闪存MCU在实现农网表方案的应用

　　2） 电量存储与显示

　　MCU采集到电能信号后，及时存储到EEPROM中，保证存储的数据不被丢失，并且能保持10年以上，通过LCD显示信息，例如电量总数等。

　　3） 通信

　　支持RS485通信和红外通信。在RS485通信情况下，自动抄表系统可根据电表地址实现远程自动抄表功能，通信距离：不小于1，200m（每两个接点之间），为了安全保护电表，RS485通信接口必须和电表内部电路实行电气隔离，并有失效保护电路。红外通信距离应该大于 5米，通信角度≥±15°，红外通信和 RS485 通信在物理层必须独立，一种通信信道的损坏不得影响另一信道。

　　2、硬件设计

　　该方案在硬件上由三部分组成，一是电能计量部分，二是MCU控制部分，三是通信部分。

　　电能计量部分与MCU控制部分通过光电耦衔接，实现完全隔离，电能计量部分主要完成有功电能脉冲输出，用于校表、采集电能量；无源光电隔离型输出端口；波形是标准方波， 脉冲宽度为80ms±20ms。RS485通信部分与MCU控制部分也是通过光电耦衔接，实现完全隔离；红外通信部分与MCU控制部分共同使用一个电源，没有隔离。

3、软件设计

　　主程序流程图如图2所示，在主程序中主要实现以下功能：1）系统初始化的配置主要实现端口初始化、AD模块初始化、T8P和T16定时器的初始化以及UART的初始化等；2）上电读取EEPROM中存储的电量到芯片的RAM区，配置到对应的电能计量单元中，其中读取EEPROM数据使用的是普通I/O口模拟IIC的方法；3）LCD显示当前的总用电量等信息，方便用户查阅；通信模块主要是把电表内的一些信息，例如电表号，累计总用电量，电表密码等与主站服务器实现信息交流；4）当查询到电量存储的标志后，程序将把当前的电量存储到EEPROM中，当AD模块检测到有电源掉电时，程序将保存当前的电量存储到EEPROM中。

　　图2 主程序流程图

　　中断服务程序如图3所示。在中断服务服务中，外部端口中断主要处理电能脉冲计量，配合T16的定时功能。当电能计量信号有效后，在程序中累加，以0.01度电为基准累加。当累计到一度电时，产生存储标志位，在主程序中查询到该标志位后，经进行存储工作。T8P将作为红外通信的时基处理红外通信。接收中断处理是将接收的数据放到计划好的RAM区，在主程序的RS485通信子程序中根据命令字完成相应的工作；发送中断处理是将准备好的数据发送出去。

　　图3 中断服务程序

　　方案设计注意事项

　　在该方案中，电能计量是关键，因为关系到用户的电能计费，既不能多计也不能少计，一定要把用户的实际用电量真实记录下来。但是电网的环境复杂，电网中的负载也存在多样化，电表在实际应用中，即使在遇到强电磁干扰的情况下都不允许漏记或者多计脉冲。因此，如何保证计量电能脉冲的准确性就是电表方案的重点。要点如下：