專利名稱：三相soc智能電表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電能計量及智能電表領域，具體涉及智能電表的電路系統(tǒng)。
背景技術：
隨著片上系統(tǒng)SOC (System on a Chip，系統(tǒng)級芯片)技術的日益成熟以及在各行各業(yè)中的應用，電表行業(yè)開始逐漸將模數(shù)混合的SOC芯片引入智能電表的設計。隨著智能電網(wǎng)的普遍推廣，電表市場對智能電表性能的要求進一步提高，而且為了應對市場競爭還要求整表成本降低、大幅縮小尺寸，而傳統(tǒng)的采用通用MCU(Micrc) Control Unit)、加專用電能計量芯片、加各種外圍器件的常規(guī)分離設計方案已經不能滿足新型智能電表的需求。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種三相SOC智能電表，用以提高智能電表的性價比，滿足市場需求。本實用新型提供的三相SOC智能電表，包括MCF51EM256芯片及與該芯片配合的電池供電電路、電源管理單元、電流電壓模擬信號采樣回路、通訊電路、電池及掉電檢測電路、 外部數(shù)據(jù)存儲器、晶振電路、顯示電路、按鍵電路、報警電路及輸入輸出電路。本實用新型中，電池供電電路為MCF51EM256芯片供電，電源管理單元管理電池供電電路的供電模式，電流電壓模擬信號采樣回路采集供電線路的信號提供給MCF51EM256 芯片，通訊電路用來實現(xiàn)用戶與電表以及電表內部芯片間各種數(shù)據(jù)的交換，電池及掉電檢測電路檢測電池電壓并將檢測信號提供給MCF51EM256芯片供模式選擇，外部數(shù)據(jù)存儲器用于存儲電能計量數(shù)據(jù)，晶振電路為MCF51EM256芯片提供晶振信號，顯示電路、按鍵電路、 報警電路及輸入輸出電路用于實現(xiàn)電表信息的輸入輸出功能。

圖1是本實用新型基本原理框圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實施例提供的智能電表包括MCF51EM256芯片及與MCF51EM256芯片配合的電池供電電路、電源管理單元、電流電壓模擬信號采樣回路、485通訊電路、紅外通訊電路、電池及掉電檢測電路、外部數(shù)據(jù)存儲器、晶振電路、顯示電路、按鍵電路、報警電路及輸入輸出電路。本實施例中MCF51EM256芯片內部配置有多路高精度模數(shù)轉換模塊、高精度帶隙電壓基準模塊、多路同步或者異步通訊模塊、多路比較器模塊、微處理器計算管理單元、硬件乘法器模塊、程序及數(shù)據(jù)存儲模塊、溫度傳感器、實時時鐘模塊、電源地、上電掉電復位模塊、電池管理模塊、可編程定時模塊、顯示驅動模塊、鍵盤輸入模塊、IO 口控制模塊、外部數(shù)據(jù)存儲接口、晶體振蕩及倍頻模塊。[0009]電池供電電路為MCF51EM256芯片的電池管理模塊為芯片提供工作電源，電源管理單元管理電池供電電路的供電模式。電流、電壓模擬信號采樣回路將輸入電表的各相電流、電壓信號進行濾波、降壓等處理，使其變?yōu)榭梢员籑CF51EM256芯片直接接受的微弱信號，由MCF51EM256芯片的多路高精度模數(shù)轉換模塊輸入。MCF51EM256芯片的高精度帶隙電壓基準模塊為電流、電壓模擬信號采樣回路提供ADC采樣基準。MCF51EM256芯片的顯示驅動模塊配合顯示電路、報警指示燈電路，用來顯示電表的相關狀態(tài)信息及用戶所需要實時顯示的各個電參量等信息。按鍵輸入電路配合MCF51EM256芯片的鍵盤輸入模塊可以將用戶需要設定或操控的信息輸入。485通訊電路、紅外通訊電路用來實現(xiàn)用戶與電表以及電表內部芯片間各種數(shù)據(jù)的交換。通訊電路還可以是或包括載波通訊、SPI通訊、IIC通訊等。 MCF51EM256芯片的IO 口控制模塊與輸入輸出電路配合。外部數(shù)據(jù)存儲器包括Flash型和 E印rom型存儲器，用于通過MCF51EM256芯片的外部數(shù)據(jù)存儲接口存儲數(shù)據(jù)。MCF51EM256 芯片的上電掉電復位模塊用于。電池及掉電檢測電路用于檢測電池供電電路工作電壓， MCF51EM256芯片的多路比較器模塊判斷電池電壓，從而選擇電表的工作模式。MCF51EM256 芯片內置的溫度傳感器采集芯片溫度，作為實時時鐘模塊、高精度帶隙電壓基準模塊、CT等器件的溫度補償?shù)囊罁?jù)。MCF51EM256芯片內置的實時時鐘模塊自動產生年、月、日、時、分、 秒等實時信息，但為了保證該時鐘系統(tǒng)的不同環(huán)境溫度下的精準性，需要根據(jù)外部晶振電路的二次溫度曲線和基本誤差對該時鐘系統(tǒng)進行溫度補償及初始誤差校準。MCF51EM256芯片內置的上電掉電復位模塊用于輸出上電掉電信號。本實用新型完成電能計量的功能主要是指利用MCF51EM256芯片的高精度帶隙電壓基準模塊提供內置基準電壓Vref，作為ADC采樣基準；利用MCF51EM256芯片的多路高精度模數(shù)轉換模塊分別采集通過電流電壓模擬信號采樣回路轉換后的微弱模擬信號，以香農定理為基礎將其量化轉換為數(shù)字信號，利用相應計量算法及MCF51EM256芯片的微處理器計算管理單元、硬件乘法器模塊等對量化后的電流、電壓信號進行實時處理，主要完成的計量功能包括電流有效值計算、電壓有效值計算、有功功率計算、無功功率計算、實在功率計算、功率因素計算、電網(wǎng)頻率計算、電流電壓相角計算、有功電能量累計、無功電能量累計、有功脈沖輸出、無功脈沖輸出等。以上實施例僅為充分公開而非限制本實用新型，基于以上實施例的等同替換或非創(chuàng)造性手段應當屬于本實用新型揭露的范圍。
權利要求1.一種三相SOC智能電表，其特征在于包括MCF51EM256芯片及與該芯片配合的電池供電電路、電源管理單元、電流電壓模擬信號采樣回路、通訊電路、電池及掉電檢測電路、外部數(shù)據(jù)存儲器、晶振電路、顯示電路、按鍵電路、報警電路及輸入輸出電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的三相SOC智能電表，其特征在于，所述通訊電路包括485通訊電路、紅外通訊電路。
3.根據(jù)權利要求1所述的三相SOC智能電表，其特征在于，所述外部數(shù)據(jù)存儲器包括 Flash型和E^rom型存儲器。
專利摘要本實用新型公開一種三相SOC智能電表，包括MCF51EM256芯片及與該芯片配合的電池供電電路、電源管理單元、電流電壓模擬信號采樣回路、通訊電路、電池及掉電檢測電路、外部數(shù)據(jù)存儲器、晶振電路、顯示電路、按鍵電路、報警電路及輸入輸出電路。電池供電電路為MCF51EM256芯片供電，電源管理單元管理電池供電電路的供電模式，電流電壓模擬信號采樣回路采集供電線路的信號提供給MCF51EM256芯片，通訊電路實現(xiàn)用戶與電表以及電表內部芯片間各種數(shù)據(jù)的交換，電池及掉電檢測電路檢測電池電壓并將檢測信號提供給MCF51EM256芯片供模式選擇，外部數(shù)據(jù)存儲器用于存儲電能計量數(shù)據(jù)，晶振電路為MCF51EM256芯片提供晶振信號，顯示電路、按鍵電路、報警電路及輸入輸出電路用于實現(xiàn)電表信息的輸入輸出功能。
文檔編號G01R21/133GK202075342SQ20102052322
公開日2011年12月14日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權日2010年9月8日
發(fā)明者任智仁, 周宣, 唐振中, 張小景 申請人:珠海中慧微電子有限公司