新型电网电压监测仪的组成和驱动程序设计

LM331的动态范围宽，可达100 dB；线性度好，最大非线性度失真小于0．01％，工作频率低到0．1 Hz时尚有较好的线性；变换精度高，数字分辨率可达12 b；外围电路简单，只需接入几个外部元件就可方便构成 V／F变换电路，并且容易保证转换精度。根据上面的电路和数据手册可以得出LM33l输出频率的计算公式：

LM331输出的数字脉冲通过光耦TLP521进行隔离，再送入单片机的定时器T1进行计数。定时器T0用来定时，每隔1 s钟单片机在T0的定时中断服务程序中读取T1计数器的值，因为间隔是1 s，所以读出来的值就是LM331输出脉冲频率的大小。由上面的公式可以计算出AD536输出的有效值Vb，进而可以推算出此时测量电网电压的大小。
根据要求，此系统需要记录历史电压。这里选择铁电存储器FM24C512，它是一款容量高达512 KB的非易失性存储器，它采用了先进的铁电处理技术。原理图如图3所示。

FM24C512以总线速度进行写操作，无须延时。下一个总线周期可以立即开始，无需进行数据轮询，最高总线频率高达1 MHz。另外，FM24C512具有比E2PROM高得多的写操作次数。而且，因为写操作不需要在内部提升电路写电路的电源供电电压，所以，存写操作过程中，FRAM比E2PROM消耗的功率要低得多。
FM24C512使用I2C通信协议，简化了与微控制器的接口电路。它使用极少的管脚，占用极小的板空间，只使用两个管脚和处理器进行通信，一个是时钟线SCL，另一个是数据线SDA。因为所使用的主处理器没有相关的I2C通信接口，所以只能用两个I／O口去模拟I2C的时序。时序图如图4所示。

在记录历史电压时，实时时间芯片DSl302产生的时间作为记录电压的参考。DSl302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2．5～5．5 V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DSl302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS-l302是DSl202的升级产品，与DSl302兼容，但增加了主电源／后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。它与单片机的连接如图5所示。
DSl302与CPU的连接只需要三条线，即时钟线(SCLK)、数据线(IO)、复位线(RST)。相应的时序图如图6所示。