3、軟件設計

　　主程序流程圖如圖2所示，在主程序中主要實現以下功能：1）系統初始化的配置主要實現端口初始化、AD模塊初始化、T8P和T16定時器的初始化以及UART的初始化等；2）上電讀取EEPROM中存儲的電量到芯片的RAM區，配置到對應的電能計量單元中，其中讀取EEPROM數據使用的是普通I/O口模擬IIC的方法；3）LCD顯示當前的總用電量等信息，方便用戶查閱；通信模塊主要是把電表內的一些信息，例如電表號，累計總用電量，電表密碼等與主站服務器實現信息交流；4）當查詢到電量存儲的標志后，程序將把當前的電量存儲到EEPROM中，當AD模塊檢測到有電源掉電時，程序將保存當前的電量存儲到EEPROM中。

　　圖2 主程序流程圖

　　中斷服務程序如圖3所示。在中斷服務服務中，外部端口中斷主要處理電能脈沖計量，配合T16的定時功能。當電能計量信號有效后，在程序中累加，以0.01度電為基準累加。當累計到一度電時，產生存儲標志位，在主程序中查詢到該標志位后，經進行存儲工作。T8P將作為紅外通信的時基處理紅外通信。接收中斷處理是將接收的數據放到計劃好的RAM區，在主程序的RS485通信子程序中根據命令字完成相應的工作；發送中斷處理是將準備好的數據發送出去。

　　圖3 中斷服務程序

　　方案設計注意事項

　　在該方案中，電能計量是關鍵，因為關系到用戶的電能計費，既不能多計也不能少計，一定要把用戶的實際用電量真實記錄下來。但是電網的環境復雜，電網中的負載也存在多樣化，電表在實際應用中，即使在遇到強電磁干擾的情況下都不允許漏記或者多計脈沖。因此，如何保證計量電能脈沖的準確性就是電表方案的重點。要點如下：

　　1）硬件支持。好的硬件設計能在一定程度上削弱電磁干擾信號；

　　2）HR6P71F芯片的外部中斷口內有濾波電路，可以保證去除一部分失效信號或者干擾信號；

　　3）程序中的設計技巧。因為電能脈沖波形是標準方波，脈沖寬度為80ms±20ms，需要定時器T16來定時40ms~50ms左右，以確保脈沖信號的有效。在中斷服務程序中，進入中斷后第一個要檢測的就是外部中斷信號，中斷服務程序要盡量短，在服務程序中設置標志位，到主程序中處理標志即可。

　　整個系統的性能可靠性需要硬件來支持，對芯片的要求也非常高。HR6P71F芯片內部有獨特的抗干擾設計，能在強干擾的環境中正常工作，識別有效信號，去除失效信號；芯片內部的上電復位電路和掉電復位電路，能保證電表在電網中電壓緩升緩降的環境下仍然有效工作；此外，獨立RC的看門狗電路也是保證系統安全的基本措施之一。

　　本文小結

　　目前電能表市場的競爭愈加激烈，隨著中國本土半導體廠商逐漸成長起來，產品日益成熟，越來越多的電能表廠家開始嘗試國產芯片。HR6P71F芯片在電能表上EFT的測試能達到4.5kV以上，可以通過各種電磁干擾性能測試，高性價比的整體方案可幫助電能表廠商提升產品競爭力。