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基于ATmega128的32路遙脈單元設計及應用

2013-04-20 瀏覽數:631

安科瑞 徐玉麗

(江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405)

摘    要:介紹一款基于8位單片機ATmega128為主控芯片,具有接收32路脈沖信號輸入的ARTU-P32型遙脈單元設計原理,以及該產品主要技術指標與應用案例。
關鍵字:ATmega128芯片;遙脈單元;ARTU-P32型

0  引言
隨著國家機關大樓、大型公共建筑能耗計量考核規范的推出,主要電氣干線加裝電能計量裝置已成為設計、審圖和竣工驗收的內容之一,有條件的省市還要建立能耗監測系統。
但已建樓宇主要電氣干線上一般安裝的往往是壁掛式機械電能表,不帶RS485通訊接口,拆除重裝智能表既造成浪費,又增加成本。本文介紹一款具有32路遙脈接點輸入的ARTU-P32,該裝置可接受32路有源或無源電能脈沖信號,把各路脈沖分別進行累加計數,再經通訊實現和上位機監控系統的數據交換,既不浪費原有電表,又實現電能集中抄表,減少人工抄表成本,提高管理效率。

1  電路設計原理
ARTU-P32遙脈單元硬件電路包括,主CPU芯片、撥碼開關設定輸入、實時時鐘、雙路RS485通訊、脈沖計數存儲、電源管理及看門狗控制、光電隔離輸入采集、供電電源模塊等8部分組成。(見圖1)

圖1 電路結構

1.1  主控CPU
32路開關量信號采集單元(ARTU-P32)設計采用ATMEL公司的ATmega128,單芯片實現雙路RS485通訊、數據處理、脈沖記錄存取,顯示狀態控制等。ATmega128是ATMEL公司推出的一款8位RISC結構高速低功耗單片機,在16M時鐘頻率時系統性能可達16MIPS,內帶128k的Flash、4k的EEPROM、4k系統SRAM;可擴展64k外部存儲器;兩路UART通訊口。同時該芯片擁有JTAG在線編程口,方便用戶調試,降低了開發成本,53個可編程I/O口可以掛接足夠多的外圍設備。
1.2  撥碼開關設定輸入
撥碼開關提供用戶一個簡化的人機接口,用于設定RS485通訊中的地址、波特率、數據格式等設定功能,撥碼開關(SW1)的10位數據口都接10k電阻上拉到Vcc,電路使用一個74HC244(IC5)數據緩沖器,把撥碼開關的狀態傳送到8位數據總線,剩余兩根數據線則直接接到CPU的I/O端口。(見圖2)

圖2 撥碼開關設定輸入電路

1.3  實時時鐘
實時時鐘芯片RX-8025A(IC4)提供給系統當前時間數據,該芯片擁有400kHz 串行IIC總線接口,其內置的32.768 kHz 石英振蕩器,提供寬溫、高穩定性的實時時間數據。
1.4  通訊方式
通訊方式采用雙路RS485方式,調試及設定和上位機通訊部分在物理上分成兩路,互不干擾,有效防止可能存在的誤操作。(見圖3)

圖3 雙路RS485通訊電路

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 基于Acrel-5000的大型公共建筑能耗監測系統設計與應用
閱讀下文 >> 分體式LCD顯示馬達控制與保護單元

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