2017年11月10日，武漢阿迪克電子股份有限公司申請(qǐng)了一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利——費(fèi)控智能電能表的實(shí)時(shí)控制方法。

內(nèi)容說(shuō)明

本發(fā)明涉及電能計(jì)量儀表儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)講是一種費(fèi)控智能電能表的實(shí)時(shí)控制方法。

發(fā)明背景

最早的電能表是感應(yīng)式機(jī)械電能表，它是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生一個(gè)力矩而計(jì)量電能的，傳統(tǒng)的機(jī)械表只是作為電能計(jì)量?jī)x器使用，功能相對(duì)而言比較單一，而且其穩(wěn)定性、精度、靈敏度方面都比較難控制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子式電能表得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，由于從計(jì)量到數(shù)據(jù)處理都采用集成電路為核心的電子器件，從而取消了電能表上長(zhǎng)期使用的機(jī)械部件，使得電能表的體積大大減小，可靠性、精度大大增強(qiáng)。而隨著單片機(jī)、智能芯片在電能表中的運(yùn)用，使得電能表有了更多更強(qiáng)的功能，具有多功能的費(fèi)控智能電能表也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

費(fèi)控智能電能表的顯示由以前的僅通過(guò)計(jì)度器顯示發(fā)展為可以通過(guò)數(shù)碼管或液晶顯示;為了方便抄表，費(fèi)控智能電能表增加了各種通訊功能，如紅外、RS458、電力線載波、微功率無(wú)線;為了解決收費(fèi)難的問(wèn)題，還通過(guò)IC卡片實(shí)現(xiàn)了預(yù)付費(fèi)功能;為了平衡電網(wǎng)負(fù)荷提高電網(wǎng)的使用效率，還增加了分時(shí)計(jì)量功能等。這些功能的增加都需要費(fèi)控智能電能表去實(shí)時(shí)的判斷并執(zhí)行相應(yīng)的操作。從實(shí)時(shí)處理的角度來(lái)說(shuō)，為了實(shí)時(shí)完成這些功能，一般的方法是給每個(gè)功能配一個(gè)中斷源。而現(xiàn)有的電能表為了增加可用的中斷源要么采用高性能的單片機(jī)要么通過(guò)外圍電路擴(kuò)展中斷源，但這兩種方法有一個(gè)共同缺點(diǎn)就是增加了硬件成本。另外，當(dāng)某個(gè)中斷處理需要較長(zhǎng)的處理時(shí)間時(shí)，會(huì)過(guò)多占用單片機(jī)運(yùn)行資源，使得其它功能的實(shí)時(shí)性得不到保障。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種費(fèi)控智能電能表的實(shí)時(shí)控制方法，能有效保證電能表中各功能的實(shí)時(shí)性，且硬件成本低。

圖為本發(fā)明實(shí)施例中費(fèi)控智能電能表的實(shí)時(shí)控制方法的流程圖

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：提供一種費(fèi)控智能電能表的實(shí)時(shí)控制方法，包括以下步驟：S1 .在費(fèi)控智能電能表的單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置一個(gè)周期為T的定時(shí)中斷，并創(chuàng)建需要實(shí)時(shí)處理的多個(gè)功能模塊;S2 .對(duì)所創(chuàng)建的多個(gè)功能模塊進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序;S3 .對(duì)每個(gè)功能模塊進(jìn)行分割，分割成多個(gè)子功能模塊，并對(duì)所分割的子功能模塊按照子功能模塊的執(zhí)行順序進(jìn)行排序;S4 .每當(dāng)定時(shí)中斷產(chǎn)生后，根據(jù)優(yōu)先級(jí)排序依次查詢各功能模塊，當(dāng)查詢到某個(gè)功能模塊有事件發(fā)生，則按順序執(zhí)行該功能模塊的所有子功能模塊。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S1中，所述定時(shí)周期T設(shè)為2ms;所創(chuàng)建的功能模塊為六個(gè)，分別為計(jì)量功能模塊、顯示功能模塊、按鍵功能模塊、數(shù)據(jù)處理功能模塊、通訊處理功能模塊及IC卡操作功能模塊。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S2中，對(duì)所述六個(gè)功能模塊進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序時(shí)，計(jì)量功能模塊>數(shù)據(jù)處理功能模塊>顯示功能模塊>IC卡操作功能模塊>通訊處理功能模塊>按鍵功能模塊。

步驟S3中，計(jì)量功能模塊分割為上升沿判斷子模塊、計(jì)量延時(shí)子模塊和下降沿判斷子模塊;顯示功能模塊分割為六個(gè)數(shù)碼管顯示子模塊和一個(gè)顯示延時(shí)子模塊，其中，每個(gè)數(shù)碼管顯示子模塊負(fù)責(zé)顯示一位數(shù)碼管;按鍵功能模塊分割為按鍵電平判斷子模塊和按鍵延時(shí)子模塊;數(shù)據(jù)處理功能模塊分割為剩余量處理子模塊、累計(jì)量處理子模塊、剩余量處理E2讀子模塊、累計(jì)量處理E2讀子模塊、剩余量處理E2寫子模塊和累計(jì)量處理E2寫子模塊;通訊處理功能模塊分割為通訊類型判斷子模塊和通訊處理子模塊;IC卡操作功能模塊分割為IC卡檢測(cè)子模塊和IC卡處理子模塊。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，每次定時(shí)中斷后，單片機(jī)的計(jì)數(shù)器將自動(dòng)進(jìn)行加1操作，顯示功能模塊中的顯示延時(shí)子模塊在計(jì)數(shù)器未達(dá)到延時(shí)顯示數(shù)值M時(shí)，M為整數(shù)，則對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行延時(shí)點(diǎn)亮操作，一旦計(jì)數(shù)器達(dá)到延時(shí)顯示數(shù)值M，則顯示延時(shí)子模塊將不再進(jìn)行延時(shí)處理，同時(shí)計(jì)數(shù)器清零。所述延時(shí)數(shù)值M=所需延時(shí)顯示時(shí)間/定時(shí)中斷的時(shí)間周期T。

所述按鍵功能模塊中的按鍵延時(shí)子模塊在按鍵電平被判斷為高電平時(shí)，將對(duì)按鍵操作進(jìn)行延時(shí)處理，一旦在連續(xù)N次定時(shí)中斷中按鍵電平均判斷為高電平時(shí)，N為大于等于100的整數(shù)，則在N+1次定時(shí)中斷中，按鍵延時(shí)子模塊不再進(jìn)行延時(shí)操作。

所述定時(shí)中斷次數(shù)N=所需延時(shí)按鍵時(shí)間/定時(shí)中斷的時(shí)間周期T。步驟S4中，按順序執(zhí)行相應(yīng)功能模塊的子功能模塊時(shí)，每完成一個(gè)子功能模塊后將查詢?cè)摴δ苣K是否還有其他子功能模塊需要執(zhí)行，若有，則繼續(xù)執(zhí)行;若無(wú)，則退出該功能模塊，繼續(xù)按優(yōu)先級(jí)排序依次查詢其他功能模塊。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，每個(gè)功能模塊都設(shè)置有一個(gè)標(biāo)志位，所述標(biāo)志位用于標(biāo)示各個(gè)功能模塊是否有事件發(fā)生。

本發(fā)明的有益效果在于：1、本發(fā)明中，在費(fèi)控智能電能表的單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)周期為T的定時(shí)中斷，該定時(shí)中斷將單片機(jī)的運(yùn)行時(shí)間劃分成了很短的時(shí)間片，且每個(gè)時(shí)間片內(nèi)(即每個(gè)周期為T的定時(shí)中斷內(nèi))依次輪流處理各個(gè)有事件發(fā)生的功能模塊，各功能模塊運(yùn)行僅占用很小的單片機(jī)資源，且各功能模塊之間運(yùn)行是相互獨(dú)立、互不干涉的，這樣各個(gè)功能模塊之間的運(yùn)行就形成了微觀上輪流運(yùn)行，宏觀上并發(fā)運(yùn)行的多任務(wù)效果，大大提高了電能表的單片機(jī)處理任務(wù)的實(shí)時(shí)性，從而實(shí)現(xiàn)費(fèi)控智能電能表的實(shí)時(shí)控制。

2、本發(fā)明中，利用了單片機(jī)的硬件中斷功能，僅在費(fèi)控智能電能表的單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置一個(gè)周期為T的定時(shí)中斷即可實(shí)現(xiàn)電能表各功能的實(shí)時(shí)控制，相較于傳統(tǒng)的給每個(gè)功能配一個(gè)中斷源的做法來(lái)說(shuō)，不但降低了硬件成本，而且還提高了單片機(jī)運(yùn)行效率。3、本發(fā)明中，對(duì)電能表的功能模塊進(jìn)行了優(yōu)先級(jí)的排序，使得在每次定時(shí)中斷內(nèi)都能優(yōu)先處理優(yōu)先級(jí)別高的功能模塊，從而保證了電能表性能的及時(shí)性、可靠性。4、本發(fā)明中，將各功能模塊分割成了多個(gè)子功能模塊，并且各子功能模塊按順序依次執(zhí)行，這樣一來(lái)子功能模塊就會(huì)占用更少的CPU資源，那么系統(tǒng)的處理就會(huì)更快，實(shí)時(shí)效果就更佳，在定時(shí)中斷內(nèi)就能更好地達(dá)到所有功能模塊在微觀上輪流串接運(yùn)行，宏觀上并發(fā)同步運(yùn)行的多任務(wù)效果。