单片机毕业设计：基于单片机的复费率智能电能表软件系统设计（可编辑）.doc

单片机毕业设计：基于单片机的复费率智能电能表软件系统设计 第二章MCS-51系列单片机及其AT89C51简介 §2.1 MCS-51系列单片机 §2.2 AT89C51之新特点 第三章硬件的基本构成及软硬接口 §3.1 系统的大致硬件结构 §3.1 PCF8583 日历时钟芯片简介 §3.3 软硬件之间的接口 第四章软件总要及关键技术分析 §4.1 软件总体思想 §4.2 软件组成 §4.3 各模块功能分配及调用关系 §4.4 几处关键算法的说明 §4.5 关键技术分析 第五章软件模拟 I2C通讯 §5.1 I2C总线规约 §5.2 软件模拟 I2C的实现 §5.3 出现的问题及其解决 第六章键处理 §6.1 键之功能安排 §6.2 键盘监控程序设计方法综述 §6.3 键分析法及安排 第七章软件采用的抗干扰及容错技术 §7.1 可靠性设计综述 §7.2 抗干扰及容错技术简介 §7.3 系统采用的抗干扰容错措施 第八章系统评价 附录 1 参考书目 2 致谢 3 软件文档及程序清单 摘要 本文主要论述了如何用 AT89C51单片机构复费率智能电能表的计费模块设计,而且主要涉及其中的软件问题。 复费率表的主要特点是随时段变化将电量计入不同的计量单元。本文主要论述了采用 AT89C51 单片机作为分时计量之核心,将其计量模块的时段编制、分时计量、数据显示、数据处理及下电保存和上电恢复给以有效实现的一般技术。这其中之关键问题有:一、时段的准确切换。二、数据的可靠计量与安全保存。 为了保证系统实时时钟的精度, 该系统采用了飞利浦PCF8583日历时钟芯片, 并通过软件模拟I2C总线实现了 89C51与 PCF8583的有效通讯, 为系统提供了精确的实时时钟和掉电时数据在 PCF8583里的可靠保存。 在系统监控程序的编制中, 成功地用软件模拟了 I2C的通讯;在分析已有的直接分析法、图解法、状态分析法等的基础上, 提出并成功地使用了一种新型键分析技术; 综合采取了软件WATCHDOG、数据冗余、软件陷肼等多种软件抗干扰容错措施。 通过对系统硬件资源的合理配置使用及软件的精心设计安排, 该系统较好地解决了编程、显示、下电保存、上电恢复等,取得了满意的效果。 关键词: 89C51单片机PCF8583日历时钟 复费率表 软件模拟 I2C通讯 键分析技术 软件抗干扰容错技术 软件WATCHDOG 第一章 引言 我们这次毕业设计主要任务是利用AT89C51单片机研制开发一种新型复费率智能电能表。设计的硬件部分由唐靖飙同学完成,我则负责其中的软件部分。下面对这次设计的背景做一些介绍。 §1.1单片机的发展 本世纪40年代以来信息和微电子技术的飞速发展, 给人类的生活带来了深刻的影响。 而70年代大规模集成电路的发展更为自动化技术的革新迎来了黎明前的曙光----单片机诞生了。 单片微型计算机 Single Chip Microcomputer简称单片机, 又称微处理器 Microcontroller , 是将计算机的基本部件微型化, 使之集成在一块芯片上的微机。片内含有 CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行 I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等等。单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点, 在自动化装置、智能化仪表、过程控制和家用电器等领域得到日益广泛的应用。近年来, 单片机结合专用集成电路ASIC Applied Specific Integrated Circuit 和精简指令集计算机 RISC Reduced Intruction Set Computer技术发展成嵌埋式处理器Embedded Procssor, 使得单片机可集成众多的软件和硬件, 而成为更深意义上的单片应用机型, 使其更强的功能深入到数据、数值分析, 信号处理, 智能机器人及图象处理等高技术领域。 自1974年美国德克萨斯仪器公司推出第一块单片机以来, 许多家公司参与了单片机的研制和生产的竞争。 目前通用型单片机至少有50多个系列400 多个品种。 其中最具代表性的典型机种为 Intel公司的MCS-51系列, Motorola公司的MC6805系列和Zilog公司的 Z8系列及其派生的各种产品