基于MSP430F413单片机多费率电表的软件设计

数字分时多费率电表综述 随着我国经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大，不同时间用电量不均衡的现象日益严重。为缓解我国日益严重的电力供需矛盾，调节负荷曲线， 减轻高峰时段用电负荷，改善用电不均衡现象，全面实行峰，平，谷分时电价制度，提高全国的用电效率，合理利用电力资源，国内部分省市的部门已开始逐步推处 了多费率电能表，对用户的电量分时计费。 为了改善用电不均衡的僵局，适应市场对数字式多功能复费率电度表的要求，本课题开发的数字式多费率电表以TI公司生产的超低功耗的MSP430F413单片机为核心控制芯片，以专用的电能计量芯片AD7755为计量芯片的电子式多功能多费率电表，它许多采用的功能强大的专用集成电路，应用先进的表贴安装技术，硬件电路体积小，它不仅能进行电能计算，还有费率，时段设置，远程通讯和电表管理等功能。 本课题设计的多费率电表有I2C总线模块，RS485通讯模块，电能计量模块，LCD显示模块，键盘接口模块，电源检测模块等几大模块组成。其中I2C模块由E2PROM2424C256和实时日历时钟芯片PCF8563组成。E2PROM芯片用来存储每个月的峰，平，谷，总电量，日费率表、周费率表、季节费率表和节假日费率表等，以及电表的一些重要信息，比如电表的编号，时段信息，费率信息等。实时日历时钟PCF8563，保证电量累计严格按照峰、平、谷时间累计。电能累计模块用专用芯片AD7755，把模拟量电压、电流转换成数字脉冲，利用单片机的终端功能实现电量累计。RS485通讯模块用来实现远程抄表和远程对电表编程，设置参数信息等。 1.2 数字分时多费率电表的技术要求 1.2.1 电能计量功能：可分别计量并显示有功、无功电量。 利用专用电能计量芯片AD7755对用户的电压、电流进行检测，采用三相交流采用法进行不间断的采样，并按照公式计算出电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率等电能参数，此部分计算采用C语言。根据实时时钟PCF8563的峰、平、谷时段，计算不同的用电量，从而对不同时段的用电量采用不同的电价。 1.2.2 电表存储数据功能。 E2PROM芯片24C256可记录并保存累计总有、无功电量在各种费率情况下的有、无功电能。存储费率结构的各种数据表格，包括日费率表、周费率表、季节费率表和节假日费率表等。 1.2.3 液晶显示功能 电量信息采用整数位5位，小数位1位的显示方式。循环显示的内容有：运行时段：峰、平、谷；现在日期、时间；当前总电量，当前峰电量，当前平电量，当前谷电量。循环显示的周期一般约为：2～30S，默认值位10S。 1.2.4 根据按键显示不同的内容 如显示当前日期时间；当前总电量，峰电量，平电量，谷电量等。 1.2.5 停电抄表功能和报警及跳闸功能 电源监控芯片在检测电网时，用中断快速通知单片机，单片机报警并快速保存数据到E2PROM，来电时从E2PROM中取出数据，继续工作。 1.2.6 其它如锂电池工作、仪表操作参数的存储功能 用绿色环保的锂电池作为时钟的备用电源。