SA9904B在电力参数远程测控系统中的应用

DI、DO为串行数据的输入、输出端。

OSC1、OSC2为外部晶振的输入、输出端。

3 SA9904B的SPI接口

微控制器通过SPI端口实现对SA9904B内部数据的访问。SPI接口由四根信号线组成：串行时钟输出端SCK、片选信号输入端SC、串行数据输入端DI、串行数据输出端DO，时序如图3所示。

当CS为高电平时，DI引脚在SCK时钟的上升沿输入9位地址信号。其中高三位为写入地址的标志位；A5、A4为保留位，可选0或1；有效地址为低4位。在SCK的上升沿检测到地址的最低有效位A0输出后，DO引脚在SCK的下降沿输出相应寄存器地址里的24位数据，高位在前，低位在后。当24位数据输出后，如果CS信号仍然有效，则DO引脚将继续输出下一个地址的寄存器数据，直到所有的数据输出为止。

4 SA9904B在电力参数远程监测系统中的应用

电力参数远程监测系统的硬件组成结构如图4所示。待测的三相四线线路各相电压、电流经过电压分压网络和电流互感器，转化成符合SA9904B芯片要求的输入信号，再经过芯片内部对电压和电流进行A/D转换、数字运算和能量累加，从而得到各相的有功电能、无功电能、电压有效值和频率值的原始寄存器值。这些值通过SPI接口传送到微控制器。

本系统选用高性价比的微控制器W78E58，完成各种电力参数的计算、通信命令处理和控制功能。W78E58内部集成了32KB的ROM，程序存储穴是满足系统的需求，因而不需要外部扩展ROM。片外扩展了128KB的RAM，用以存放电压参数值，并有掉电保护电路，以保证数据在掉电时不会丢失。

DS12B887能够提供实时时间，以便进行时间及时段判断，从而执行相应的电能累计程序。CPLD（复杂可编程逻辑器件）EPM7032的内部设计了读取8路遥信量输入、执行4路遥控量输出以及产生各芯片片选信号的逻辑选信号有：DS12B887片选信号、SA9904B片选信号、X25045片选信号、628128RAM片选信号、DI选通信号和DO选通信号等。

2片74LS164芯片驱动16路发光二极管（LED）。这些发光二极管用于指示数字量输入/输出状态、通信状态、电源状态、自检/错误状态等。芯片X25045作为看门狗设置，加强系统的抗干扰性能。另外，该芯片还存储了模拟的地址号。

系统的通信有两种方式可以选择：一种是通过RS485总线通信，芯片75LBC184实现TTL与RS485之间的电平转换；另一种是通过LonWorks总线通信，LonWorks主控制模块的Neuron芯片采用RS232半双工异步串行通信模式，采用网络变量和网络消息的方式进行数据交换。

微控制器W78E58采用主从方式传输数据，由监控主机或其它的智能节点（主）发送命令；本模块（从）做出相应的应答，在协议帧中加入CRC-16校验码，以保证通信数据的正确性。

5 系统软件

电力参数远程测控系统的软件包括系统初始化、时间读取与时段判断程序、电力参数计算、通信命令处理、产生各种历史及报警记录、显示状态等模块。软件流程如图5所示。

其中电力参数计算模块将完成电力参数滤波、电力参数计算以及电能累加功能。系统实时读取SA9904B芯片内部存储的各相有功电能、无功电能、电压有效值和频率原始值。经过滤波处理，获得正确的电力参数，并通过计算公式完成三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等测量。

结语

该系统中采用SA9904B芯片，大大减少了软件中的计算工作，提高了系统的测量精度。同时采用LonWorks总线传输实测数据，也有效地提高了系统的抗干扰能力及稳定性。