摘 要
二十世纪八十年代，随着电力逐步走向市场，用电营销对电能计量工作提出了更高的要求，电能计量表计要承担的功能也越来越多，如在电力系统中，为引导用户更有效、合理、均衡地利用电能，避免尖峰负荷的出现，提高系统的负荷率，达到电网经济运行的目的，需要对用户实行分时计量; 又如，为对电能计量装置进行在线监测，远方遥控，需要对电能表进行远方通信等。同时，随着社会的发展，交易的电量越来越大，供，用双方对自身的权益也越来越关心，这就对电能计量表计的准确度等级提出了越来越高的要求。
本毕业设计通过微电子技术和单片机应用技术对三相四线复费率计量表进行设计。
关键词：电能计量、无线抄表、通信、复费率
目 录
摘要………………………………………………………………………………...……………..I
1 前言…………………………………………………………………………………………..1
2 DTSF系列电能表总体方案设计………………………………………………………...2
2.1 硬件结构………………..…………………………………………………….…....……2
2.2 软件结构………………….…………………………………………….…. . .…………4
3 DTSF系列电能表硬件系统.……………………………………………..………….........6
3.1 电源电路部分………………..……………………………………….….……………..6
3.2 计量电路部分.…………………..…………………………………..…….……………8
3.3 通讯电路部分………………….……..……………………………….………………15
3.4 MCU及其它相关电路部分…………………..……………………….……………..…16
4 PCB制版……………………………………………………………………………………..20
4.1 系统开发工具介绍……………………………...…………………………….………20
4.1.1 Protel软件介绍……………………………………………………………...20
4.1.2 Protel主要功能介绍……………………………………….……………......20
4.1.3 Protel基本设计流程介绍………………………………..….……………....21
5 PCB调制………………………………………………………………………………..……25
5.1 概述……………………….………………………………………………………...…25
5.2 计量芯片ATT7028A……………………………………………………………………26
5.3 外部储存器EEPROM……………………………………………………………………27
5.3.1 管脚描述………………………………………………………………….… 27
5.3.2 器件寻址……..................29
5.3.3 应答信号……………………………………………………………………..29
5.3.4 写操作………………………………………………………………………..30
5.3.4.1 字节写…………………………………………………………......30
5.3.4.2 页写……………………………………………………………......30
5.3.4.3 应答查询……………………………………………………….….30
5.3.4.4 写操作（写保护）……………………………………………..…31
5.3.4.5 读操作……………………………………………………………..31
5.3.4.5.1 立即地址读…………………………………………….31
5.3.4.5.2 选择性读……………………………………………….32
5.3.4.5.3 连续读………………………………………………….32
5.3 LCD 驱动/控制器（PCF8576）…………………………………………………..…33
5.3.1 PFC8576的性能特点……………………………………………………… 33
5.3.2 内部结构…………………………………………………………………..33
5.3.3 工作原理及数据操作格式………………………………………………..35
5.3.3.1显示结构选择于典型硬件连接……………………...…………..35
5.3.3.2 上电复位………………………………………………………....35
5.3.3.3 时钟……………………………………………………………....36
5.3.3.4 时序……………………………………………………………….36
5.3.3.5 显示锁存………………………………………………………….36
5.3.3.6 移位寄存器……………………………………………………….37
5.3.3.7 段输出…………………………………………………………….37
5.3.3.8 背极输出……………………………………………………….…37
5.3.3.9 显示RAM……………………………………………..…………...37
5.3.3.10 数据指针………………………………………………………...37
5.3.3.11 子地址计数器…………………………………………………...37
5.3.3.12 输出存储器选择器………………………………………………37
5.3.3.13 输入存储体选择器………………………………………………37
5.3.3.14 闪烁电路…………………………………………………………37
5.3.4 PCF8576的系统硬件构成与操作方式……………………………..…..39
5.3.4.1 I2C总线的操作方式……………………………………………..39
5.3.4.2 显示驱动的控制指令…………………………………………….40
5.3.4.2.1 方式选择指令（MODE SET）……………………….40
5.3.4.2.2数据指示器装载指令（LOAD DATA POINTER）……40
5.3.4.2.3 存贮体选择指令（BANK SELECT）…………………41
5.4 线串行温度传感器和热监控器TCN75……………………………………………...…42
5.4.1概述…………………………………………….…………………………...42
5.4.2 引脚与其功能…………………………………..…………………..………43
5.4.3 比较器/中断方式……………………………………………………..………44
5.4.4 关闭方式………………………………………………………………………44
5.4.5 串行端口工作…………………………………………………………………45
5.4.5.1 开始条件START…………………………….…………………..…..45
5.4.5.2 停战条件STOP…………………………….…………………..……46
5.4.6 电源电压……………………………………………………….…………..… 46
5.5 实时时钟8025……………………………………………………………….……..…46
5.5.1 概要……………………………………………………………………..…..…46
5.5.2 基本功能……………………………………………..………………..………48
5.5.2.1与CPU的接口……………………………...………………..………48
5.5.2.2计时功能…………………………………..…………………...……48
5.5.2.3 固定周期发生中断功能………………..………………..…………48
5.5.2.4 寄存器具有可监视引脚状态的询问功能…………………………49
5.5.3 从I2C BUS接口读取/写入数据………………………………………………49
5.5.3.1 I2C BUS 的概要……………………………………………………..49
5.5.3.2 I2C系统构成及其数据传输…………………………………………49
5.5.3.3 START condition/Repeated START condition 及STOP condition……………………………………………………………………....50
5.5.3.4 数据的传送……………………………………………..……………51
5.5.3.5 温度影响………………………………………………………..……54
5.6 MCU NECPD78F0513…………………………..……………………………………..…54
5.6.1 特征……………………………………………………………………………..54
5.6.2 引脚描述及其功能…………………………………………………………..…55
5.6.2.1 引脚描述……………………………………………………………..55
5.6.2.2 引脚功能描述……………………………………………..…………56
5.6.3 时钟发生器……………………………………………………………………61
5.6.4 AD转换器的配置………………………………………………………….……62
5.6.5 I2C总线模式……………………………………………………………………63
5.6.6 按键中断功能……………………………………………………………..……63
5.6.7 待机功能……………………………………………………………………..…63
5.6.7.1 HALT模式…………………………………………………….………63
5.6.7.2 STOP模式………………………………………………………….…64
6 DTSF系列电能表软件系统………………………………………………………………64
6.1 DTSF系列电能表主程序分析…………………………………….………………..…64
6.2 DTSF系列电能表软件初始化算法分析………………………………………..………66
6.3 DTSF系列电能表软件的时钟、显示处理模块算法分析………………………….…68
6.4 DSTF系列电能表软件的通讯处理模块算法分析…………………………….………69
6.5 DTSF系列电能表软件的电量计量处理模块算法…………………………………...70
7 校验……………………………………………………………………………………………72
7.1误差分析及其调整……………….…………………………………………………..…72
7.1.1 误差分析…………………………………………………………………..……72
7.1.2 误差调整……………………………………………………………………..…72
8总结…………………………………………………………………………………………….75
致谢………………………………………………………………………………………………76
