智能电表的硬件设计
电能计量电路设计
电能计量芯片采用CS5460A。其主要功能如下：具有特殊的自动引脚模式功能，能使芯片独立工作，得电时自动初始化 ;具有片内看门狗定时器与内部电源监视器;可以精确测量正反两个方向的电压瞬时值、电流瞬时值、电压有效值、电流有效值以及功率和能量 ;提供了外部复位引脚;双向串行接口与内部寄存器阵列可以方便地与微处理器相连接;外部时钟最高频率可达20 MHz;具有功率方向输出指示 。
智能电表的硬件设计
CS5460A与单片机80C51的连接电路图。
CS5460A与80C51的连接电路图
WiFi通信模块设计
电表采用WiFi无线通信的方式，WiFi通信电路使用BCM8000。WiFi通信技术具有数据传输率高、组网灵活、可移动性好等优点。 WiFi通信采用的是无线网络，使智能电表的安装不受通信线路的局限性，具有安装便利的优势 。WiFi通信电路与单片机80C51 的连接，只需要将BCM8000 的RXDH 和TXDH 引脚分别对应连接到80C51的TXD和RXD引脚，如图3所示。
WiFi通信电路与80C51的硬件连接设计
智能电表的软件设计
智能电表的软件设计部分包括以下的几个部分：电能计量芯片CS5460A的数据传输、液晶显示器1602 显示子程序、键功能处理程序、WiFi 无线通信程序、时钟芯片DS1302 的读/写操作程序、SD卡储存模块的软件设计。
编辑点评：本文是以80C51单片机为核心，基于单片机设计的智能电表，来实现电能的计量与显示、无线通信、数据存储等功能。用户可以通过电表上的按键来选择是显示用户当前用电量，还是某一时段用电量。这种仪表是一种智能化测量仪表。本次设计的智能电表集成了计量与显示电量、数据存储、数据通信等多种功能。经试验验证后，证实了电表性能的稳定、计算准确、误差较小、可以进行无线通信等。但是，本次设计的电表可能在故障自诊断方面有些不足，需要日后加以完善。