X25043/45在电能表中的应用
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摘 要 介绍了可编程看门狗监控EEPROM芯片X25043/45的特点和工作原理，给出了在电能表应用中的接口电路，提出了X25043/45中数据防干扰的相应措施。 关键词 电能表 电压监控 看门狗 EEPROM 1 引言 随着我国城乡电网改造和一户一表制的推行，电能测量技术与仪表的开发生产得到了飞速发展。微电子技术、传感器技术和现代通信技术的应用使电能表在使用安全性、可靠性、易操作性等方面都得到了很大的提高。电能表已从传统的机械感应式结构逐渐过渡到机械电子式电能表，并向全电子式电能表发展。为满足不同用户的需要，已开发生产出了多种付费率电能表、IC卡预付费电能表、远程自动抄表（监控）系统等。 图1 所示为机械电子式或全电子式电能表的组成原理示意图。
图1 电能表组成原理示意图 机械电子式电能表与全电子式电能表的主要差别在于电能采样部分。电能表不同，相应的传感器以及通信接口电路也有所不同。可采用电话线、红外线、电力线、双绞线或无线载波方式等通信介质，以实现抄表功能。IC卡预付费电表则利用IC卡来达到控制用电的目的。 为保障电能表及其系统的工作安全可靠，工程师在设计中必须采取措施。比如在系统上电初始阶段和欠压情况下，系统各部件可能出现不确定状态，造成意外操作。这时，就必须使CPU（重新）正常复位，并使其它各部件处于就绪的确定状态。 由于电网中存在着丰富的谐波，对电能表系统造成很强的电磁干扰。为保证电能表在任何干扰条件下正常工作，就必须对CPU的运行进行监控，避免死机、程序跑飞或进入死循环。采用看门狗电路则可以大大提高整个系统的抗干扰能力。 另外，在电能表中，为了记录用户的用电量以及其它参数（如分时段费率），通常需要用EEPROM（或FLASH）器件来保存，使其即使在掉电后仍能保持数据。 美国Xicor公司将这三点功能融为一体，出品了可编程看门狗监控的EEPROM芯片X25043/ 45，从而大大提高了系统的可靠性。 2 X25043/45的特点与原理 2.1 X25043/45的特点
2.2 X25043/45的工作原理 X25043/45的引脚及引脚说明分别如图2 及表1所示。
3 X25043/45与电能表中CPU的接口电路 由于三相电能表的功能较复杂，也要求CPU具有较完备的功能以及较多的I/O口，所以在一些用户的产品中采用如NEC78P´ ´ 系列的CPU。78P´ ´ 要求有效复位电平为低电平，因此可采用X25043。而单相电能表功能较简单，成本要求相对也较低，故选用性价比较好的MCS-51系列CPU是合适的，其复位有效电平可由X25045提供。以GMS97C52为例，图3所示为X25045的应用接口电路。由于MCS-51系列单片机没有SPI接口，故此处可通过软件来产生SPI接口协议的操作时序。
4.2 写使能锁存器 X25043/45包含一个“写使能”锁存器，在内部进行写操作之前此锁存器必须被置位，WREN指令可设置锁存器，而WRDI指令将复位锁存器。在上电时和字节、页或状态寄存器写周期完成之后，该锁存器自动复位。如果 WRSR指令可设置状态寄存器，RDSR指令提供对状态寄存器的读访问。其中BL1，BL0为块保护位，允许用户选择四种保护级别之一。X25043/45中的EEPROM阵列分为四个1024位的段，可以锁定一个、两个或全部四个段，在选定保护的段内用户可以读但不能改变（写）数据。因此为防止意外的写操作，对于X25043/45中存储常量的阵列，用户可在软件中设置写保护，对于非频繁改写的存储阵列，亦可仅在写操作前才开放写保护，写操作结束后立即重新设置写保护。 4.2 状态寄存器
5 结论 X25043/45的三项功能在电能表及其系统中可得到充分的应用。不仅可以提高产品的可靠性，同时减小了电路板面积，降低了系统成本。以上的应用原理在电子式水表、燃气表以及其它相关产品的设计中都具有一定的借鉴价值。
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/RESET
变为低电平之后的SCK第一个上升沿被采样，随SCK时钟同步输入。SCK是静态的，允许用户暂停时钟并在以后恢复操作。在整个工作期间，
输入必须是高电平。X25043/45监视
线，如果在预设的看门狗超时周期时间内，
引脚电平置高，以防止干扰信号发生作用。
变为低电平，锁存器也被复位。