基于P89LPC932的红外抄表系统设计

文章摘要：当市电的负载不是纯电阻性负载时，流过负载的电压和电流就存在相位差，设二者的的相位差为?渍＝φu－φi，则cosφ就是功率因数。因此只要比较出电压和电流在相位上的差φ，再由P89LPC932通过查表和插值法计算cosφ，就可以求出功率因数，进而可以求出其他的数据。如图3所示，经电压互感器和电流互感器降压后所得的电压和电流信号分别输入到P89LPC932的2个输入比较引脚，即P0.4/CIN1A和P0.2/CIN2A，而参考电压（约为1.4V）由5V电源通过2个电阻分压得到。图3中：电容C1起到滤除干扰脉冲的作用，保证参考电压的稳定；二极管起箝位的作用，保护P89LPC932免受外界过压或过流的影

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　　当市电的负载不是纯电阻性负载时，流过负载的电压和电流就存在相位差，设二者的的相位差为?渍＝φu－φi，则cosφ就是功率因数。因此只要比较出电压和电流在相位上的差φ，再由P89LPC932通过查表和插值法计算cosφ，就可以求出功率因数，进而可以求出其他的数据。
　　如图3所示，经电压互感器和电流互感器降压后所得的电压和电流信号分别输入到P89LPC932的2个输入比较引脚，即P0.4/CIN1A和P0.2/CIN2A，而参考电压（约为1.4V）由5V电源通过2个电阻分压得到。图3中：电容C1起到滤除干扰脉冲的作用，保证参考电压的稳定；二极管起箝位的作用，保护P89LPC932免受外界过压或过流的影响。
 　　功率因数的具体测量原理：设置比较器的控制寄存器CMP1和CMP2，并使能2个比较器，当正向输入大于参考电压时，输出为“1”（必须从寄存器中读出），其他情况输出为“0”。这样2路信号在CPU内部整形成近似方波，通过对不同情况下的输入进行比较操作，就可以得出2路信号相差的时间间隔t，进而得到?渍、cosφ。
　　用电脉冲可由机械式电表经改装或采用专用电能计量芯片产生(在此不作讨论)，本文只讨论用电脉冲的处理问题。将已经产生的用电脉冲直接输入到CPU的输入捕获引脚P2.7/ICA，捕获事件由CCCRA寄存器的高3位（ICECA2、ICECA1、ICECA0）选择输入捕获边沿，此时必须设置CPU的P2.7为输入状态（高阻）。当管脚产生捕获事件时，定时器的内容就会传送到相应的16位输入捕获寄存器ICRAL中。CPU通过读取ICRAL中的内容就可以精确地得到捕获时间。采用这种方法，不仅可以计算用电脉冲，而且可以计算用电脉冲的占空比，将不符合占空比的干扰脉冲滤除，实现软件抗干扰措施。

　　电度表的所有数据处理后都存入到P89LPC932内部的E²PROM中，以保证断电后数据不丢失。当抄表时，将相应的数据传送给手持抄表终端。
2.2 红外通信方式的实现
　　红外无线通信一般采用IrDA(Infrared Data Association)作为其通信技术标准。按IrDA标准设计的红外通信接口具有通信速度快、通用性好的特点，但传输距离较近，一般仅有数米。在红外抄表系统中，由于传输的信息量较少，故对通信速度要求不是很高，但要求传输距离尽量远些。
　　本文提出了一种利用红外遥控器件实现较远距离无线通信的低成本、高可靠性的方案。在实际应用中，为了增强抗干扰能力，延长通信距离，一般都要对发射信号进行调制，接收电路对信号进行选频接收和解调。红外收发接口电路如图4所示。红外发射的数据信号通过Q1输出，调制载波信号则通过Q2输出，最后由红外发射管D1将调制好的信号发射出去；接收模块由通用的38kHz红外遥控接收模块构成，接收模块对接收到的红外信号进行选频接收，并解调输出。红外发射的38kHz载波信号由P89LPC932的CCU模块产生，从P2.6/OCA输出控制Q1。

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