一种基于STM8L152单片机的智能表设计

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(2)基于ST单片机智能电能表设计根据当前智能表主流产品硬件模式，本设计利用了-种比较新的集成电路芯片，采用拈化设计的方式。这样既能事项产品的精度和可靠性要求，又能有效地降低成本 ，赢得市澈争的优势。

电能表由以下几个拈组成：基于STM8L152的微处理器及内置LCD驱动拈、基于430AFE253的采样拈、基于DS323lM的时钟芯片、基于MAX13085的串行通信芯片等。如图2所示。

STM8L1 52是系统的核心单元，内含丰富的资源，内置1 28K字节FLASH、6K字节RAM、4K字节EEPROM、LCD驱动拈、4个定时器、3个UART、2个SPI等。它管理着外围器件有序的执行，并进行最示、存储、掉上电、通信、计量、时间处理等任务调度。

430AFE253是单片微控制器，内置3路高精度AD转换器，其前端完成用户火线及零线基本电压、电流模拟量采集，并计算有功功率、无功功率、功率因数、频率等电参数。具有SPI接口及UART接口供MCU进行数据采集；并能进行脉冲信号输出。

采用DS3231M或QT8025T时钟芯片，为电能表提供精确的日历时钟，内置温度补偿拈，保证电能表在宽温度范围内工作时(-45℃ 85℃)的精度要求。

显示单元，为用户提供直观的电能表电量、参数等数据显示。按键分循环按键和编程按键，当按下循环显示键，电能表按设置的显示内容切换显示内容；编程键用于确定电能表是否处于编程状态。

嵌入式安全拈ESAM芯片，物理上以加解密芯片的形式体现，内置CPU运算处理器和特定的加密算法，负责完成售电系统数据与电能表的传输过程中信息安全。

电源管理，为电能表提供电源管理。主要管理电能表的上、下电切换，唤醒、休眠切换，并计算电能表是否处于欠压还是过压状态。

存储器M24256BR为电能表提供数据存储空间，存储包括电量、校表参数、冻结记录、事件记录等数据。

红外通信接口为检修人员提供基本的数据交互，方便维护人员进行参数查询及设置。

MAX13085的串行接口芯片用来扩展-个RS485通信接口，以实现电能表与上位及的通信和在线抄表。RS485是美国电气工业联合会(EIA)制定的利用平衡双绞线作传输线的多点通讯标准。它采用差分信号进行传输t最大传输距离可以达到1.2KM；最大可连接32个驱动器和收发器；接收器最小灵敏度可达到±200My；最大传输速率可达到2.5Mb/s。由此可见，RS485协议正式针对远距离、高灵敏度、多点通讯制定的标准。这点上特别适合于电能表与上位机的远程通信。RS485硬件连接图如图3所示。

3电镌衰软件设计在嵌入式系统中，软件与硬件同样重要。硬件是电能表的基础，软件是灵魂。但电能表硬件确定之后，主要功能靠软件来实现。

根据电能表的硬件电路设计以及电能表的功能要求，电能表运行的过程可以表述如下：系统的主程序很大部分是调用-些子程序来实现预期的软件功能。它是整个电表设计的主线，上电复位后，进入主程序，除了初始化程序和上电电量数据清零程序侯，其他部分是-个无限循环圈，电表的所有功能都是在这个大循环里执行，除非系统掉电或程序干跑飞，执行过程是不会跳出这个循环的。系统的初始化程序包括MCU初始化、计量芯片430AFE253初始化、时钟DS3231M初始化、键盘/显示初始化等。在主循环处理函数中，系统在每个循环喂”看门狗、查询任务启动拈的标志信息进行任务处理。在基本节拍中，校验430AFE253的参数、读取DS323IM或QTS025T的日历数据。主函数流程图43fl下。

4结柬语电能表电量的计量关系到国家坚强电网建设的有效实施、关系千家万2 科技 博览户利益的全民工程。目前针对电能表仪表发展的现状和存在的问题，提出了-种基于STM8L152单片机的设计理念，完成了-种智能电能表设计，达到如下功能：(1)能同事计量多个用户的双向有功计量。

该方案关键元器件选用国内外主流元器件，系统具有成本低、可靠性高、易维护等特点，适合大批量安装使用，是-种很有市澈争力的智能表方案。