3-1-1_DDSF系列电能表设计方案.pdf

11 DDSF 系列电能表的设计方案 1.1 DDSF 系列电能表设计方案概述 DDSF 系列电能表的硬件电路设计由电源电路设计、计量电路设计、通讯电路设计、 MCU 及其它部分电路设计四大部分组成。其中核心部分是计量电路的设计，它是电能表计 量准确性的关键部分，是电能表计量功能的体现，但是其他部分也是缺一不可的，特别是单 片机控制器，它是电能表系统的灵魂，实现系统中各个部件协调控制，人机交互，多费率控 制等等重要的功能。 MCU及其相关 计量电 RS485通讯 部分电源电路 源电路 电源电路 RS485通讯 红外通讯 信道 信道 电源电路部分 通讯信道 电池欠压 切换电路 检测 CD4066 RS232及切换控制 被测电压 系统掉电 拾取电路 检测 计量芯片电路 MCU部分 （ADE7755 ） （89LPC931/922 ） 被测电流 ICP电路 拾取电路 I2C总线 LCD驱动器 （PCF8566/PCF8576 ） 存储器 实时时钟 温度传感 EEPROM 指示灯 24WC08 R8025 器LM75 LCD显 示器 图 1.1 DDSF 系列电能表硬件组成框图 由上图所示，电源电路为了提高系统的抗干扰性、可靠性，分为三个独立的电源，使计 量电路，RS485 通讯和MCU 的电源相互隔离，达到互不影响的目的，但是它们使用同一个 变压器，所以应注意变压器的选择。在计量电路部分，ADE7755 芯片是一个数模混合的电 路，因此设计较为困难，要到达良好的计量效果，要采取一定的抗干扰措施（比如数字地和 模拟地应在PCB板上单点连接），特别是在对电流、电压采样的电路直接接在外部线路上， 干扰比较严重。I2C总线在整个系统中占有重要的地位，它关系到LCD显示、电量数据存储、 时间和日期的读取等等，它是MCU与外部设备的接口，是MCU获取信息的窗口，并且根据 外部信息作出相应的判断和动作（比如冻结时间到，MCU作出冻结电量事件发生）。在通讯 电路中，电能表有两个通讯信道（红外信道、RS485 通讯信道），在通讯发生时MCU要判断 是那个信道进行通讯，并且接收通讯帧，判断是否正确，并执行通讯命令。从上面可以看出