专利名称：集成有71m6542soc芯片的单相远程费控智能电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电能计量领域，特别是涉及一种集成有71M6542S0C芯片的单相远程费控智能电能表。
背景技术：
目前市场上单相远程费控智能电能表都是采用MCU(MicroControl Unit,微控制单元)芯片+计量芯片的方案来实现计量功能，这种方案存在以下缺点(I)MCU芯片与计量芯片组合，成本较高，导致产品的市售价较高，在市场上没有价格优势，竞争力低。(2)因为计量芯片与MCU分开，电能表在工作状态下，要通过MCU与计量芯片不断·[0005](3)采用此方案,在方案设计阶段，电路设计和PCB (PrintedCircuit Board,印刷电路板)布线相对复杂；在生产过程中，工艺比较复杂，产品容易损坏，返修率高。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种集成有71M6542S0C芯片的单相远程费控智能电能表，71M6542S0C芯片内部集成有计量芯片，且价格低于一般方案的MCU和计量芯片的总和，能简化生产工艺和程序的运行复杂性，提高产品的生产效率和程序运行效率，降低产品的成本和返修率，增强电能表的可靠性。本实用新型提供的集成有71M6542S0C芯片的单相远程费控智能电能表，它包括电源电路、以及分别与电源电路相连的液晶屏和UART通讯单元，它还包括与电源电路相连的71M6542S0C芯片，所述71M6542S0C芯片内部集成有MCU控制单元、及分别与MCU控制单元相连的计量单元、实时时钟RTC单元和液晶驱动单元,液晶驱动单元与液晶屏相连，UART通讯单元与MCU控制单元相连。在上述技术方案中，它还包括外壳和印刷电路板，所述71M6542S0C芯片、电源电路和UART通讯单元均集成在印刷电路板上，所述印刷电路板封装在外壳内部。在上述技术方案中，所述UART通讯单元包括RS485通讯电路和红外通讯电路。在上述技术方案中，它还包括数据存储单元，所述数据存储单元通过I2C总线接口与MCU控制单元相连。 在上述技术方案中，它还包括继电器电路，所述继电器电路与MCU控制单元的通用I/o 口相连。在上述技术方案中，它还包括LED指示灯,所述LED指示灯包括脉冲指示灯、继电器指示灯和报警指示灯，脉冲指示灯与MCU控制单元的脉冲输出口相连，继电器指示灯和报警指示灯分别与MCU控制单元的通用I/O 口相连。与现有技术相比，本实用新型的优点如下(I)本实用新型采用MAXM公司的71M6542S0C芯片来实现单相远程费控智能电能表，71M6542S0C芯片集成了电能计量单元、RTC单元和液晶屏驱动单元等，用一块芯片代替一般电能表方案的MCU+计量芯片+RTC芯片等，能够降低元器件成本，提高电能表的市场竞争力。(2)本实用新型的71M6542S0C芯片内部集成了电能计量单元，且计量单元初始化后自动进行采样计量，不需要程序控制采样过程，只需MCU在需要的时候读取计量单元的相关寄存器数据，进行电能量相关数据的处理即可，从而大大减少了程序的运行复杂性，提高了程序运行效率，增强了电能表的可靠性。(3)本实用新型的高度集成化使电路设计和PCB布线简单，生产过程中贴片等工 艺比较简单，产品不易损坏，产品的返修率降低，生产效率提高。(4)本实用新型将MCU控制单元、计量单元、RTC单元和液晶驱动单元集成到71M6542S0C芯片里面，实现了几个分离芯片集成到一个芯片，使电能表的结构更加简单。
图I为本实用新型实施例的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述参见图I所示，本实用新型实施例提供的集成有71M6542S0C芯片的单相远程费控智能电能表，它包括电源电路、以及分别与电源电路相连的液晶屏、UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter,通用异步接收/发送装置)通讯单兀和71M6542S0C芯片，71M6542S0C芯片内部集成有MCU控制单元、及分别与MCU控制单元相连的计量单元、RTC (Real-Time Clock,实时时钟)单元和液晶驱动单元，液晶驱动单元与液晶屏相连，UART通讯单元与MCU控制单元相连，UART通讯单元包括RS485通讯电路和红外通讯电路。本实用新型实施例还包括数据存储单元、继电器电路、LED指示灯、印刷电路板和外壳，数据存储单元通过I2C总线接口与MCU控制单元相连，继电器电路与MCU控制单元的通用I/O 口相连。LED指示灯包括脉冲指示灯、继电器指示灯和报警指示灯，脉冲指示灯与MCU控制单元的脉冲输出口相连，继电器指示灯和报警指示灯分别与MCU控制单元的通用I/O 口相连。71M6542S0C芯片、电源电路和UART通讯单元等所有单元和电路均集成在印刷电路板上，印刷电路板封装在外壳(塑料表壳)内部。下面详细说明本实用新型实施例的工作原理。电源电路的电源变压器采用三个2VA/3绕组，初级绕组与MCU控制单元的绕组间隔离电压大于4000V，计量单元的绕组与MCU控制单元的绕组之间隔离电压大于4000V，初级绕组与计量单元的绕组及RS485接口绕组间隔离电压大于2000V，电源电路设计须考虑420V电压情况，78L05前电压不能超过36V，另外电源变压器的初级绕组需串连一个热敏电阻，以保障高电压下不损坏。计量电路的电磁兼容性和抗干扰由RN8209芯片和布局决定，整个单片机电路与计量电路信号传输采用光电隔离，隔离电压> 4000V，再加上电源变压器隔离电压>4000V。同时要注意电路板物理上隔离(保持一定的距离)。在输入电压线路火零线加压敏电阻，目的是阻止雷击和高频脉冲传入单片机电路，干扰单片机电路工作。[0025]MCU控制单元是电能表的核心，XT晶体时钟振荡电路的频率为32. 768KHz,内部设有看门狗，8051内核，64KFlash程序存储区，5KXRAM数据存储区。MCU在对计量单元各寄存器初始化后，计量单元对输入电流和输入电压进行采样、滤波后进入71M6542S0C芯片计量引脚，内部经过信号放大转化计算等处理，将电压、电流、功率等数据自动存入相关寄存器，供给MCU读取和查询，并且以中断方式产生电能脉冲信号。LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)有 6C0M*2 8SEG 输入，直接由 MCU 驱动显示，并由程序控制显示各项数据内容。LCD显示器的驱动电压可由MCU内部进行设置。UART通讯单元(串口通讯)分为RS485通讯电路和红外通讯电路，MCU内部的UARTO配置成2400b/s串口通讯，经过两个光耦隔离后，连接RS485转换芯片MAX3085实现电能表与外部485接口通讯的功能。UARTl配置成1200b/s串口通讯，并配置带有38KHz信号，以实现电能表与手持机的红外通讯功能。数据存储单元采用Microchip E2R0M 24LC256保存数据，可擦写1000万次，用于保存电能量、事件、冻结、变量、参数等数据和状态，以保证掉电数据不丢失和完整性。LED指示灯中的脉冲指示灯由MCU的WPULSE脉冲中断输出控制，继电器指示灯、报警指示灯等由通用I/O 口控制。载波通讯由MCU内部TMERl进行模拟仿真2400b/s波特率，通用I/O 口仿真出通讯TX/RX和控制端口，经PCB外接通用载波�？槭迪值缌υ夭ㄍㄑ豆δ�。按键电路包括开盖按键、查询按键、编程按键，均由MCU的通用I/O 口控制，通过主程序查询按键状态，来实现各按键功能，其中查询按键和开盖按键要求电能表在掉电下正
常工作。控制通断开关的继电器电路采用磁保继电器，线圈(SG)通正向电流继电器接通，接通线圈(SG)通反向电流继电器断开。触点保持采用永久磁铁，由MCU的通用I/O 口控制操作。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求1.ー种集成有71M6542S0C芯片的单相远程费控智能电能表，它包括电源电路、以及分别与电源电路相连的液晶屏和UART通讯单元，其特征在干它还包括与电源电路相连的71M6542S0C芯片，所述71M6542S0C芯片内部集成有MCU控制单元、及分别与MCU控制单元相连的计量单元、实时时钟RTC单元和液晶驱动单元,液晶驱动单元与液晶屏相连,UART通讯单元与MCU控制单元相连。
2.如权利要求I所述的集成有71M6542S0C芯片的单相远程费控智能电能表，其特征在于它还包括外壳和印刷电路板，所述71M6542S0C芯片、电源电路和UART通讯单元均集成在印刷电路板上，所述印刷电路板封装在外壳内部。
3.如权利要求I所述的集成有71M6542S0C芯片的单相远程费控智能电能表，其特征在于
4.如权利要求I所述的集成有71M6542S0C芯片的单相远程费控智能电能表，其特征在于它还包括数据存储单元,所述数据存储单元通过I2C总线接ロ与MCU控制单元相连。
5.如权利要求I所述的集成有71M6542S0C芯片的单相远程费控智能电能表，其特征在于它还包括继电器电路，所述继电器电路与MCU控制单元的通用I/O ロ相连。
6.如权利要求I至5中任一项所述的集成有71M6542S0C芯片的单相远程费控智能电能表，其特征在于它还包括LED指示灯，所述LED指示灯包括脉冲指示灯、继电器指示灯和报警指示灯，脉冲指示灯与MCU控制单元的脉冲输出ロ相连，继电器指示灯和报警指示灯分别与MCU控制单元的通用I/O ロ相连。
专利摘要本实用新型公开了一种集成有71M6542SOC芯片的单相远程费控智能电能表，涉及电能计量领域，它包括电源电路、以及分别与电源电路相连的液晶屏、UART通讯单元和71M6542SOC芯片，71M6542SOC芯片内部集成有MCU控制单元、及分别与MCU控制单元相连的计量单元、实时时钟RTC单元和液晶驱动单元，液晶驱动单元与液晶屏相连，UART通讯单元与MCU控制单元相连。本实用新型中的71M6542SOC芯片内部集成有计量芯片，且价格低于MCU和计量芯片的总和，能简化生产工艺和程序的运行复杂性，提高产品的生产效率和程序运行效率，降低产品的成本和返修率，增强电能表的可靠性。
文档编号G01R22/06GK202453419SQ20122002162
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者卢世为, 徐健, 李良红, 沈怡, 雷雨 申请人:武汉阿迪克电子有限公司, 湖北省电力公司电力试验研究院
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