1.引言
隨著電磁流量計(jì)在各個(gè)行業(yè)中**應(yīng)用,不同用戶對(duì)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(jì)具有定時(shí)自動(dòng)抄表和斷電計(jì)時(shí)功能。新近開發(fā)的一款電磁流量計(jì)就能滿足上述要求。該產(chǎn)品與同類電磁流量計(jì)ZUI大不同是加入了實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表和斷電計(jì)時(shí)功能。本文將對(duì)該電路的設(shè)計(jì)和應(yīng)用,作一些簡(jiǎn)單的介紹。
2.原理
該電路的原理如圖1所示。實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC)的啟動(dòng)讀寫等控制由CPU完成,CPU將當(dāng)前瞬時(shí)流量和累積量值,以及從RTC讀得時(shí)間,作為一條完整的信息存入 EZPROM中。用戶需要時(shí)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(dāng)外部供電中斷時(shí),RTC由備用電源供電繼續(xù)工作,這樣保證時(shí)鐘始終運(yùn)行正確,存儲(chǔ)在其RAM中的重要數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。
3.硬件實(shí)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(duì)程序加密。其強(qiáng)大的片上功能有助減少外圍器件,簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片采用美國 Dallas公司Ds1305串行接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘。DS1305用BCD碼表示實(shí)時(shí)時(shí)鐘的秒、分、小時(shí)、星期、日、月和年的時(shí)間信息,內(nèi)部有148個(gè)用戶RAM在本設(shè)計(jì)中采用標(biāo)準(zhǔn)的三線接口與CPU進(jìn)行接口。EPROM采用2K字節(jié)的CAT93C86,大容量存儲(chǔ)流量信息,以方便查詢。考慮到在實(shí)際使用過程中,儀表在絕大部分時(shí)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(jì)應(yīng)用中晶振使用也很關(guān)鍵。由于受溫度及晶振負(fù)載電容影響,即使晶振只有20ppm誤差,在一個(gè)月內(nèi)也將達(dá)到1分鐘誤差。推薦使用6PF負(fù)載電容的32768kHz晶振。在印制板布線時(shí),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(hào)位于板內(nèi)層,也不允許信號(hào)線靠近X1和X2引腳。晶振設(shè)計(jì)詳細(xì)信息可見參考文獻(xiàn)
4.軟件設(shè)計(jì)
定時(shí)自動(dòng)抄表實(shí)現(xiàn)原理:RTC和CPU相結(jié)合,可以按需要設(shè)定任意時(shí)間間隔產(chǎn)生中斷,將當(dāng)前的瞬時(shí)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(shí)間隔統(tǒng)計(jì)出某個(gè)地區(qū)24小時(shí)內(nèi)用水狀況,描繪出用水趨勢(shì)圖。也可以在每月某個(gè)時(shí)刻供水網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的流量計(jì)自動(dòng)記錄該時(shí)刻流量,再利用通訊功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表統(tǒng)計(jì)出總流量,從而避免人工現(xiàn)場(chǎng)抄表時(shí)間不一致的誤差。斷電計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)原理在正常情況下,CPU以一定時(shí)間間隔將當(dāng)前時(shí)間寫入RTC的RAM中。當(dāng)斷電時(shí).RTC的RAM中時(shí)間不更新。重新上電時(shí),由CP判斷出曾發(fā)生斷電,再從RTC的RAM中得到具體時(shí)問點(diǎn),可以計(jì)算出斷電時(shí)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(shí),應(yīng)當(dāng)注意的幾個(gè)細(xì)節(jié)問題,如:在讀RTC時(shí)間時(shí),注意某些特殊時(shí)刻時(shí)間讀取方法。例如當(dāng)前時(shí)間為10時(shí)15分59秒,如果當(dāng)讀取了10時(shí)15分后再讀取秒時(shí)間則有可能發(fā)生錯(cuò)誤,因?yàn)槊霑r(shí)間變?yōu)?0秒,則讀取值為10時(shí)15分00秒。需要加入糾錯(cuò)步驟;在本設(shè)計(jì)中,RTC的RAM中備份有流量計(jì)一些重要參數(shù)。當(dāng)自檢時(shí)發(fā)現(xiàn)參數(shù)錯(cuò)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(duì)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(gè)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(jì)就其基本功能而言,與同類電磁流量計(jì)沒有特殊之處。***不同是加入了實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表和斷電計(jì)時(shí)功能。該項(xiàng)功能在實(shí)際使用過程中很受用戶好評(píng),應(yīng)該說具有較高的實(shí)用價(jià)值.
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國產(chǎn)電磁流量計(jì)與進(jìn)口電磁流量計(jì)相比的差距分
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一種紅酒電磁流量計(jì)的選型
