专利名称：一种三相电子式电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电能计量领域，尤其涉及一种三相电子式电能表。
背景技术：
现有技术中暂无利用单片机同一通讯接口实现兼容两种通讯协议的电子式电能表产品出现。

实用新型内容有鉴于此，提供一种采用同一个通讯接口可以实现两种通讯协议兼容的三相电子式电能表。本实用新型是这样实现的，一种三相电子式电能表，包括单片机以及分别与所述单片机连接的计量模块、数据存储模块、显示模块以及电源模块；所述三相电子式电能表还包括连接在所述单片机与主站之间的通讯接口模块；所述通讯接口模块包括用于接收已设置的一种通讯协议数据的第一通讯接口，用于接收另一种通讯协议数据的第二通讯接口，以及用于识别当前通讯协议的协议识别单元；所述单片机根据所述协议识别单元识别到的通讯协议控制所述第一通讯接口的波特率与主站请求的波特率一致。更进一步地,所述第一通讯接口为UART通讯接口。更进一步地，所述第二通讯接口包括定时器和通过中断触发使单片机即时得知外界数据输入信号的中断器。更进一步地，所述UART通讯接口包括用于将单片机发送的TTL电平信号与远距离传输的模拟信号进行相互转换的通讯转换芯片以及外围电路。在本实用新型中，三相电子式电能表通过UART通讯接口和由中断接口配合定时器组成的模拟UART接口识别不同通讯速率及不同通讯协议的兼容通讯；在电源供电情况下，通过核心CPU处理器监控主站下发的通讯数据，通过硬UART接口和模拟UART接口同时接收来识别两种不同的通讯协议；实现了两种通讯协议兼容。

图I是本实用新型实施例提供的三相电子式电能表的模块结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的三相电子式电能表中定时器和中断器的电路图；图3是本实用新型实施例提供的三相电子式电能表的中UART通讯接口的电路图；图4是本实用新型实施例提供的三相电子式电能表的工作流程图；图5是本实用新型实施例提供的三相电子式电能表的装配结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图I示出了本实用新型实施例提供的三相电子式电能表的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。三相电子式电能表包括单片机I以及分别与单片机I连接的计量模块3、数据存储模块4、显示模块5以及电源模块6 ;三相电子式电能表还包括连接在单片机I与主站7之间的通讯接口模块2 ;其中，通讯接口模块2包括用于接收已设置的一种通讯协议数据的第一通讯接口，用于接收另一种通讯协议数据的第二通讯接口 23，以及用于识别当前通讯协议的协议识别单元22 ;单片机I根据协议识别单元22识别到的通讯协议控制第一通讯接口的波特率与主站7请求的波特率一致。在本实用新型中，第一通讯接口为UART通讯接口 21 ;第二通讯接口 23包括定时器231和通过中断触发使单片机即时得知外界数据输入信号的中断器232。作为本实用新型的一个实施例，其中一种通讯协议是指DTL/645通讯协议；另一种通讯协议是指IEC62056通讯协议。在本实用新型中，UART通讯接口包括用于将单片机发送的TTL电平信号与远距离传输的模拟信号进行相互转换的通讯转换芯片U313以及外围电路。其中，U313是RS485通讯转换芯片，它负责将单片机发出来的TTL电平信号转换成可远距离传输的模拟信号，同时可以将接收到的远距离传输的模拟信号转换成TTL电平信号，它采用半双工工作模式即在同一时间只可接收或发送。本实用新型提供的三相电子式电能表通过一路硬件UART通讯接口和一个硬中断接口配合定时器组成的模拟UART接口识别不同通讯速率及不同通讯协议的兼容通讯在电源供电情况下，通过核心CPU处理器监控主站下发的通讯数据，通过硬UART接口和模拟UART接口的同时接收来识别两种不同的通讯协议；实现了同一通讯接口兼容两种通讯协议。图2是本实用新型提供的三相电子式电能表中定时器和中断器的电路图；在数据接收和发送过程中，中断和定时功能非常重要在接收过程中，通过中断触发可以使单片机即时得知外界数据输入信号，然后通过定时器按照约定波特率顺次接收数据位，累计成字节数据，将所有字节数据接收完毕组成数据帧，经过解析获取外界输入的真实数据。在发送过程中，通过定时器在输出IO 口按照约定的波特率顺次将数据帧分解成字节发送，完成数据通讯的相应。经以上收发完成整个数据通讯的过程。图3是本实用新型提供的三相电子式电能表的中UART通讯接口的电路图；UART通讯接口包括芯片SN75LBC184P及其外围电路；芯片SN75LBC184P包括8个引脚，第I引脚RO接RXD1A，第2引脚RE_和第3引脚DE连接后接CTL1A，第4引脚DI接TXD1A，第5引脚GND接485的地，第6引脚A依次通过电阻R351和PTCl连接至AO ;第7引脚B依次通过电阻R350和PTC2连接至B0，第8引脚VCC通过电容C301连接至485的地，稳压二极管TVSl和稳压二极管TVS2串联连接在电阻R350和PTC2的连接端与电阻R351和PTCl的连接端之间；稳压二极管TVSl和稳压二极管TVS2的串联连接端接485的地；G1和G2串联连接在BO和AO之间。为了跟进一步的说明，现结合图2和图3的电路详细描述其工作原理如下利用差分信号实现远距离数据传输。首先，数据接收时U313将A/B输入的模拟差分信号转换成TTL电平信号，从RI管脚输入给单片机，单片机获取有效的数据组并进行解析。然后，单片机根据解析后的数据分析请求并组织需要返回的数据。最后，单片机将准备发出的数据通过RO管脚传输给U313，U313负责将TTL电平信号转换成模拟差分信号从A/B 口输出，从而实现远距离数据传输。图4是本实用新型提供的三相电子式电能表的工作流程图；现结合图4详述其工作原理如下系统上电复位，系统初始化，识别当前进程，若是通讯接收进程，则数据帧第一字节的接收，硬UART接口和模拟UART接口数据接收，识别当前通讯协议及通讯接口波特率，数据接收。处理。发送，切换至接收初始状态，检测是否掉电，若是，则处于掉电状态，若否，则回到识别当前进程步骤；若不是通讯接收进程，则进入空闲状态处理步骤，接着进入检测是否掉电步骤。本实用新型提供的三相电子式电能表在供电状态下进入正常工作模式，核心CPU处理器实时监控主站的通讯数据帧；当三相电子式电能表监控到主站有数据请求，开启硬件UART 口接收电路接收已设置的DTL/645通讯协议数据，同时使用硬中断和定时器配合的模拟UART 口进行IEC62056通讯协议的固定波特率为300bps的通讯数据帧；对硬UART 口和模拟UART 口接收到的数据进行协议识别，确定当前通讯为何种协议，如为IEC62056通讯协议则将硬件UART通讯接口波特率切换至主站请求的波特率；接收完整的主站通讯请求命令帧，进行数据分析并返回正常应答数据；电子式电能表在通讯完毕后自动切换到接收状态并实时监控主站是否发起新的通讯请求。图5是本实用新型提供的三相电子式电能表的装配结构；三相电子式电能表主要由测量单元、数据处理单元等组成，除计量有功、无功电能量外，还具有分时、测量需量等两种以上功能，并能显示、存储和输出数据。三相电子式电能表RS485通讯接口使用硬UART口通讯，在接收环节增加一个硬中断口来识别通讯协议。采用本实用新型提供的三相电子式电能表具有以下优点良好的兼容性可兼容DTL/645及IEC62056通讯协议；尽可能简化硬件设计电路，降低硬件成本；对外接口简单操作更加便捷。 在本实用新型中，三相电子式电能表通过UART通讯接口和由中断接口配合定时器组成的模拟UART接口识别不同通讯速率及不同通讯协议的兼容通讯；在电源供电情况下，通过核心CPU处理器监控主站下发的通讯数据，通过硬UART接口和模拟UART接口同时接收来识别两种不同的通讯协议；实现了两种通讯协议兼容。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种三相电子式电能表，其特征在于，包括单片机以及分别与所述单片机连接的计量模块、数据存储模块、显示模块以及电源模块；所述三相电子式电能表还包括连接在所述单片机与主站之间的通讯接口模块； 所述通讯接口模块包括 用于接收已设置的一种通讯协议数据的第一通讯接口， 用于接收另一种通讯协议数据的第二通讯接口，以及 用于识别当前通讯协议的协议识别单元； 所述单片机根据所述协议识别单元识别到的通讯协议控制所述第一通讯接口的波特率与主站请求的波特率一致。
2.如权利要求I所述的三相电子式电能表，其特征在于，所述第一通讯接口为UART通讯接口。
3.如权利要求I或2所述的三相电子式电能表，其特征在于，所述第二通讯接口包括定时器和通过中断触发使单片机即时得知外界数据输入信号的中断器。
4.如权利要求2所述的三相电子式电能表，其特征在于，所述UART通讯接口包括用于将单片机发送的TTL电平信号与远距离传输的模拟信号进行相互转换的通讯转换芯片以及外围电路。
专利摘要本实用新型适用于电能计量领域，提供了一种三相电子式电能表；包括单片机以及分别与所述单片机连接的计量模块、数据存储模块、显示模块以及电源模块；三相电子式电能表还包括连接在单片机与主站之间的通讯接口模块；通讯接口模块包括用于接收已设置的一种通讯协议数据的第一通讯接口，用于接收另一种通讯协议数据的第二通讯接口，以及用于识别当前通讯协议的协议识别单元；单片机根据协议识别单元识别到的通讯协议控制所述第一通讯接口的波特率与主站请求的波特率一致。在电源供电情况下，通过核心CPU处理器监控主站下发的通讯数据，通过硬UART接口和模拟UART接口同时接收来识别两种不同的通讯协议；实现了两种通讯协议兼容。
文档编号G01R22/10GK202693677SQ201220157288
公开日2013年1月23日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者侯庆全, 邓彩云 申请人:深圳市航天泰瑞捷电子有限公司