單相電子是預付費電度表的研究_畢業設計-資料下載頁

【導讀】2．獨立完成設計任務，培養基本的科研能力；圖紙中的文字符號符合國家現行標準；后用電，實施分時電價，實現自動抄表和收費等。IC卡預付費電子電能表。應運而生，能夠滿足上述要求。集、傳輸到處理的自動化，它克服傳統人工抄表模式的低效率和不確定性，能推進電能管理的現代化。單相電子式預付費電能表的設計是基于AT89C52. 初始化子程序、計量子程序、顯示子程序等子程序的設計。接的橋梁，來存儲由售電管理系統寫入的電量值等。接口簡單、結構緊湊、計量準確、精度高等特點。

　　

【正文】 SMG12232B2 的接口信號說明如表 34 所示。 表 34 SMG12232B2 的接口信號說明 顯示容量 12232 點陣 工作溫度 10℃ ～ +50℃ 芯片工作電壓 ～ 存儲溫度 20℃ ～ +60℃ 芯片工作電流 5mA() 背光源類型 EL 最佳工作電壓 背光源工作電壓 點尺寸 背光源工作電流 30mA 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 RST 復位端（高電平復位） 9 DB1 數據口 1 2 VCC 電源正極 10 DB0 數據口 0 3 DB7 數據口 7 11 GND 電源地 4 DB6 數據口 6 12 WR_____ 寫信號（低電平有效） 5 DB5 數據口 5 13 RD______ 讀信號（低電平有效） 6 DB4 數據口 4 14 CS1 片選 IC1 信號 7 DB3 數據口 3 15 CS2 片選 IC2 信號 8 DB2 數據口 2 16 A0 數據 /命令選擇端 （ H/L） EL+ 背光源驅動電壓輸入端 EL 背光源驅動電壓輸入端 燕山大學本科生畢業設計（論文） 24 ③ SMG12232B2 控制器接口說明 ? 基本操作時序（ L 為低電平， H 為高電平） 讀狀態：輸入 A0=L， CS1 或 CS2=L， RD=L， WR=H 輸出 DB7～ DB0=狀態字 寫指令：輸入 A0=L， CS1 或 CS2=L， RD=H， WR=L， DB7～ DB0=指令碼 輸出無 讀數據：輸 入 A0=H， CS1 或 CS2=L， RD=L， WR=H 輸出 DB7～ DB0=數據 寫數據：輸入 A0=H， CS1 或 CS2=L， RD=H， WR=L， DB7～ DB0=數據 輸出無 ? 狀態字說明 SMG12232B2 狀態字說明如 表 35,36 表 35 SMG12232B2 的狀態字說明 表 35 SMG12232B2 的狀態字說明 在使用時，對控制器的每次讀寫操作之前，都必須進行讀寫檢測。以確保 STA7 為 0。 ? SMG12232B2 中 RAM 的地址映射圖 LCD 顯示屏由兩片控制器控制，每個內部帶有 3280 位（ 320B）的 RAMSTA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 STA0～ 4 未用 STA5 液晶顯示狀態 1： 關閉； 0： 顯示 STA6 未用 STA7 讀寫操作使能 1： 禁止； 0： 允許 第 3 章 單相電子式預付費電度表硬件電路的實現 25 緩沖區，對應關系如圖 38 所示。 圖 38 SMG12232B2 中 RAM 的地址映射 顯示電路的設計 硬件電路如圖 39 所示。 液晶顯示器 SMG12232B2 的片選信號引腳 CS2 或 CS1 被選中時 ,液晶顯示器 SMG12232B2 處于工作狀態。當數據 /命令選擇端 A0 為低電平時，執行命令操作，且在寫信號 WR 有效時，單片機 P0 口向液晶顯示器SMG12232B2 的 DB7—DB0 位輸出狀態字（如液晶顯示狀態、讀寫操作使能狀態）和顯示指令碼。當數據 /命令選擇端 A0 為高電平時，且在寫信號WR 分別有效時，單片機 P0 口向液晶顯示器 SMG12232B2 的 DB7—DB0輸出數據和顯示數據（如正在讀卡，請稍后；空卡；卡短路；非法卡；超負荷等）。 LCD 122X32 IC1 4 頁X61 列 32X61點 IC1 4 頁X61 列 32X61點 第 2 頁 第 3 頁 第 1 頁 第 0 頁 0 4頁X61列 32X610 19 79 0 4頁X61列 32X610 19 79 燕山大學本科生畢業設計（論文） 26 P 1 . 01P 1 . 123P 1 . 24P 1 . 3V C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 24 03 93 83 7P 1 . 45P 1 . 567P 1 . 68P 1 . 7P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 63 63 53 43 3R E S E T9R X D1 01 1T X D1 2I N T 0P 0 . 7E AA L EP S E N3 23 13 02 9I N T 11 3T 01 41 5T 11 6W RP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 42 82 72 62 5R D1 7X T A L 21 81 9X T A L 12 0V S SP 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 02 42 32 22 1+ 5 VV C CD B 0D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 6D B 7A 0C S 1C S 2R DW RR S TG N DS M G 1 2 2 3 2 B 2液晶顯示器C P U1 0 KR 3 7 R 4 4 圖 39 液晶顯示接口電路 其他部分電路設計 IC 卡接口電路 IC 卡接口電路采用的是 Atmel公司的存儲 IC 卡，用于存儲由售電管理系統寫入的卡號、電度數等，是電管部門與用戶連接的橋梁。為了提高 IC卡操作的可靠性，必須有卡上下電控制電路、卡插入檢測電路、卡短路檢測 電路等輔助電路，結合軟件可以大大提高其讀寫的準確性和可靠性。 IC 卡接口電路如圖 310 所示。 R2 VD VT2 組成卡上下電電路。當 IC4 的 =0 時， VT2 導通，第 3 章 單相電子式預付費電度表硬件電路的實現 27 IC 卡座之 VCC 得電；當 IC4 的 =1 時， VT2 截止， IC 卡座之 VCC 失電。IC 卡的 VCC 同時經 VD6 送至 CPU 的 ，檢測有無卡電源短路現象，以防人為破壞。 K K2 為 IC 卡座的一對常閉觸點，當有卡插入時， K K2開路， VT3 導通，給 IC4 的 口送入低電平，此信號用來檢測有無卡插入。 P 1 . 6P 1 . 5P 1 . 4P 1 . 3P 1 . 2A T 8 9 C 5 2C P UV C CG N DS D AS C LK 2K 1I C 卡 卡 座R 1 9 R 2 0 R 1 8Q 39 0 1 4Q 29 0 1 2R 2 4R 2 9 R 2 8D 5D 61 K5 . 1 K 3 K5 . 1 K 5 . 1 K+ 5 V+ 5 VI N 4 1 4 8I N 4 1 4 81 0 K 圖 310 IC 卡接口電路 電能存儲器 由于 IC 卡上有許多用戶信息，如用戶號、電表號、電表剩余電量、累計用電量、電表狀態等，在電表上電和掉電時需要對這些數據進行必要的保燕山大學本科生畢業設計（論文） 28 護，因此需要選擇合適的 E2 PROM 來存放 CPU 讀取到的 IC 卡上的信息以及保護 IC 卡電表的工作狀態參數。 串行 EEPROM 選用 AT24C04， AT24C04為低電壓（ ～ ）、長壽命（可擦寫 10 萬次以上）器件。在掉電時存儲剩余電度數。 1) AT24C04 芯片介紹 AT24C04 是 ATMEL 公司生產的 4KB（ 512Bytes） E2PROM 芯片，引腳圖如圖 311，該芯片采用 I2C 總線設計，主要性能指標與 AT24C02 類似，不同點為： ? 容量為 AT24C02 的兩倍，分為兩部分存儲空間，每部分 256bytes。 ? 有 2 個器件地址選擇腳，一個 I2C 總線最多能夠掛接 4 個 AT24C04 器件 ? 32 頁，每頁 16 字節，每次可連續寫入 16 字節數據。 ? WP 引腳為高電平時， AT24C04 的 0~255 地址空間的數據被寫保護。 ? 需要 9 位的地址進行數據尋址。 圖 311 AT24C04 引腳 接口說明如表 37 A0 為空引腳， A1,A2 口為器件地址設定口，通過 A1,A2 口來設定AT24C04 的器件地址 。 WP 口接低電平時，可以對整個 AT24C04 器件的 512 個字節進行讀寫操作。當 WP 口接高電平后，器件前 256 個地址的數據被保護，只能讀，不可寫入，后 256 個字節數據可進行讀寫操作 A0 A1 A2 GND VCCWP SCL SDA 1 2 3 4 5 6 7 8 第 3 章 單相電子式預付費電度表硬件電路的實現 29 表 37 AT24C04 接口說明 2) I2C 器件 AT24C04 的原理與應用 I2C(Inter－ Integrated Circuit)總線是一種由 PHILIPS 公司開發的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備。 I2C 總線產生于上世紀 80 年代，最初為 音頻和視頻設備開發，如今主要在服務器管理中使用，其中包括單個組件狀態的通信。 I2C 總線最主要的優點是其簡單性和有效性。由于接口直接在組件之上，因此 I2C 總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數量，降低了互聯成本。總線的長度可高達 25 英尺，并且能夠以 10Kbps 的最大傳輸速率支持 40 個組件。 I2C 總線的另一個優點是，它支持多主控(multimastering)，其中任何能夠進行發送和接收的設備都可以成為主總線。一個主控能夠控制信號的傳輸和時鐘頻率。當然，在任何時間點上只能有一個主控。 ? I2C 總 線的構成 I2C 總線是由數據線 SDA 和時鐘 SCL 構成的串行總線，可發送和接收數據。在 CPU 與被控 IC 之間、 IC 與 IC 之間進行雙向傳送，最高傳送速率100kbps，采用 7 位尋址，但是由于數據傳輸速率和應用功能的迅速增加，I2C 總線也增強為快速模式（ 400Kbits/s）和 10 位尋址以滿足更高速度和更 引腳定義 說明 A0 空引腳 A1， A1 器件地址設定引腳 GND 電源地 SDA 數據口 SCL 同步時鐘口 WP 寫保護口 VCC 電源 燕山大學本科生畢業設計（論文） 30 大尋址空間的需求。各種被控制電路均并聯在這條總線上，但就像電話機一樣只有撥通各自的號碼才能工作，所以每個電路和模塊都有唯一的地址。 在信息的傳輸過程中， I2C 總線上并接的每一模塊電路既是主控器（或被控器）， 又是發送器（或接收器），這取決于它所要完成的功能 [14]。 CPU 發出的控制信號分為地址碼和控制量兩部分，地址碼用來選址，即接通需要控制的電路，確定控制的種類；控制量決定該調整的類別（如對比度、亮度等）及需要調整的量。這樣，各控制電路雖然掛在同一條總線上，卻彼此獨立，互不相關。 ? I2C 總線的信號類型 I2C 總線在傳送數據過程中共有三種類型信號，它們分別是：起始信號、終止信號和應答信號。 起始信號： SCL 為高電平時， SDA 由高電平向低電平跳變，開始傳送數據。 終止信號： SCL 為高電平時， SDA 由低 電平向高電平跳變，結束傳送數據。如下圖 312 所示 圖 312 I2C 總線開始和結束信號定義 ? I2C 總線上一次典型的工作流程 ① 開始，發送開始信號，表明傳輸開始。 ② 發送地址，主設備發送地址信息，包含 7 位的從設備地址和 1 位的指示位（表明讀或者寫，即數據流的方向）。 ③ 發送數據，根據指示位，數據在主設備和從設備之間傳輸。數據一第 3 章 單相電子式預付費電度表硬件電路的實現 31 般以 8 位傳輸，最重要的位放在前面；具體能傳輸多少量的數據并沒有限制。接收器上用一位的 ACK（應答信號）表明每一個字節都收到了。傳輸可以被終止和重新開始。 ④ 停止，發送停止信號，結束 傳輸。 目前有很多半導體集成電路上都集成了 I2C 接口。帶有 I2C 接口的單片機有： CYGNAL 的 C8051F0XX 系列， PHILIPSP87