文档介绍：应用M68HC908LJ12设计单相复费率电能表
1 引言
随着的不断提高,用电矛盾越来越突出。1995年,我国全面实施分时电价,通过使用复费率电能表来促进电力资源的优化配置,稳定供电秩序,复费率电能表的性能和成本主要取决于单片机的选型。M68HC908LJ12是美国Motorola公司于2001年推出的高性能单片机,功能强大,用于开发复费率电能表,既能简化电路设计、降低成本,又提高电路的抗干扰能力。
2 M68HC908LJ12单片机
M68HC08系列是一类Motorola高性能的8位单片机,具有速度高、功能强和价格低等特点。硬件结构与M6805,M146805级M68HC05兼容,而且功能更加丰富。其指令系统具有200多条指令和16种方式,最快指令周期仅为125ns,而乘法指令也仅需625ns。具有FLASH(闪速存储器)的M68HC908系列的单片机,更能极大地方便应用系统的开发。M68HC908LJ12是带有10位A/D和LCD驱动模块的单片机,其主要特点有:
·最大总线频率为8MHz(~)、4MHz(~)和1MHz(~)内部总线频率;
·12K FLASH闪速存储器,具有在线编程和加密功能;
·片内512K字节RAM;
·多功能定时器接口TIM1和TIM2;
·具有红外功能的串行通信接口SCI;
·CPU正常工作监视模块COP;
·电源电压监视模块LVI;
·实时时钟RTC;
·串行外围部件扩展接口SPI;
·6路10位A/D;
·8个键盘输入中断。
3 单相复费率表的硬件组成
复费率表由电量计量电路、CPU、液晶显示、实时时钟、通讯接口、电源等部分组成。硬件框图见图1。
电能计量部分
当前,电能计量部分一般采用专用的电量计量IC。其中美国AD公司的AD7755、CS5460等性价比较高,采用了上述IC后,电量计量的精度、可靠性及生产的调试、校表就得到了保证。本系统采用AD7755,由计量芯片产生计量脉冲,M68HC908LJ12对计量脉冲计数并根据当前的费率作相应处理。
液晶显示部分
复费率电能表的显示一般采用LCD液晶显示器,M68HC908LJ12内带LCD驱动模块,从而节省了外挂的液晶驱动芯片。M68HC908LJ12的液晶驱动模块的段数可选择为26 4、27 3、27 1。采用动态驱动,1/3偏压。
实时时钟部分
时间是电能分时计量的基础。当前应用较为广泛的时钟芯片有PCF8583、DS1302、4553等。本设计采用的DS1302是美国DALLAS公司推出的串行接口专用实时时钟芯片。芯片内部有可编程的日历时钟和31字节的RAM,~,功耗低,在掉电后,可由电池供电工作10年以上。
处理器部分
处理器部分采用M68HC908LJ12,此单片机与其他系列的单片机实现的电路相比,外围扩展电路极少。电能表中需要掉电不丢失内容的数据存储器以往一般用EEPROM实现,M68HC908LJ12有12K FLASH闪速存储器,具有在线编程和加密功能,可用作这种数据的存储器。电能表常会遇到停电的情形,需要掉电检测,一般外挂电压检测芯片,而M68HC908LJ12