=0.0033f*(5.0V-3.8V)/0.012A=0.33s,即330ms.
330/8.5=38.8mS,即最多能够保存38字节数据到EEPROM中,38字节关于本运用现已满足。
数据阐明:
单片机在3.8V到5.5V之间作业正常;单片机的作业电流典型值是4mA;最大作业电流20mA;一般外置EEPROM的读写一个字节的时刻是8.5mS左右。据下面引述材料显现,此核算是保存预算,故可靠性有所确保。
STC单片机datasheet上是这样描绘的:
1.同一次修正的数据放在同一扇区中,不是同一次修正的数据放在别的的扇区,就不须读出维护。
2.假如一个扇区只用一个字节,那就是真实的EEPROM,STC 单片机的Data Flash 比外部EEPROM 要快许多,读一个字节/ 编程一个字节大概是0.2uS/60uS。
3.假如在一个扇区中存放了很多的数据,某次只需求修正其间的一个字节或一部分字节时,则别的的不需求修正的数据须先读出放在STC单片机的RAM中,然后擦除整个扇区,再将需求保存的数据和需修正的数据同时写回该扇区中。这时每个扇区运用的字节数是运用的越少越便利(不需读出一大堆需保存数据)。