2017年11月10日，武漢阿迪克電子股份有限公司申請了一項國家發(fā)明授權(quán)專利——費控智能電能表的實時控制方法。

內(nèi)容說明

本發(fā)明涉及電能計量儀表儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體來講是一種費控智能電能表的實時控制方法。

發(fā)明背景

最早的電能表是感應(yīng)式機械電能表，它是通過電場產(chǎn)生磁場，對轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生一個力矩而計量電能的，傳統(tǒng)的機械表只是作為電能計量儀器使用，功能相對而言比較單一，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越廣泛的應(yīng)用，由于從計量到數(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期使用的機械部件，使得電能表的體積大大減小，可靠性、精度大大增強。而隨著單片機、智能芯片在電能表中的運用，使得電能表有了更多更強的功能，具有多功能的費控智能電能表也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

費控智能電能表的顯示由以前的僅通過計度器顯示發(fā)展為可以通過數(shù)碼管或液晶顯示;為了方便抄表，費控智能電能表增加了各種通訊功能，如紅外、RS458、電力線載波、微功率無線;為了解決收費難的問題，還通過IC卡片實現(xiàn)了預(yù)付費功能;為了平衡電網(wǎng)負(fù)荷提高電網(wǎng)的使用效率，還增加了分時計量功能等。這些功能的增加都需要費控智能電能表去實時的判斷并執(zhí)行相應(yīng)的操作。從實時處理的角度來說，為了實時完成這些功能，一般的方法是給每個功能配一個中斷源。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要么通過外圍電路擴展中斷源，但這兩種方法有一個共同缺點就是增加了硬件成本。另外，當(dāng)某個中斷處理需要較長的處理時間時，會過多占用單片機運行資源，使得其它功能的實時性得不到保障。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(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控智能電能表的實時控制方法，能有效保證電能表中各功能的實時性，且硬件成本低。

圖為本發(fā)明實施例中費控智能電能表的實時控制方法的流程圖

為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：提供一種費控智能電能表的實時控制方法，包括以下步驟：S1 .在費控智能電能表的單片機內(nèi)部設(shè)置一個周期為T的定時中斷，并創(chuàng)建需要實時處理的多個功能模塊;S2 .對所創(chuàng)建的多個功能模塊進行優(yōu)先級排序;S3 .對每個功能模塊進行分割，分割成多個子功能模塊，并對所分割的子功能模塊按照子功能模塊的執(zhí)行順序進行排序;S4 .每當(dāng)定時中斷產(chǎn)生后，根據(jù)優(yōu)先級排序依次查詢各功能模塊，當(dāng)查詢到某個功能模塊有事件發(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，所述定時周期T設(shè)為2ms;所創(chuàng)建的功能模塊為六個，分別為計量功能模塊、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，對所述六個功能模塊進行優(yōu)先級排序時，計量功能模塊>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，計量功能模塊分割為上升沿判斷子模塊、計量延時子模塊和下降沿判斷子模塊;顯示功能模塊分割為六個數(shù)碼管顯示子模塊和一個顯示延時子模塊，其中，每個數(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、累計量處理子模塊、剩余量處理E2讀子模塊、累計量處理E2讀子模塊、剩余量處理E2寫子模塊和累計量處理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，每次定時中斷后，單片機的計數(shù)器將自動進行加1操作，顯示功能模塊中的顯示延時子模塊在計數(shù)器未達到延時顯示數(shù)值M時，M為整數(shù)，則對數(shù)碼管進行延時點亮操作，一旦計數(shù)器達到延時顯示數(shù)值M，則顯示延時子模塊將不再進行延時處理，同時計數(shù)器清零。所述延時數(shù)值M=所需延時顯示時間/定時中斷的時間周期T。

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

所述定時中斷次數(shù)N=所需延時按鍵時間/定時中斷的時間周期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，每完成一個子功能模塊后將查詢該功能模塊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，則退出該功能模塊，繼續(xù)按優(yōu)先級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，每個功能模塊都設(shè)置有一個標(biāo)志位，所述標(biāo)志位用于標(biāo)示各個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，在費控智能電能表的單片機內(nèi)部設(shè)置了一個周期為T的定時中斷，該定時中斷將單片機的運行時間劃分成了很短的時間片，且每個時間片內(nèi)(即每個周期為T的定時中斷內(nèi))依次輪流處理各個有事件發(fā)生的功能模塊，各功能模塊運行僅占用很小的單片機資源，且各功能模塊之間運行是相互獨立、互不干涉的，這樣各個功能模塊之間的運行就形成了微觀上輪流運行，宏觀上并發(fā)運行的多任務(wù)效果，大大提高了電能表的單片機處理任務(wù)的實時性，從而實現(xiàn)費控智能電能表的實時控制。

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