在本系统的设计中,首先根据设计任务书了解设计的目的及要求和最终要实现的功能,将整个系统的流程图画出。其次是将全部系统模块化,分成几个小的模块,弄清每一个模块的效果。接下来进行实际的考虑,从开发成本,稳定性要求等方面设计每个模块硬件电路的实现。本系统的功能要求是:
1。 采用红外采集的方式采集电量;
2。 采用液晶显示;
3。 按键操作;
4。 抄录电量数据进行合适的存储;
5。 实现与PC机的通信;
6。 合适的电源供电。
对于以上要求分析如下:红外方式采集电量是为了实现无线采集数据,使得抄表过程更智能化;液晶显示是为了提升系统的人机交互本领;键盘主要功能是为了抄写、查询、存储时的一些设置;电量适合的存储是要确保存储电量数据掉电不丢失,以便做进一步的处理;与PC机的串口通信作用是为了向PC机传输抄录的电量数据,并且能够接收PC机的其它控制命令等;合适的电源供电是使抄表器更独立化,系统功耗更低。
2。1电能表红外数据采集数据系统的方案选择文献综述
在微处理器方面,选择Atmel公司出产的AT89S52微处理器。该处理器具备I/O口资源丰富、功耗低、稳定性高、处理速度快,体积小、开发成本低等特点。在本课题设计中较为适用。
红外通讯方面,接收头选择集成了光探测器和前置放大器的微型红外遥控接收放大装置KS0038。它支持全部主要的传输代码,环氧封装可以滤除可见光的干扰,检波输出的信号能够直接由微处理器译码。抗光干扰和磁干扰的能力强,兼容性能优秀,接收频率为38KHz。发射头选择了普通的红外发射二极管,发射信号经38KHz频率载波后发出,设定合适的通信协议,能够实现数据的无线传输。
液晶显示方面,选择带中文字库的12864液晶模块,可以显示四行八列十六个或四行十六列英文字符,显示信息量大。硬件电路结构和显示驱动程序简洁液晶模块的价格合适,适用于本课题的设计。
按键模块方面,选择4*4行列式键盘,该类型的键盘占有更少的微处理器的I/O口,却能实现更多的按键操纵,在本系统中利用可以使按键操作更便利、更简单。
数据存储方面,选择外部存储方式,外加专用数据存储EEPROM 24C02。EEPROM 24C02是一种电可擦除只读存储器(EEPROM),内含256*8位存储空间,具有工作电压宽,擦写次数多,写入速度快等特点。可多达8个该器件同时连接到二线制总线,通过SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)在连接总线上的器件之间传送数据,并根据地址识别每个器件(如:单片机、存储器、LCD驱动器、键盘接口等)。24C02采用CMOS浮栅工艺,内置有高压泵,可在单电压供电条件下工作。该存储器可重复擦写1兆次,并有40年数据保存功能。以I平方C总线形式与微处理器进行连接通信,可以实现存储数据掉电不丢失的功能。
与PC机通讯方面,选择RS232串口通讯。与PC机的通讯主要有232通讯和485通讯,两者之间的最大不同点是传输距离的不同,485通讯可以实现上千米距离,而232仅几十米的通讯距离。针对本次设计来考虑,将抄表器带回处理中心进行集中处理,选择RS232通讯方式比较合适。