本仪表由P89LPC916控制CS5463的检测过程和数值显示。电路上电以后，通过拨码开关可对电路进行初始化。通过拨码开关输入单片机要初始化的电量代码后，再由单片机根据设定好的编码规则向CS5463发出相应的指令，CS5463根据单片机发来的指令将相应的要初始化的电量的标准校准值传给单片机，单片机再将此数据传给X5045并存储在其中，以供CS5463复位时再次获得校准值，并供单片机用于随时校准检测值，从而提高精度。也就是说，在LPC916的控制下，由CS5463检测电信号并输出测量值给单片机，其中X5045可存放标准校正值。该计量电路中的控制模块如图3所示。



该电压采样电路由电阻网络、过压保护及去抖动电容组成。为保证采样精度，电阻应全部采用高稳定度的精密电阻。

本系统中的电流采样电路由电流互感器、过压保护、电阻网络和去抖动电容组成。采用电流互感器的主要优点在于可实现高压与低压的隔离。由于CS5463的电流检测实际上是将电流信号转变为电压信号后的电压检测，所以，在电路中，先由采样电阻将互感电流转变为电压信号，再通过限流电阻和电容滤波后输人到CS5463的电流检测管脚(16、15脚)。另外，在两路输入中，还分别用二极管进行电压嵌位，以避免电压过高损坏CS5463。CS5463的3、14脚分别为模拟、数字+5V电源。同时，为了滤除电压波动，增加电源的稳定性，在两路电源输入时，分别加了滤波电容。由于此为电流检测，所以电压检测的两输入脚9和10也应接模拟地以避免干扰。另外，13脚VA要接模拟地，4脚DGND接数字地，模拟地和数字地之间用电感连接。1、24(XOUT，XIN)两脚接4.096 NHz的晶振。并用程序控制CS5463自动完成输入信号的检测，同时通过6脚SDO输出数据；而分别由5脚SCLK、7脚、19脚RES、20脚INT、23脚SDI输出单片机的时钟脉冲、片选信号、复位信号、中断信号以及单片机对CS5463的控制信号。由于CS5463要完成对模拟信号的检测并以数字信号输出检测值，即一个芯片同时有模拟、数字两种信号，因而需要模拟和数字两路电源；同时，其需要接地的管脚一定要正确接相应的地，不然将会引入很大的干扰。

5 显示电路

本仪表系统采用七段LED显示。移位寄存器74HC164的时钟信号由单片机提供。从单片机输出数据信号时，先输出低位，后输出高位。数据首先传输到对应显示高位数码管的74HC164，每当到来一个时钟脉冲时，数据便移位一次，经过一个周期后，数据将全部传输到其对应各位的74HC164并由数码管显示出来。

6 结束语

本文给出了一种多功能电能表的设计方法，详细说明了电能表的工作原理和设计思路，重点介绍了电源设计和电能计量模块的原理、实现及注意事项。经使用证明，该电能表具有运行稳定、可靠性高、精度高、成本低等优点，而且实用性强。此外，还可针对不同的需求来改进功能，如增加通讯模块等。

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