來(lái)源：電子工程師 作者：葉經(jīng)方 王健

    1 引　言

    隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，用電矛盾越來(lái)越突出。1995年，我國(guó)全面實(shí)施分時(shí)電價(jià)，通過(guò)使用復(fù)費(fèi)率電能表來(lái)促進(jìn)電力資源的優(yōu)化配置，穩(wěn)定供電秩序，復(fù)費(fèi)率電能表的性能和成本主要取決于單片機(jī)的選型。m68hc908lj12是美國(guó)motorola公司于2001年推出的高性能單片機(jī)，功能強(qiáng)大，用于開(kāi)發(fā)復(fù)費(fèi)率電能表，既能簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)、降低成本，又提高電路的抗干擾能力。

    2　m68hc908lj12單片機(jī)

    m68hc08系列是一類motorola高性能的8位單片機(jī)，具有速度高、功能強(qiáng)和價(jià)格低等特點(diǎn)。硬件結(jié)構(gòu)與m6805，m146805級(jí)m68hc05兼容，而且功能更加豐富。其指令系統(tǒng)具有200多條指令和16種方式，最快指令周期僅為125ns，而乘法指令也僅需625ns。具有flash（閃速存儲(chǔ)器）的m68hc908系列的單片機(jī)，更能極大地方便應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。m68hc908lj12是帶有10位a／d和lcd驅(qū)動(dòng)模塊的單片機(jī)，其主要特點(diǎn)有：

    ·最大總線頻率為8mhz（4．5～5．5v）、4mhz（2．7～3．3v）和1mhz（2．4～2．7v）內(nèi)部總線頻率；

    ·12k flash閃速存儲(chǔ)器，具有在線編程和加密功能；

    ·片內(nèi)512k字節(jié)ram；

    ·多功能定時(shí)器接口tim1和tim2；

    ·具有紅外功能的串行通信接口sci；

    ·cpu正常工作監(jiān)視模塊cop；

    ·電源電壓監(jiān)視模塊lvi；

    ·實(shí)時(shí)時(shí)鐘rtc；

    ·串行外圍部件擴(kuò)展接口spi；

    ·6路10位a／d；

    ·8個(gè)鍵盤輸入中斷。

    3　單相復(fù)費(fèi)率表的硬件組成

    復(fù)費(fèi)率表由電量計(jì)量電路、cpu、液晶顯示、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、通訊接口、電源等部分組成。硬件框圖見(jiàn)圖1。

    3．1　電能計(jì)量部分

    當(dāng)前，電能計(jì)量部分一般采用專用的電量計(jì)量ic。其中美國(guó)ad公司的ad7755、cs5460等性價(jià)比較高，采用了上述ic后，電量計(jì)量的精度、可靠性及生產(chǎn)的調(diào)試、校表就得到了保證。本系統(tǒng)采用ad7755，由計(jì)量芯片產(chǎn)生計(jì)量脈沖，m68hc908lj12對(duì)計(jì)量脈沖計(jì)數(shù)并根據(jù)當(dāng)前的費(fèi)率作相應(yīng)處理。

    3．2　液晶顯示部分

    復(fù)費(fèi)率電能表的顯示一般采用lcd液晶顯示器，m68hc908lj12內(nèi)帶lcd驅(qū)動(dòng)模塊，從而節(jié)省了外掛的液晶驅(qū)動(dòng)芯片。m68hc908lj12的液晶驅(qū)動(dòng)模塊的段數(shù)可選擇為26　4、27　3、27　1。采用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)，1／3偏壓。

    3．3　實(shí)時(shí)時(shí)鐘部分

    時(shí)間是電能分時(shí)計(jì)量的基礎(chǔ)。當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的時(shí)鐘芯片有pcf8583、ds1302、4553等。本設(shè)計(jì)采用的ds1302是美國(guó)dallas公司推出的串行接口專用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。芯片內(nèi)部有可編程的日歷時(shí)鐘和31字節(jié)的ram，工作電壓范圍寬2．5v～5．5v，功耗低，在掉電后，可由電池供電工作10年以上。

    3．4　處理器部分

    處理器部分采用m68hc908lj12，此單片機(jī)與其他系列的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電路相比，外圍擴(kuò)展電路極少。電能表中需要掉電不丟失內(nèi)容的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以往一般用eeprom實(shí)現(xiàn)，m68hc908lj12有12k flash閃速存儲(chǔ)器，具有在線編程和加密功能，可用作這種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。電能表常會(huì)遇到停電的情形，需要掉電檢測(cè)，一般外掛電壓檢測(cè)芯片，而m68hc908lj12有l(wèi)vi（低電壓檢測(cè)模塊），可實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓的檢測(cè)，產(chǎn)生可設(shè)置的復(fù)位或中斷。電能表有紅外遙控電路，以實(shí)現(xiàn)快捷的抄表和參數(shù)設(shè)定，以往這部分電路需要專用紅外芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào)，m68hc908lj12有紅外調(diào)制解調(diào)功能的串行接口sci可直接驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射和接收二極管。m68hc908lj12內(nèi)有kbi鍵盤輸入中斷，可方便地實(shí)