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基于ATmega128的32路遥脉单元设计及应用

发布时间:2020-08-26 发布时间:
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随着国家机关大楼、大型公共建筑能耗计量考核规范的推出,主要电气干线加装电能计量装置已成为设计、审图和竣工验收的内容之一,有条件的省市还要建立能耗监测系统。

但已建楼宇主要电气干线上一般安装的往往是壁挂式机械电能表,不带RS485通讯接口,拆除重装智能表既造成浪费,又增加成本。本文介绍一款具有32路遥脉接点输入的ARTU-P32,该装置可接受32路有源或无源电能脉冲信号,把各路脉冲分别进行累加计数,再经通讯实现和上位机监控系统的数据交换,既不浪费原有电表,又实现电能集中抄表,减少人工抄表成本,提高管理效率。
1电路设计原理
ARTU-P32遥脉单元硬件电路包括,主CPU芯片、拨码开关设定输入、实时时钟、双路RS485通讯、脉冲计数存储、电源管理及看门狗控制、光电隔离输入采集、供电电源模块等8部分组成。(见图1)

本文引用地址:/zixunimg/eepwimg/www.eepw.com.cn/article/201612/324141.htm

图1电路结构


1.1主控CPU

32路开关量信号采集单元(ARTU-P32)设计采用ATMEL公司的ATmega128,单芯片实现双路RS485通讯、数据处理、脉冲记录存取,显示状态控制等。ATmega128是ATMEL公司推出的一款8位RISC结构高速低功耗单片机,在16M时钟频率时系统性能可达16MIPS,内带128k的Flash、4k的EEPROM、4k系统SRAM;可扩展64k外部存储器;两路UART通讯口。同时该芯片拥有JTAG在线编程口,方便用户调试,降低了开发成本,53个可编程I/O口可以挂接足够多的外围设备。
1.2拨码开关设定输入
拨码开关提供用户一个简化的人机接口,用于设定RS485通讯中的地址、波特率、数据格式等设定功能,拨码开关(SW1)的10位数据口都接10k电阻上拉到Vcc,电路使用一个74HC244(IC5)数据缓冲器,把拨码开关的状态传送到8位数据总线,剩余两根数据线则直接接到CPU的I/O端口。(见图2)


图2拨码开关设定输入电路


1.3实时时钟
实时时钟芯片RX-8025A(IC4)提供给系统当前时间数据,该芯片拥有400kHz 串行IIC总线接口,其内置的32.768 kHz 石英振荡器,提供宽温、高稳定性的实时时间数据。
1.4通讯方式
通讯方式采用双路RS485方式,调试及设定和上位机通讯部分在物理上分成两路,互不干扰,有效防止可能存在的误操作。(见图3)


图3双路RS485通讯电路



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