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主控芯片采用的是ST公司的STM32系列的STM32F103Tx,该系列单片机是ARM的CortexTM-M3处理器是**新一代的嵌入式ARM处理器,它为实现MCU的需要提供了低成本的平台、缩减的引脚数目、降低的系统功耗,同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。具有运行速度快(系统时钟频率**高可达72MHz)26个复用GPIO;64KB片上RAM;2个12位模数转换器,1μs转换时间(多达16个输入DTZY251通道);3个SPI,5个USARTs,2个IIC接口;片上256KBFLASH;2个看门狗,11个定时器;芯片具有独立的实时时钟,能够相关资料丰富,提供单片机使用库函数,用C语言编程十分方便,易于开发。银河费控表
由于智能电表控制器需要很准确的实时性,以方便售电公司收取用电费用。因为主控芯片自带实时时钟,所以只需要外接独立的32.768kHz的晶体DJ223-YH2000。实时时钟既可以通过寄存器设置年月日及具体时间,同时还有闹钟功能,定时中断进行指定操作。
智能电表集中器的硬件部分结构如图1所示,主要有ARM,Flash,时钟芯片,接口电路,RS232,RS485,电源等组成。ARM作为控制芯片,有标准设计;ARM接口电路比较简单,以下重点讨论CAN总线接口和Flash接口设计。银河费控表
图1智能电表抄表系统结构框图
2.1 CAN总线接口电路设计智能电表集中器
因为系统对信号传输过程中的稳定性和抗干扰能力要求很高,所以CAN接口采用高标准接口电路。电路图如图2所示。
图2CAN接口硬件电路图
CAN-bus接口电路采用 3.3V供电,选择CTM8251A隔离CAN收发器。该芯片是3.3V工业级的隔离CAN收发器。CTD0信号连接主控芯片的CAN控制器的发送脚,CRD0信号连接CAN控制器的接收脚。CTM隔离CAN收发器内有一完整的CAN-bus隔离收发器电路,可以将来自CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线信号,并具有DC2500V隔离功能。另外,CTM收发器可以选择集成ESD保护功能的“T”系列,从而省略外扩的ESD保护器件。共模扼流圈T1起着EMI增强的功能,用于提高设备的EMI能力;共模扼流圈T1的电感参数很重要,选择CAN-bus**器件,比如EPCOS的B82793扼流圈。2.2 Flash接口电路设计
集中器需要对与之相连的每个电表表头采集数据,所以数据量较大,从而对存储有着较高的要求,故选用ST的M25P64-VMF6TP。该芯片为64M串行接口闪存,增强数据传输时钟速率为50MHz;读的吞吐量为50Mbps;接口为简单的4线SPI(串行外围设备接口)接口;深度降功耗模式间断功耗,电流消耗仅为1uA。