计数器电路范文第1篇

摘要：针对目前以槽型光耦作为主要感光器件的感光计数器，存在对不同透明度被测物识别困难，难以正确计数的问题，设计出一种基于STC10F08单片机的可调感光计数器，经试用，效果较好。

关键词：可调感光计数器槽型光耦单片机

关键词：可调感光计数器槽型光耦单片机

0 引言

0 引言

目前以槽型光耦作为主要感光器件的感光计数器价格低廉，能够通过被测物对光源的遮断实现计数，适用于透明度低的被测物计数。如果被测物透明度较高，如塑料膜片等，难于实现被测物的计数。针对上述问题，设计出一种可调式感光计数器，可通过调节感光域值实现不同透明度被测物的测量计数。

目前以槽型光耦作为主要感光器件的感光计数器价格低廉，能够通过被测物对光源的遮断实现计数，适用于透明度低的被测物计数。如果被测物透明度较高，如塑料膜片等，难于实现被测物的计数。针对上述问题，设计出一种可调式感光计数器，可通过调节感光域值实现不同透明度被测物的测量计数。

1 可调式感光计数器组成

1 可调式感光计数器组成

可调式感光计数器主要由感光传感器模块、单片机、LED显示模块、电源模块和继电器控制模块组成，系统结构图如图1所示。对可调式感光计数器的感光传感器模块进行优化设计，使得用户能够对发光光源的光强进行微调，能够调节感光接收电路感应阈值。

可调式感光计数器主要由感光传感器模块、单片机、LED显示模块、电源模块和继电器控制模块组成，系统结构图如图1所示。对可调式感光计数器的感光传感器模块进行优化设计，使得用户能够对发光光源的光强进行微调，能够调节感光接收电路感应阈值。

2 感光传感器

2 感光传感器

感光传感器模块由三部分组成：光源发射电路，光电接收及信号放大电路。感光传感器模块原理图如图2所示。因为槽型光耦具有价格低廉、耐高压、高阻抗、电气隔离性好和抗干扰能力强等特点，所以采用槽型光耦作为感光元器件。由槽型光耦的输入端输入电信号驱动发光二极管构成光源发射电路，正常工作时，不考虑限流电阻阻值的漂移，发光二极管发出强度和波长固定的光。槽型光耦的光敏三极管作为光电接收电路的主要组成，接收来自光源发射电路发出的光线，当被测物通过时，影响光电接收电路接收到的光强即影响电阻R3两端的电压。采用运算放大器LM358构成电压比较器讲用户设定电压值与R3电阻两端电压比较控制开关三极管Q1打开或关闭。

感光传感器模块由三部分组成：光源发射电路，光电接收及信号放大电路。感光传感器模块原理图如图2所示。因为槽型光耦具有价格低廉、耐高压、高阻抗、电气隔离性好和抗干扰能力强等特点，所以采用槽型光耦作为感光元器件。由槽型光耦的输入端输入电信号驱动发光二极管构成光源发射电路，正常工作时，不考虑限流电阻阻值的漂移，发光二极管发出强度和波长固定的光。槽型光耦的光敏三极管作为光电接收电路的主要组成，接收来自光源发射电路发出的光线，当被测物通过时，影响光电接收电路接收到的光强即影响电阻R3两端的电压。采用运算放大器LM358构成电压比较器讲用户设定电压值与R3电阻两端电压比较控制开关三极管Q1打开或关闭。

3 可调式感光计数器硬件设计

3 可调式感光计数器硬件设计

电源模块含稳压电路，具有整流桥，可直接接入交流（直流）6V~25V电源输入。如图3所示继电器控制模块采用ULN2003驱动小型DC5V直流继电器。单片机I/O口P3.0控制继电器K1，当P3.0为高电位时，继电器K1动作。

电源模块含稳压电路，具有整流桥，可直接接入交流（直流）6V~25V电源输入。如图3所示继电器控制模块采用ULN2003驱动小型DC5V直流继电器。单片机I/O口P3.0控制继电器K1，当P3.0为高电位时，继电器K1动作。

单片机采用STC公司生产的STC10F08单片机作为核心控制芯片。STC10F08是一款性价比非常高的单片机，完全兼容ATMEL公司的AT89C51和AT89S51单片机，具有加密性好、低功耗、高速、可靠性高、抗静电、抗干扰性等特点，近年来得到广泛的使用。

单片机采用STC公司生产的STC10F08单片机作为核心控制芯片。STC10F08是一款性价比非常高的单片机，完全兼容ATMEL公司的AT89C51和AT89S51单片机，具有加密性好、低功耗、高速、可靠性高、抗静电、抗干扰性等特点，近年来得到广泛的使用。

显示模块采用LCD1602A，该模块DC5V供电，低功耗，可显示16X2个字符。由于LCD为静态显示，占用CPU资源少。STC10F08扩展LCD1602A原理图如图4所示。

显示模块采用LCD1602A，该模块DC5V供电，低功耗，可显示16X2个字符。由于LCD为静态显示，占用CPU资源少。STC10F08扩展LCD1602A原理图如图4所示。

4 结论

4 结论

可调式感光计数器解决了低成本透明度较高被测物测量计数检测问题，在用户适当调节传感器后可检测不同透明度被测物的变化，可作为产品流水线上的记录仪。

计数器电路范文第2篇

本文以数字集成电路为核心，设计能够实现智能控制的半导体激光器电源。

半导体激光器LD工作影响因素

半导体激光器的核心是PN结一旦被击穿或谐振腔面部分遭到破坏，则无法产生非平衡载流子和辐射复合，视其破坏程度而表现为激光器输出降低或失效。

造成LD损坏的原因主要为腔面污染和浪涌击穿。腔面污染可通过净化工作环境来解决，而更多的损坏缘于浪涌击穿。浪涌会产生半导体激光器PN结损伤或击穿，其产生原因是多方面的，包括：①电源开关瞬间电流；②电网中其它用电装备起停机；③雷电；④强的静电场等。实际工作环境下的高压、静电、浪涌冲击等因素将造成LD的损坏或使用寿命缩短，因此必须采取措施加以防护。

传统激光器电源是用纯硬件电路实现的，采用模拟控制方式，虽然也能较好的驱动激光，但无法实现精确控制，在很多工业应用中降低了精度和自动化程度，也限制了激光的应用。使用单片机对激光电源进行控制，能简化激光电源的硬件结构，有效地解决半导体激光器工作的准确、稳定和可靠性等问题。随着大规模集成电路技术的迅速发展，采用适合LD的芯片可使电源可靠性得到极大提高。

系统设计

系统框图见图1。主要由以下几部分构成。

・供电电源：实现系统供电电压(交流220V)与系统工作电压之间的转换。并采用滤波技术，使得半导体激光器工作的电压纹波很小，保证半导体激光器的正常工作。

・智能控制：主要由CPU来完成。LD电源工作在恒流模式下，设定电流后，CPU根据传感器采样的电流信号值，经过一定的算法后将输出电压经过运放电路送到激光器驱动芯片的反馈引脚，进行自动调节以达到设定的电流输出，实现激光器的智能化。 ・保护电路：半导体激光器驱动系统必须配备保护电路。保护电路将减小LD实际运用中受到的外界影响，增强了系统的可靠性。这部分主要包括过温保护、过流保护、浪涌保护等电路。

硬件电路

设计电源在连续模式下输出电流0～1.5A连续可调，具有很高的电流稳定度和很小的纹波系数，满足中小功率LD所要求的分辨率、稳定性和噪声性能。

恒流源电路

LD供电电路是一个恒流源(见图2)。ETC公司恒流源驱动芯片HY6340为核心元件。供电电压VEE的稳定对输出恒流信号的稳定起着重要作用，因此采用多重滤波技术，将VEE的纹波控制在1mV以下，保证HY6340芯片输出端12、13、14引脚信号的稳定。调节5引脚和6引脚到VEE之间的电压可以分别设定过流保护阀值和过温保护值。在恒定电流工作方式下，通过调节21引脚的输出电平来控制输出电流的大小在0-1.5A之间连续可调。

处理单元

选用Silicon公司的C8051F020为数字处理单元。在扫描按键功能实现中使用了CH451，芯片内置去抖功能和键盘中断功能。可以节省单片机的内部运行时间，确保按键读取的准确性。

电路

为实现调制信号输出电压的独立可调，在输出端添加了两级输出运放U14A和U14B。考虑到带宽要求所以放大器选用Maxim公司的高速运放MAX4215。利用高速运算放大器组成减法电路，使得输出信号由原来的对称于地电位的2Vp―p变为以2.5V电压为中心的2vp-p。当需要外接调制电路时则启动核心单元控制继电器，从而达到内置调制电路和外接调制源之间的转换。

软件设计

软件采用c51编写程序，包括主程序和中断响应程序部分。

主程序主要是实现软启动、慢关机和控制发火。在系统启动时，初始化系统后进入人机对话界面，扫描是否有按键按下，若有则调用按键处理程序，操作者可通过键盘设定输出电流输出电压基准值，同时显示，以便确认。开始工作，通过缓慢增加电压的方式来实现系统的软启动，保护LD。正常工作时，硬件电路中采样电流信号，从数模转换电路出来的信号经过采样电阻，得到相应的电压信号，传给单片机，送出显示。若出现电流波动情况则进行PID控制，其中采用了中值与均值复合滤波方法处理。系统对D／A输出信号调整，进而调整输出电流。主程序中的循环部分不断探测LD的工作电流、工作温度和发射功率，并显示出来以便查看。如果出现故障，中断信号送入单片机端口(分别相应过压、过流、突然断电情况)，系统分别调用中断程序实现对系统的快速保护。主要控制功能均利用中断实现，保证系统响应的实时性。最后当操作者按下按键关闭设备时，系统调用慢关闭程序，安全地停止工作。

数字滤波

对系统干扰作用的冲击信号往往具有较宽频谱，且具有随机性。对此，系统采用了软件方法对采样信号进行了数字平滑滤波。通过对信号进行处理，减少干扰对有用成分的作用。常见数字滤波的方法有中值滤波、均值滤波等。将中值滤波与均值滤波方法结合，构造一种复合滤波方法，具体做法是：首先对样本信号排序，去掉其中的最大值和最小值，再对余下数据组成的序列计算均值作为滤波结果，这样既可滤除冲击干扰又保留了有用信号成分。

保护设置

软启动和慢关机：系统的启动或关闭均由启动／停机键控制。如果判断为开机。则命令LD驱动芯片预热工作，再逐渐增大工作电流至设定值，实现软启动。如果判断为关闭，则逐渐降低工作电流直到零，实现侵关机。

电流过载保护：程序设定或通过键盘确定电流值上限值，CPU通过控制数字电位器调节激光驱动芯片PIN21的电压并检测电流，保证流经LD的电流的稳定，防止出现过流而损，坏LD。实时比较电流设定值和采样值，当实际值大于上限时，系统启动限流保护动作。

测试结果

根据设计制作了数字式电源，连接现有的实验室用的半导体激光器，进行性能测试。

开机后激光器预热半小时，通过软件设定方式调节激光器的工作电流至1.5A，激光器启动系统运行，工作电流平稳上升达到1.5A，动态响应时间在1.5～2s之间。系统输出电流为1.5A，连续工作4小时，每间隔10分钟记录1次电流，按照时间排列测试次序和相应的电流值。测试结果数据描绘曲线见图3。结果表明系统的控制电流稳定，误差小。测试结束后关闭激光器，系统逐步减小输出电压信号，降低输出功率至零后激光器停止工作。结果表明，采用数字控制方案的电源达到激光器的稳态精度要求。

计数器电路范文第3篇

关键词：数字B超；时间增益控制；硬件电路

中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）04-0867-03

在超声诊断设备中，由探头产生的超声波在人体组织传播时，由于组织对声波的散射、吸收以及声束自身的扩散等因素，其能量（振幅，声强等）会随距离的增大而逐渐衰减，反射的回波信号也会逐渐减弱，这样在纵向深度上，不同深度的同一组织器官将以不同的灰度值显示，不能反映真实反射体的本质。因此，必须采用时间增益控制器（TGC）补偿超声波在传播过程中的衰减，本质上就是利用一定的电压曲线控制回波放大器的增益，实验表明，人体组织对超声波的衰减呈指数规律，补偿电压曲线也为一条指数函数曲线。

1 方案设计

TGC以一条指数曲线进行增益补偿，但在实际使用中，诊断医生医师需要调整局部增益，以获得更高的图像细节来查看感兴趣的部位，补偿曲线并不是一成不变的，所以，在设计出基础TGC曲线后，需要根据使用情况，以该曲线为基础进行调节，该文采用单片机+FPGA的设计方案，如图1所示。

单片机片内ROM中存储TGC基础曲线波形表，通过偏移量采集电路获取用户对该TGC的控制信息，并在基础曲线上进行重新计算更新波形表，将新的波形表通过IO口以自定义协议传输给FPGA，FPGA将接收到的TGC波形表存储于片内Ram，在B超扫描同步信号的作用下控制DAC完成数模转换，形成模拟电压曲线，再通过放大器调节至压控放大器所需要的电压范围。输出曲线可以通过修改单片机内部基础曲线波形表以及调整算法修正，具有灵活性好的特点。

2 硬件电路设计

2.1 TGC信号发生电路的设计

信号发生电路主要包括FPGA部分的逻辑电路、D/A变换器、放大电路等。FPGA产生对D/A的控制信号，D/A输出STC曲线，再经过放大输出。

系统要求D/A的转换速率至少在4MHz以上，选择TI的TLC5602，该D/A的最小转换速率为20MHz，+5V电源供电，而且功耗极低，典型功耗为80mW，该文中D/A的参考电压为+4.02V，其输出电压范围为4V～5V，所以其电压精度为1/256=4 mV，很好的满足了系统的要求。设计电路如图2所示。

由于D/A的输出范围为4V～5V，而所需要的STC电压调节曲线范围在0～2V，因此需要通过模拟电路将电压变换到0～2V，设计将信号加上-4V后，信号范围为0～1V，放大2倍即得到0～2V，为了提高带负载能力，增加一级电压跟随器，电路如图3所示。

2.2 偏移量采集电路设计

TGC调节有9个，即8个分段调节以及1个总体调节，8个分段调节通过滑动变阻器进行实现，偏移量的采集需要AD完成，该文选择TLC5510集成A/D转换器，AD部分电路设计如图4所示。

由于TLC5510是单通道采样，而所需采集的电压有8个通道，在此采用一个模拟开关CD4051来进行通道选择，以实现对8个通道的分时采样，该部分是模拟电路，对纹波要求比较高，需要考虑将模拟部分与数字部分隔离开来，以提高抗干扰能力。该文采取将电源和地单点相接的方法，用一个零欧姆电阻将模拟电源与数字电源及模拟地与数字地隔开。

由于单片机是3.3V供电，而A/D的输出是5V的电平，控制CD4051也需要5V的电压，因此，设计中采用了74LVC245ADR实现电平转换。74LVC245是一个可以选择电平转换方向的电平转换芯片，当DIR接高电平时候，是从A端的5V转换到B端的3.3V，而当DIR接低电平的时候，是从B端的3.3V转换到A端的5V。

TGC的总体调节由旋转编码器实现。其电路设计如图6所示旋转编码器的A端接在单片机的外部中断管脚上，EB端接单片机普通I/0，采用下降沿触发，当旋转编码器时，会产生一个下降沿的中断，判断B端的高低电平就可以知道是正传或者反转。如果为高电平则为正转，否则为反转。

2.3 单片机与FPGA系统

在该TGC设计方案中，单片机和FPGA是整个系统的处理核心，常用的单片机类型多种多样，考虑到开发的容易和安全性能，采用加密性较强的STC12LE5A60S2单片机，为传统8051单片机划时代升级换代产品，管脚完全兼容，可以直接取代传统89C51/89S51系列单片机，单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12 倍。FPGA则选用ACTEL公司IGLOO系列的AGL060，该以Flash为工艺为基础功，可重编程FPGA，不需要配置芯片，上电即可运行，低功耗，安全性高。

3 结束语

采用FPGA和单片机加辅助电路相结合的方式完成数字B超TGC，具有结构简单，易于扩展，灵活性高的特点，电路设计中尽可能采用集成器件具备较好的抗干扰性能，能很好满足应用需求。

参考文献：

[1] 冯若.超声诊断设备原理与设计[M].北京：中国医药科技出版社，1993.

计数器电路范文第4篇

    传统断路器计数器的电源接在断路器本体的辅助开关S1,断路器动作后S1触点闭合计数器动作。传统断路器计数器存在如下的主要问题。1)传统断路器计数器对断路器分合闸的动作无法加以区分,并且对断路器检修状态动作、正常运行状态动作和故障短路状态动作无法进行区别。2)传统断路器计数器机械机构长期运行可靠性下降,易发生机械故障。由于是机械结构,无法为变电站综合自动化服务。3)由于传统断路器计数器安装于断路器上,且示数装置较小,不方便运行人员读数和记录,会存在漏计现象。

    新型数字式断路器动作计数器的技术要求

    针对传统断路器计数器存在的问题,上海市电力公司奉贤供电公司研制了一种包含数字电路和CPU运算的新型数字式断路器动作计数器(下称数字式断路器计数器)来实现对断路器不同动作情况加以识别,分别记录并加以储存。通过数字式断路器计数器内部CPU的脉冲,始终实现对断路器动作情况的实施监控、数据采集,并最终实现数据上传,这样就可以有效地解决对断路器动作区别计数的问题。对数字式断路器计数器的技术要求如下。为了实现对于断路器不同动作情况的区分,需要从外部引入反映断路器动作情况的状态量。而最直接反映断路器动作环境的量就是当时电网的状态量,可以通过从电网二次侧取得反映电网工况的运行参量,将其和断路器动作信号一同输入到计数器的逻辑判断回路,通过数字式断路器计数器中CUP和预先设定的固定程序,来达到对于断路器动作情况的判别,并将结果分别储存到闪存的不同数据区。而对于断路器检修状态则可以独立的设置一个计数器脱机的状态,使得检修时断路器动作情况不计入总的断路器动作数中。另外,由于数字式断路器计数器采用电子信号采样处理、数字式储存的方式,因此数字式断路器计数器自身受外界不定因素造成计数不可靠的情况得到有效控制,且数据储存形式安全可靠。

    数字式断路器计数器的设计方案

    基本功能为了实现对数字式断路器计数器的技术要求,数字式断路器计数器应满足以下基本功能:①在正常运行状态下,保护动作且断路器动作,计数;②继电保护校验时保护动作、断路器动作,不计数;③检修时断路器动作,不计数;④信号继电器震动掉牌,不计数;⑤断路器正常操作时,不计数;⑥为保证数字式断路器计数器工作可靠性,应具有失电记忆功能。数字式断路器计数器在满足以上基本功能要求的前提下,在信号接入回路上要求二次侧接线尽量简洁,减少对继电保护工作回路的影响。同时在电路设计和原件选用上,在耐压、绝缘、抗干扰、稳定性、离散性等方面都应严格控制,确保数字式断路器计数器工作可靠、稳定。工作原理图数字式断路器计数器工作电源采用独立的小开关从110V直流母线上获取电压,在确保工作电源独立性的前提条件下,也方便了数字式断路器计数器安装和更换时投入和退出运行。在数字式断路器计数器动作信号回路方面,工作信号取自信号小母线,同时结合断路器信号继电器及断路器辅助接点等形成了另一套完整独立的回路。这不但保证了数字式断路器计数器工作信号独立不受干扰,也减少由于从二次侧接线而给继电保护装置造成干扰及不稳定因素。数字式断路器计数器的二次接线图,数字式断路器计数器的工作原理图如图(图略)4.3技术指标结合数字式断路器计数器工作原理图和现场设备实际工作工况,对于数字式断路器计数器的主要技术指标做出如下要求。1)额定电压为直流220、110V。2)信号电压为直流110V。3)功率消耗:装置直流电源回路的功耗,不大于3W。4)介质强度:装置导电部分连在一起对非带电金属部分或外壳的绝缘,应能承受50Hz交流实验电压2000V(有效值)、历时1min的试验而无绝缘击穿或闪络现象。5)装置的电器寿命为6万h。6)电磁兼容试验:对设备进行衰减振荡波试验,能满足GB/6162—1985《静态继电器及保护装置的电气干扰试验》标准要求,冲击电压试验,能满足GB/T7261—2000《继电器及装置基本试验方法》中19.标准要求;静电放电抗扰度试验,能满足IEC-61000-4-2标准要求;耐湿热试验,能满足GB/T7261—2000《继电器及装置基本试验方法》中第20章标准要求;高低温试验,能满足GB/T7261—2000《继电器及装置基本试验方法》中第21章标准要求。数字式断路器计数器与传统断路器计数器的性能比较如表1所示。

    数字式断路器计数器的应用效果

    上海市电力公司奉贤供电公司通过与上海华通自动化设备有限公司的合作攻关,研制了JSQ-1型数字式断路器动作计数器。JSQ-1型数字式断路器动作计数器,目前仅可实现检修状态动作和正常运行状态动作的区分。数字式断路器计数器于2011年2月在奉贤供电公司35kV明城站开始投入运行,使得断路器故障电流动作次数的手工记录变成自动记录。数字式断路器计数器投运至今,已经运行了近一年,运行情况正常,装置的记录数据准确,数据在任何情况下可长期保存,且显示直观、表达清晰、设置方便,大大提高了对断路器动作计数的可靠性。

计数器电路范文第5篇

关键词：远程监控;路由器;智能

采用中央计算机对智能电度表进行远程监控——即对用户进行远程供电、停电、抄表、计费等工作，既准确、可靠、安全，又具有节省人力等优点。目前很多国家和地区正在开展这项课题的研究，一些地区已取得初步经验和效果。

图1是远程抄表机监控系统的原理框图。它主要由以计算机为核心的系统管理中心、路由器和智能电度表共同组成。

中央计算机：选用可编程、运算速度快、具有大容量硬盘、显示器、键盘和打印机的计算机系统，并且事先编制了可供操作人员执行的、具有寻址、读数、计费、制表、仃电自保等功能的“专用软件”。

路由器：由图1知：路由器是中央计算机和智能电度表的“桥梁”。它是本系统一个专用的设备，类似“moden”，担负着“通讯”的任务。在本系统中共设置了3种路由器：主路由器、并路由器和从路由器。它们的原理、结构和功能基本上是相同的。图1左下角的虚框所示是从路由器的原理框图。与从路由器不同的是：主路由器、并路由器内的扩展口cd4067控制的继电器的“闸刀开关”则直接连接至下一级路由器。这样扩展口cd4067控制继电器“得电”工作时，主路由器则接通与继电器同一编码的并路由器，而并路由器则接通与继电器同一编码的从路由器。即系统连接时，都是按照图1所示连接它们的。这样，一个系统管理中心管理着16个（编号为0～15）主路由器；每个主路由器下接16个（编号为0～15）并路由器；每个并路由器又下接16个（编号为0～15）从路由器；每个从路由器下接16个（编号为0～15）智能电度表。如此，每一个主路由器为一分支。每一分支共用了263个路由器，可检测65536户智能电度表（用户）。16个主路由器分支，即一个远程抄表机系统用了4208个路由器，可检测1048576户智能电度表（用户）。正因为它们在系统中的连接方式不同，所以，它们执行具体的程序流程也不是完全相同的。

地址分配：操作人员在给用户“建帐”时，为了既便于记忆、又方便从键盘上输入计算机，用户代码采用了十六进制代码。用户代码输入计算机后，再将它们转换为4字节ascii代码，然后再转换为四字节二进制代码，并存放在远程抄表机系统中计算机大容量的硬盘存贮器内。这个“代码”既是用户的“帐号”， 也是计算机寻访用户、读取用户用电数据的“地址”。而各路由器的地址代码，则根据为用户建帐时的设定值，在现场使用拨码开关作相同的设定，以便远程抄表机系统对各路由器寻址。

这样，远程抄表机系统的基本工作原理可简述如下：

寻址：在需要对用户进行抄表时，远程抄表机系统计算机先向系统内各路由器发出寻址代码命令。寻址代码能有效地寻访各级路由器。

寻址程序流程图如图2所示，它是由中央计算机、主路由器、并路由器、从路由器依次、分别执行的。

读数（抄表）：抄表时， 系统采用了下级设备向上级设备申请中断方式，由上级设备读取下级设备数据的技术来实现的。当远程抄表系统计算机向系统内各路由器发出抄表命令后，抄表命令经第3分支主路由器、第10号并路由器，到达第15号从路由器后，在第15号从路由器内的单片机控制cm4089将抄表命令发送信号给第9号智能电度表。于是该电度表的单片机便向上级从路由器的单片机申请中断，由从路由器单片机执行中断服务程序，读取电度表存放在at89c51片内数据存贮区内或eeprom中的电度数值，并将它存贮到从路由器中at89c51片内数据存贮区内；当从路由器单片机执行完中断服务程序后，它再向上级的并路由器的单片机申请中断，于是上级并路由器的单片机执行中断服务程序，读取存放在下级从路由器中at89c51片内数据存贮区内的电度数值，并将它存贮到并路由器中at89c51片内数据存贮区内……。这样，存放在被寻址选中的电度表中的at89c51片内数据存贮区内或eeprom中的电度数值，便被逐级向上传送，最后存入中央计算机指定的数据缓冲区，再写入操作人员在建帐时给用户指定帐号的数据区中。一般每个用户帐号保存着当月之前12个月的用电数据，以便操作人员计费、制表时调用和用户查询。

智能电度表是由电能计量器、光电隔离器、数据接收、发送器、eeprom存贮器、时钟和7位数码显示器等组成。

其中电能变换计量器是智能电度表关键部件之一，采用我国检测电量常用芯片bl0932和外接采样用户电压、电流变换器技术而实现记录用户用电数据的。如图4左边的虚框所示。专用芯片bl0932是由乘法器、电压频率变换器(v-f)和脉冲计数器组成的。

智能电度表的基本工作原理简述如下。

根据有功电能的计算方法：

电流信号i：电流信号是从串接于用户电流回路上的一段优质（温度性能好、电阻率为0.44～0.5ωmm2/m）的一级精密锰铜合金获取的。

电压信号u：电压信号是直接从跨接在相线和零线之间的精密电阻分压器上获取的，u≈0.63 v。

这样, 电压信号u（t）和电流信号i(t) 输入到bl0932的乘法器中进行相乘, 在（t）时间内得到一个正比于电能的电压信号e, 此电压信号e经v-f变换器变换后, 输出一个正比于电能的脉冲信号。脉冲信号经脉冲计数器计数后，再经光电隔离器送入单片机at89c51并由单片机将bl0932送出的脉冲信号转换为的电度数，并计算其功率。

若脉冲信号在(t)时间内的汁数值为n, 则在(t)时间内的平均功率为：

p=nδ(t)(2)

然后单片机at89c51将上述计算的电度数据存入24c04内，它是一种具有低电压、用施密特触发、高可靠、可擦写百万次的、数据可保存100年的、采用串行两总线进行读写的、字位存贮容量为512×8（4k）等性能的eeprom 存贮器。

电度表的主程序是根据它的主要工作情况来设计的，根据上述分析可知：它就是一个定点4字节求和程序。设存放在eeprom中第k～k+3单元的电度数值为加数；单片读取电能计量器输出的脉冲信号并转化为电度数值后、暂存在单片机片内数据区中50h～53h的、当前用电数据为被加数。程序中以dpl为计数器指针，r0存放求和数据，r1作被加数地址指针，r2作加数地址指针。则电度表的主程序流程图如图4所示。

值得指出的是：本系统的路由器和电度表在选用单片微机时，都采用at89c51型号单片机。这样做主要考虑到mcs-51系列单片机具有下述特点：一、at89c51片内有4k flash存贮器可作程序空间。二、mcs-51系列单片机片内有位寻址和字节寻址内部数据存贮器，可作特征标志位和存放待写、读的电度数据用。三、80c51单片机具有节电运行方式和掉电保护方式，这对本系统内路由器和电度表的工作和运行具有极其重要意义，节电运行方式可使处在非访问、读数期间节省电能；而掉电保护方式，则使遇到电网突然仃止供电的路由器和电度表能及时保存重要数据，以利于电网恢复供电时，系统能正常地继续工作。

同时，必需指出的是：尽管采用计算机远程监控用户电度表的优点很多，但是由于系统较复杂、涉及面较广, 目前要推广使用本研究系统, 需要各方协调、共同努力才能快速实施。

参考文献

［1］赵保经等.中国集成电路大全［m］.北京：国防工业出版社,1986.