基于AT73C500/501专用芯片组的电参量测量模块
AT73C500都要重新读入校准数据，如果AT73C500使用微处理器模式，导入校准数据的握手协议过于复杂，需要单片机软件干预；因此从可靠性角度考虑，AT73C500被设置成EEPROM模式，将校准数据从EEPROMAT93C46中读出，同时，单片机也能对AT93C46内的校准数据读写。
前端测量电路工作流程：上电复位后，单片机对AT73C500复位，然后AT73C500进行初始化工作。首先将RD/WR写高，状态/模式总线上的四个三态门被选通，AT73C500通过BUS12至BUS15读入模式信息。在判断工作模式为EEPROM模式后，AT73C500向状态/模式总线的最低位（BUS8）写低电平，经逻辑译码电路（GAL20V8）后产生初始化信号CS1。CS1信号选通串行EEPROMAT93C46，AT73C500读出存储在AT93C46中的校准数据。校准数据读出以后，AT73C500向BUS8写高电平，经锁存后CS1变成高电平，初始化阶段结束，测量单元开始正常的测量工作。AT73C501开始通过同步串行总线向AT73C500传送采样结果。
AT73C500的计算结果有两种输出方式：一种是以数据的形式输出，另一种是以脉冲的形式输出。两种方式共和数据总线，因此使用逻辑译码电路（GAL20V8）区分。当有一包数据要输出时，AT73C500向状态总线的BUS9写高电平脉冲，经锁存后产生数据就绪信号DATRDY。DATRDY信号用于智能外接单片机线上数据就绪，此时ADDR0为低电平，无脉冲输出。数据输出结束后，DATRDY变为低电平。数据总线输出脉冲时，DATRDY始终为低电平；同时，DR/WR为低电平，ADDR0为高电平。
2.2AT73C500数据采集接口单元设计
2.2.1单片机选型
对智能电参量采集模块的各项数据进一步加工处理和与外部通信等功能，一般要由单片机来完成。前端测量单元的测量结果由AT73C500的数据总线送出。AT73C500的数据总线为并行总线。总线上数据传输速度非常快，其中锁存信号STROBE的脉宽仅为153ns。基于速度、成本上的考虑，选用美国Atmel公司的精简指令集（RISC）AVR单片机AT90S8535实现接口单元的功能。AT90S8535内部有8KBFlash程序存储器，512BSRAM，使用8MHz的晶振，每条指令的执行时间仅为125ns。
2.2.2接口逻辑控制电路
由于AT73C500/501有多种工作模式和数据传输方式，同时系统有1片EEPROMAT93C46存储器，保存校准参数信息。AT93C46必须能够由单片机读写，还要能由AT73C500读取系数。考虑到还有其它的复杂数据控制接口信号，因此，采用1片PLDGAL20V8实现复杂逻辑功能和数据、地址译码。图2为接口逻辑控制电路。
2.2.3单片机数据采集接口单元
测量单元的测量结果通过并行数据总线高速输出，因此，如何准确及时地接收总线上的数据是接口单元要解决的首要问题。
AT73C500数据总线时序中有两个不利于数据接收的问题。
AT73C500数据总线时序中有两个不利于数据接收的问题。
一是数据写到总线选通STROBE信号低电平宽度太窄，不利于单片机捕捉。这个问题即使使用了AVR单片机依然不能忽视。如果AT90S8535采用查询普通I/O口的办法捕捉STROBE脉冲，查询一次至少要执行两个单周期指令或执行一条两周期指令，执行时间最少为250ns，超过了STROBE低电平的宽度（153ns），因此丢失数据的可能性非常大。为了准确地捕捉STROBE信号，该信号被连接到AT90S8535外中断0的输入引脚（1NT0）。当INT0引脚上的STROBE信号触发了INT0中断请求时，通用中断标志寄存器GIFR中的INTF0位被置1，AT90S8535通过查询INTF0位，判断是否出现STROBE信号。使用这种方法STROBE
低电平状态由单片机硬件捕捉，不存在丢失STROBE事件的可能性，只要在下一次中断申请出现以前将INTF0位清除即可。
图3
另一个不利于数据接收的问题是，两个STROBE信号之间的时间过短，最短时间间隔只有11个时钟周期（3.2768MHz）。针对这种情况，考虑到数据包有效时的信号DATARDY可以利用，将DATARDY接到INT1引脚，利用DATARDY和STROBE的关系，进行数据接收，硬件连接如图3所示。
3智能电参量采集模块软件设计
电参量采集模块软件主要是单片机AT90S8535的控制软件。软件主要的功能是完成对AT73C500/501的配置，测量数据的处理；同时，利用外部通信接口传输采集的数据，响应外部设备的各种查询，校准数据设置操作。程序设计的难点在于对AT73C500测量数据的采集。
采集程序初始化时，只允许INT1中断（由数据包准备好标志DATARDY触发）。当DATARDY有效，进入INT1中断时，在中断内允许INT0中断（由数据写到总线选通STROBE信号触发）。这样，在INT1中断程序内，查询到STROBE引起的中断有效标志INTF0后，马上读出AT73C500写到总线的数据。然后，清除INTF0，等待接收下个数据，直到把1个完整数据包16个字节全部接收完成，再退出INT1中断。由于每包数据之间有至少20ms的间隔时间可供AT90S8535处理，这样接收完成1包数据后，在20ms的时间内由AT90S8535完成对包数据的分析，依次完成6包数据的接收处理。
《基于AT73C500/501专用芯片组的电参量测量模块(第2页)》
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前端测量电路工作流程：上电复位后，单片机对AT73C500复位，然后AT73C500进行初始化工作。首先将RD/WR写高，状态/模式总线上的四个三态门被选通，AT73C500通过BUS12至BUS15读入模式信息。在判断工作模式为EEPROM模式后，AT73C500向状态/模式总线的最低位（BUS8）写低电平，经逻辑译码电路（GAL20V8）后产生初始化信号CS1。CS1信号选通串行EEPROMAT93C46，AT73C500读出存储在AT93C46中的校准数据。校准数据读出以后，AT73C500向BUS8写高电平，经锁存后CS1变成高电平，初始化阶段结束，测量单元开始正常的测量工作。AT73C501开始通过同步串行总线向AT73C500传送采样结果。
AT73C500的计算结果有两种输出方式：一种是以数据的形式输出，另一种是以脉冲的形式输出。两种方式共和数据总线，因此使用逻辑译码电路（GAL20V8）区分。当有一包数据要输出时，AT73C500向状态总线的BUS9写高电平脉冲，经锁存后产生数据就绪信号DATRDY。DATRDY信号用于智能外接单片机线上数据就绪，此时ADDR0为低电平，无脉冲输出。数据输出结束后，DATRDY变为低电平。数据总线输出脉冲时，DATRDY始终为低电平；同时，DR/WR为低电平，ADDR0为高电平。
2.2AT73C500数据采集接口单元设计
2.2.1单片机选型
对智能电参量采集模块的各项数据进一步加工处理和与外部通信等功能，一般要由单片机来完成。前端测量单元的测量结果由AT73C500的数据总线送出。AT73C500的数据总线为并行总线。总线上数据传输速度非常快，其中锁存信号STROBE的脉宽仅为153ns。基于速度、成本上的考虑，选用美国Atmel公司的精简指令集（RISC）AVR单片机AT90S8535实现接口单元的功能。AT90S8535内部有8KBFlash程序存储器，512BSRAM，使用8MHz的晶振，每条指令的执行时间仅为125ns。
2.2.2接口逻辑控制电路
由于AT73C500/501有多种工作模式和数据传输方式，同时系统有1片EEPROMAT93C46存储器，保存校准参数信息。AT93C46必须能够由单片机读写，还要能由AT73C500读取系数。考虑到还有其它的复杂数据控制接口信号，因此，采用1片PLDGAL20V8实现复杂逻辑功能和数据、地址译码。图2为接口逻辑控制电路。
2.2.3单片机数据采集接口单元
测量单元的测量结果通过并行数据总线高速输出，因此，如何准确及时地接收总线上的数据是接口单元要解决的首要问题。
AT73C500数据总线时序中有两个不利于数据接收的问题。
AT73C500数据总线时序中有两个不利于数据接收的问题。
一是数据写到总线选通STROBE信号低电平宽度太窄，不利于单片机捕捉。这个问题即使使用了AVR单片机依然不能忽视。如果AT90S8535采用查询普通I/O口的办法捕捉STROBE脉冲，查询一次至少要执行两个单周期指令或执行一条两周期指令，执行时间最少为250ns，超过了STROBE低电平的宽度（153ns），因此丢失数据的可能性非常大。为了准确地捕捉STROBE信号，该信号被连接到AT90S8535外中断0的输入引脚（1NT0）。当INT0引脚上的STROBE信号触发了INT0中断请求时，通用中断标志寄存器GIFR中的INTF0位被置1，AT90S8535通过查询INTF0位，判断是否出现STROBE信号。使用这种方法STROBE
低电平状态由单片机硬件捕捉，不存在丢失STROBE事件的可能性，只要在下一次中断申请出现以前将INTF0位清除即可。
图3
另一个不利于数据接收的问题是，两个STROBE信号之间的时间过短，最短时间间隔只有11个时钟周期（3.2768MHz）。针对这种情况，考虑到数据包有效时的信号DATARDY可以利用，将DATARDY接到INT1引脚，利用DATARDY和STROBE的关系，进行数据接收，硬件连接如图3所示。
3智能电参量采集模块软件设计
电参量采集模块软件主要是单片机AT90S8535的控制软件。软件主要的功能是完成对AT73C500/501的配置，测量数据的处理；同时，利用外部通信接口传输采集的数据，响应外部设备的各种查询，校准数据设置操作。程序设计的难点在于对AT73C500测量数据的采集。
采集程序初始化时，只允许INT1中断（由数据包准备好标志DATARDY触发）。当DATARDY有效，进入INT1中断时，在中断内允许INT0中断（由数据写到总线选通STROBE信号触发）。这样，在INT1中断程序内，查询到STROBE引起的中断有效标志INTF0后，马上读出AT73C500写到总线的数据。然后，清除INTF0，等待接收下个数据，直到把1个完整数据包16个字节全部接收完成，再退出INT1中断。由于每包数据之间有至少20ms的间隔时间可供AT90S8535处理，这样接收完成1包数据后，在20ms的时间内由AT90S8535完成对包数据的分析，依次完成6包数据的接收处理。
《基于AT73C500/501专用芯片组的电参量测量模块(第2页)》
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