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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： 具有特殊的自动管脚模式功能，可以使芯片独立工作，上电自动初始化； 它有一个片上看门狗定时器和内部电源监视器； 可准确测量正负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、功率和电能； 提供外部复位引脚； 双向串行接口和内部寄存器阵列可以很容易地连接到微处理器； 外部时钟最高频率可达20 MHz； 带功率方向输出指示。

智能电表的硬件设计

CS5460A与单片机80C51的连接电路图。

CS5460A与80C51连接电路图

WiFi通信模块设计

仪表采用WiFi无线通讯，WiFi通讯电路采用BCM8000。 WiFi通信技术具有数据传输速率高、组网灵活、移动性好等优点。 WiFi通信采用无线网络，使智能电表的安装不受通信线路的限制，具有安装方便的优点。 WiFi通信电路与单片机80C51的连接只需要将BCM8000的RXDH和TXDH引脚分别连接到80C51的TXD和RXD引脚即可数字电表原理图，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

智能电表软件设计部分包括以下部分：电能计量芯片CS5460A数据传输、液晶显示1602显示子程序、按键功能处理程序、WiFi无线通信程序、时钟芯片DS1302读写操作程序、SD card 存储模块的软件设计。

编辑点评：本文以80C51单片机为核心，基于单片机设计的智能电表，实现电能计量显示、无线通讯、数据存储等功能. 用户可以通过仪表上的按键选择是显示用户当前用电量还是显示一段时间内的用电量。 本仪器是一种智能测量仪器。 此次设计的智能电表集电能计量显示、数据存储、数据通信等多种功能于一体。 经测试验证，确认仪表性能稳定数字电表原理图，计算准确，误差小，可进行无线通讯。 但是，本次设计的电表在故障自诊断方面可能存在一些不足，需要在以后进行改进。