本课题设计的多费率电表有I2C总线模块，RS485通讯模块，电能计量模块，LCD显示模块，键盘接口模块，电源检测模块等几大模块组成。其中I2C模块由E2PROM2424C256和实时日历时钟芯片PCF8563组成。E2PROM芯片用来存储每个月的峰，平，谷，总电量，日费率表、周费率表、季节费率表和节假日费率表等，以及电表的一些重要信息，比如电表的编号，时段信息，费率信息等。实时日历时钟PCF8563，保证电量累计严格按照峰、平、谷时间累计。电能累计模块用专用芯片AD7755，把模拟量电压、电流转换成数字脉冲，利用单片机的终端功能实现电量累计。RS485通讯模块用来实现远程抄表和远程对电表编程，设置参数信息等。
本课题设计的数字式分时多费率电表，结构简单，使用方便，高稳定性，超低功耗，不但可以显示用户实时电量，累计分时电量，计算不同的电费，还具有远程抄表，电表管理等，可以科学合理的利用电力资源。该电表有RS485串行接口，可以实现远程通讯功能，可以把用户的用电信息和其他电表信息上传至上位监控机，实现远程抄表功能。通过使用MSP430F413设计了软件I2C程序，可以方便的与挂接在I2C总线上的E2PROM和实时时钟芯片联系，读取实时信息。在抗干扰措施，硬件上采用了光电隔离，软件上使用指令冗余以及软件陷阱和看门狗，保证电表软件更可靠的运行。
本课题设计的方案希望达到以下技术要求：
（一）RS485通讯接口
数字式多功能多费率电表具有远程电力载波通信接口，采用RS485通信标准，半双工通讯方式。为了提高电表的抗干扰能力，提高电表工作的稳定性，RS485通讯接口和电表内部采用光耦进行电气隔离。上位机通过RS485对电表进行编程和抄表。
通过RS485通讯口对电表进行编程
为保持电表内部数据的可靠性和安全性，对电表的编程采用硬件加软件的方法。硬件有编程开关，软件就是密码。当编程开关打在“编程允许”时，可对电表进行各种编程；当编程开关打在“编程禁止”时，不能对电表进行编程。编程的内容包括：时间日期设置，费率时段设置，电量底数设置，月总电量存储，编程密码为6位。
通讯接口收发信息
将当前日期时间；当前电量信息：总电量，峰电量，平电量，谷电量；当前电费信息：总电费，峰电费，平电费，谷电费；本月总电量，本月总电费；通过RS485远程传送到上位机。上位机对电表设置时间日期，及峰，平，谷时间段及各段费率。
（二）LCD显示
电量和计费信息采用点阵LCD显示，使用专用液晶显示模块TG12864(L)128×64全点阵，可显示8×4个汉字。电量信息采用整数位5位，小数位1位的显示方式。循环显示的内容有：运行时段：峰、平、谷；现在日期、时间；当前总电量，当前峰电量，当前平电量，当前谷电量。循环显示的周期一般约为：2～30S，默认值位2S......
 
目录
摘要
Abstract
1.绪论
 1.1 数字分时多费率电表综述  1
 1.2 数字分时多费率电表的技术要求 1
 1.2.1 电能计量功能  1
 1.2.2 E2PROM芯片24C256 1
1.2.3 液晶显示功能  2
1.2.4 根据按键显示不同的内容 2
1.2.5 停电抄表功能和报警及跳闸功能  2
1.2.6 其它如锂电池工作、仪表操作参数的存储功能 2
2.系统总体方案设计  2
 2.1 设计目标 2
 2.1.1 核心处理芯片  2
2.1.2 RS485通讯接口 2
2.1.3 LCD显示  3
2.1.4 电表信息存储  3
2.1.5 实时日历时钟  3
2.1.6 键盘接口设计  3
 2.2 系统总体设计方案 3
 2.3 系统总体框图  4
3.系统各模块设计  4
 3.1 超低功耗MSP430系列单片机机简介 4
 3.1.1 MSP430系列单片机的特点 5
 3.1.2 MSP430F413单片机介绍  6
 3.2 电能计量模块设计 7
3.2.1 脉冲输出的电能计量芯片AD7755介绍 7
3.2.2 电能计量芯片AD7755的采集和存储软件设计 11
3.2.3 交流采样法软件设计  13
 3.3 图形点阵液晶显示模块设计  16
 3.3.1 点阵液晶显示模块TG12864(L)主要硬件构成说明 16
 3.3.2 点阵液晶显示模块TG12864(L)与单片机的接口 18
 3.3.3 显示汉字字符，阿拉伯数字字符软件设计 18
 3.4 I2C总线模块设计  21
 3.4.1 I2C总线工作原理 22
3.4.2 有I2C总线的E2PROM设计  23
3.4.3 多功能时钟/日历芯片设计 28
 3.5 RS485通讯模块的设计 31
 3.5.1 RS485通讯原理 31
 3.5.2 MAX485芯片介绍 31
 3.5.3 MAX485在电表中的硬件连接 32
 3.5.4 上位机通过RS485通讯对电表编程的软件设计 32
 3.6 键盘在电表硬件中的应用  37
 3.6.1 键盘与MSP430F413的硬件连接 37
 3.6.2 键盘的中断软件编程 37
3.7电表的电源管理  38
 3.7.1 电源监控芯片MAX705介绍 38
 3.7.2 MAX705与MSP430F413的硬件连接  38
 3.7.3 电源报警及快速存储数据软件设计  39
 3.8单片机软件抗干扰设计 39
 3.8.1指令冗余  39
 3.8.2 拦截技术  40
3.8.3 软件“看门狗”技术 41
结束语 42
致谢  43
参考文献  44
附录  45
 

本电子电气通信自动化毕业设计“基于MSP430F413单片机多费率电表的软件设计”论文由清风毕业设计网[www.lunwen550.com]征集整理！