来源：internet 作者：忻龙彪 桂垣 武斌

    摘要：介绍了一种基于can总线的电力抄表方案，设计了系统的软硬件，并详细地阐述了其工作原理。该系统利用at89c52微处理器与多片8259a中断控制器配合，实现分布式的电表数据的实时采集、传输、存储以及显示等功能。针对采集数据准确度低的问题，采用了中断采集方式，不仅提高了采集数据的准确度，而且提高了系统的可靠性。

    关键词：can总线；中断方式；准确度；电力抄表系统

    can总线简介

    can为多主方式工作，网络上任一节点均可以在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息；can网络上的节点信息分成不同的优先级，可满足不同的实时要求；can采用非破坏性总线仲裁技术；can只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据；can的直接通信距离最远可达10km(速率5kbit/s以下)，通信速率最高可达1mbit/s(此时通信距离最长为40m)；can的每帧信息都有crc校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低；can的通信介质可为双绞线、同轴电缆或光缆，选择灵活。

    系统方案设计

    系统由以下部分组成：脉冲电度表、电量采集器、can转换器、调制解调器、上位机。系统的结构框图如图1所示。

    图1　电力抄表系统结构框图

    由图1可知，电量采集器实时采集居民楼脉冲电度表输出的脉冲信号，经can接口传至can总线上，再经can转换器转换和modem实现上位机与下位机的通信，从而完成数据的采集、存储、计量、显示等功能，对整个小区每个用户的情况实现实时监控。

    系统工作原理

    电度量的采集

    根据转盘式电度表的结构，它的脉冲与转盘所转的圈数成正比，脉冲数累计后再乘以系数即可得到相应的电度量。为提高脉冲计量的准确性，软件设计时采用定时连续采样的方法。一个有效的电脉冲宽度在50ms以上，设计采用的定时周期为16ms.对于正常脉冲，定时采样连续测得脉冲为高电平的次数≥2，见图2。若脉冲宽度太小，测得次数不够2次，这时可以把这个脉冲去掉。

    图2　脉冲采样检查示意图

    电量采集器

    电量采集器的主要功能是对脉冲数据计数以及与上位机通信。它的核心器件是at89c52微处理器与中断控制器8259a.系统中，中断源超过8级，故8259a采用级联方式。每个电量采集器下有5片8259a级联，从而满足32路电量信号的输入。电量采集器的原理框图如图3所示。

    图3　电量采集器原理框图

    系统中，8259a用来配合at89c52控制外部中断源。8259a为at89c52分析、判断、决定中断请求信号的优先权。来自多个电表的中断信号经输入处理电路后被送到8259a.其中的一路为高电平时，8259a的irr(中断请求寄存器)相应位置位；接着，8259a对其irr和imr(中断屏蔽寄存器)提供的情况进行分析处理，当某路中断源未被imr屏蔽，且该路中断源的优先级别高于cpu正在处理事务的级别时，8259a的17 引脚产生一个高电平，再经过专门的中断申请与响应电路变为低电平，就向at89c52提出中断请求，而其余的中断信号排队等待并保存。这样脉冲信号就不会丢失，保证了系统采集信号的准确度。之后，仪表技术与传感器得到中断申请的at89c52会比较当前运行程序与中断申请的优先级别，经中断申请与响应电路向8259a发回中断响应信号.这时，at89c52转去执行中断服务程序。

    为保护采集到的数据，设计中采用了存储器。存储区可分为两个区：一个工作区，存储实时的电度量，隔一定时间刷新1次；一个备份区备份6个月的电度量，以防有用信息的丢失。

    为方便用户查询，系统可在采集器中设计显示电路lcm103，实现就地显示。把它的引脚cs、wr、da2ta和单片机的相关接口连接就可以实现其显示功能。多个中断源的数据在lcm103中采用轮流显示方式。lcm03的1