1.引言
隨著電磁流量計在各個行業(yè)中**應(yīng)用,不同用戶對其功能提出不同要求。在自來水行業(yè)應(yīng)用中,用戶要求電磁流量計具有定時自動抄表和斷電計時功能。新近開發(fā)的一款電磁流量計就能滿足上述要求。該產(chǎn)品與同類電磁流量計ZUI大不同是加入了實時時鐘電路,從而實現(xiàn)自動抄表和斷電計時功能。本文將對該電路的設(shè)計和應(yīng)用,作一些簡單的介紹。
2.原理
該電路的原理如圖1所示。實時時鐘RTC)的啟動讀寫等控制由CPU完成,CPU將當前瞬時流量和累積量值,以及從RTC讀得時間,作為一條完整的信息存入 EZPROM中。用戶需要時可以通過外部網(wǎng)絡(luò)讀取信息,也可以通過儀表菜單查詢。當外部供電中斷時,RTC由備用電源供電繼續(xù)工作,這樣保證時鐘始終運行正確,存儲在其RAM中的重要數(shù)據(jù)不會丟失。
3.硬件實現(xiàn)
CPU選用 ATMEL公司的AT89C51ED2該芯片具有64K片上程序空間,且有ISP功能,易于對程序加密。其強大的片上功能有助減少外圍器件,簡化設(shè)計。實時時鐘芯片采用美國 Dallas公司Ds1305串行接口實時時鐘。DS1305用BCD碼表示實時時鐘的秒、分、小時、星期、日、月和年的時間信息,內(nèi)部有148個用戶RAM在本設(shè)計中采用標準的三線接口與CPU進行接口。EPROM采用2K字節(jié)的CAT93C86,大容量存儲流量信息,以方便查詢?？紤]到在實際使用過程中,儀表在絕大部分時間使用外部電源,斷電情況偶爾才出現(xiàn)。所以備用電源采用鋰電池BR2032。比常用CR2032有更寬工作溫度較小靜態(tài)漏電流,可以長期工作不必更換。在RTC的設(shè)計應(yīng)用中晶振使用也很關(guān)鍵。由于受溫度及晶振負載電容影響,即使晶振只有20ppm誤差,在一個月內(nèi)也將達到1分鐘誤差。推薦使用6PF負載電容的32768kHz晶振。在印制板布線時,晶振與RTC相應(yīng)引腳之間盡量短,外部用地線環(huán)包圍(如圖2所示)。即使信號位于板內(nèi)層,也不允許信號線靠近X1和X2引腳。晶振設(shè)計詳細信息可見參考文獻
4.軟件設(shè)計
定時自動抄表實現(xiàn)原理:RTC和CPU相結(jié)合,可以按需要設(shè)定任意時間間隔產(chǎn)生中斷,將當前的瞬時流量和累積量存入 EPROM中。這一功能在自來水行業(yè)特別受歡迎。例如按小時間隔統(tǒng)計出某個地區(qū)24小時內(nèi)用水狀況,描繪出用水趨勢圖。也可以在每月某個時刻供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的流量計自動記錄該時刻流量,再利用通訊功能實現(xiàn)遠程抄表統(tǒng)計出總流量,從而避免人工現(xiàn)場抄表時間不一致的誤差。斷電計時實現(xiàn)原理在正常情況下,CPU以一定時間間隔將當前時間寫入RTC的RAM中。當斷電時.RTC的RAM中時間不更新。重新上電時,由CP判斷出曾發(fā)生斷電,再從RTC的RAM中得到具體時問點,可以計算出斷電時間長度作為一條記
錄存入 E-PROM中。這一功能在供水行業(yè)中防止和記錄客戶惡意斷電很有作用。
在編寫軟件時,應(yīng)當注意的幾個細節(jié)問題,如:在讀RTC時間時,注意某些特殊時刻時間讀取方法。例如當前時間為10時15分59秒,如果當讀取了10時15分后再讀取秒時間則有可能發(fā)生錯誤,因為秒時間變?yōu)?0秒,則讀取值為10時15分00秒。需要加入糾錯步驟;在本設(shè)計中,RTC的RAM中備份有流量計一些重要參數(shù)。當自檢時發(fā)現(xiàn)參數(shù)錯誤,則從RTC的RAM中重新下載入CPU,所以RT℃數(shù)據(jù)要保證纟色對正確。必須采取一些特殊措施。例如同一組數(shù)據(jù)寫在兩個不同地址,以便相互比照。在RAM寫人特定字符,檢查該字符以確定RAM是否受到干擾。
5.結(jié)束語
該電磁流量計就其基本功能而言,與同類電磁流量計沒有特殊之處。***不同是加入了實時時鐘電路從而實現(xiàn)自動抄表和斷電計時功能。該項功能在實際使用過程中很受用戶好評,應(yīng)該說具有較高的實用價值.
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國產(chǎn)電磁流量計與進口電磁流量計相比的差距分
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