基于MSP430的三相電能表SA9904B采集系統(tǒng)
本文介紹由TI公司的MSP430F435 單片機(jī)和SAMES 的SA9904B 電能測(cè)量集成芯片組合成三相電能表的無(wú)用功率和有用功率等參量的采集系統(tǒng)。
硬件部分
MSP430F435
T1 公司的MSP430 系列單片機(jī)是一種具有超低功耗的功能強(qiáng)大的單片機(jī)。新開(kāi)發(fā)的F 系列具有Flash存儲(chǔ)器,在系統(tǒng)設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)調(diào)試及實(shí)際應(yīng)用上比其他MCU都有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。
1、超低功耗
MSP430F 系列運(yùn)行在1MHZ 時(shí)鐘的條件下時(shí),工作模式不同為0.1~400uA,工作電壓為1.8~3.6V。
2、 超強(qiáng)處理能力
8MIPS 的CPU內(nèi)核,16位×16 位的硬件乘法器。
3、靈活的配置方法
MSP430 F 系列具有豐富的尋址方式,只需要27 條指令;片內(nèi)寄存器數(shù)多,可以實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)算;有高效的查表處理方法。這一切保證了可以編譯出高效的程序。許多中斷,可以嵌套,使用方便。
4、片上集成外圍功能模塊
MSP430 F 系列集成了較多的片上外圍設(shè)備。這些外圍設(shè)備功能相當(dāng)強(qiáng)大：12位A/D,精密模擬比較器,硬件乘法器,2 組頻率可以達(dá)到8MHZ 的時(shí)鐘模塊,2 個(gè)帶有許多捕獲比較的16 位定時(shí)器,看門狗功能,2 個(gè)可實(shí)現(xiàn)異步和同步及多址訪問(wèn)的串行通信接口,數(shù)十個(gè)可實(shí)現(xiàn)方向的設(shè)置及中斷功能的并行輸入,輸出端口,擁有SPI和UASRT 通訊端口。
5、高效的開(kāi)發(fā)方式
MSP430FX 系列具有FLASH 存儲(chǔ)器,這一特點(diǎn)使得它的開(kāi)發(fā)工具相當(dāng)簡(jiǎn)便。利用單片機(jī)自身帶有的JTAG 接口或片內(nèi)BOOT ROM 內(nèi)固化的默認(rèn)的加載程序載入器Bootstrap 可以進(jìn)行串口或并口,通過(guò)UART 將程序代碼裝入Flash 存貯器中�？梢栽谝慌_(tái)PC 及一個(gè)小JATAG 控制器的幫助下實(shí)現(xiàn)程序的下載,方便的完成在線程序調(diào)試。
SA9904B
SAMES 公司的SA9904B 專用與電能測(cè)量的集成芯片,提供多功能電力測(cè)量參數(shù)：功率因子有功率、無(wú)功功率、峰值電壓、峰值功率、電壓電流有效值等。SA9904B 三相電路的各路電流和電壓完成采樣,有用功率和無(wú)用功率通過(guò)SA9904B 的三路電流和三路電壓的乘積求得。在芯片內(nèi)部完成數(shù)模轉(zhuǎn)換和相位延遲的調(diào)整,各路瞬間功率的數(shù)字量值存儲(chǔ)在二十四位寄存器中,最大值為十六進(jìn)制的FFFF,對(duì)應(yīng)于芯片的DO 端口其中對(duì)各路的寄存器的讀取,由各路地址存儲(chǔ)器的值確定,對(duì)應(yīng)與芯片的 DI 端口。這些都通過(guò)芯片的SPI 接口以串行數(shù)據(jù)方式與MCU端口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。MCU 通過(guò)對(duì)地址的選擇來(lái)完成對(duì)芯片的數(shù)據(jù)讀取。
