ZHCUB46 june   2023 ADS131M08 , MSPM0G1507

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 终端设备
    2. 1.2 电表
    3. 1.3 电能质量监测仪,电能质量分析仪
    4. 1.4 关键系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 外部采用 TPS3840 电源电压监控器 (SVS)
      2. 2.2.2 使用 TMAG5273 线性 3D 霍尔效应传感器进行磁篡改检测
      3. 2.2.3 模拟输入
        1. 2.2.3.1 电压测量模拟前端
        2. 2.2.3.2 电流测量模拟前端
    3. 2.3 重点米6体育平台手机版_好二三四
      1. 2.3.1  ADS131M08
      2. 2.3.2  MSPM0G3507
      3. 2.3.3  用于驱动分段式 LCD 显示屏的 MSP430FR4131
      4. 2.3.4  TPS3840
      5. 2.3.5  THVD1400
      6. 2.3.6  ISO6731
      7. 2.3.7  ISO6720
      8. 2.3.8  TRS3232E
      9. 2.3.9  TPS709
      10. 2.3.10 TMAG5273
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1  如何实现计量测试软件
    2. 3.2  计时系统
    3. 3.3  用于 GUI 通信的 UART 设置
    4. 3.4  实时时钟 (RTC)
    5. 3.5  MSP430FR4131 中的 LCD 控制器
    6. 3.6  直接存储器访问 (DMA)
    7. 3.7  ADC 设置
    8. 3.8  前台进程
      1. 3.8.1 公式
    9. 3.9  后台进程
    10. 3.10 软件函数 per_sample_dsp()
      1. 3.10.1 电压和电流信号
      2. 3.10.2 频率测量和周期跟踪
    11. 3.11 LED 脉冲生成
    12. 3.12 相位补偿
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 所需的硬件和软件
      1. 4.1.1 硬件
      2. 4.1.2 注意事项和警告
    2. 4.2 测试设置
      1. 4.2.1  将 TIDA-010243 连接到计量测试设备
      2. 4.2.2  电源选项和跳线设置
      3. 4.2.3  电表计量精度测试
      4. 4.2.4  查看计量读数和校准
        1. 4.2.4.1 从 LCD 中查看结果
        2. 4.2.4.2 从 PC 校准和查看结果
      5. 4.2.5  MSPM0+ MCU 的校准和闪存设置
      6. 4.2.6  增益校准
      7. 4.2.7  电压和电流增益校准
      8. 4.2.8  有源功率增益校准
      9. 4.2.9  偏移校准
      10. 4.2.10 相位校准
      11. 4.2.11 软件代码示例
    3. 4.3 测试结果
      1. 4.3.1 SVS 功能测试
      2. 4.3.2 电表计量精度结果
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB 布局建议
      4. 5.1.4 布局图
      5. 5.1.5 Gerber文件
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6关于作者

电源选项和跳线设置

此设计的 MSPM0+ MCU 和 ADS131M08 部分由单个电压轨 (DVCC) 供电,这通过在 DVCC 接头 J13.P1 和 J13.P13 或 J13.P14 (GND) 处连接一个 3.3V 外部电源来实现。

各种跳线接头和跳线设置可增加电路板的灵活性。一些接头需要正确连接跳线,才能使电路板正常发挥作用。表 4-1 指示了板上每个跳线的功能。

注: 包含(警告)文字的接头(主要功能 列中)未隔离,因此以市电运行时,请勿在此处使用测量设备。如果设备通过电池供电且不连接市电,或者,如果交流市电处于隔离状态,则适用此情况(除非此设计的电路板的外部某一隔离器用来在接头位置连接)
表 4-1 接头名称和跳线设置
接头或接头选项名称类型主要功能有效用例注释
J1,J2,J3

2 引脚端子块

A 相、B 相和 C 相电压
(警告)
A、B 和 C 线的电压输入这些端子块各自通过一个端子连接到中性点电压,而第二个端子分别连接到 A 相、B 相和 C 相。
J4,

J5,J6

3 引脚端子块连接 A、B 和 C 线的 CT(电流互感器)
(警告)
A、B 和 C 线 CT 传感器后的电流输入这是三位置端子块,但仅使用最左侧和最右侧位置。中心位置连接至 GND,不连接至 CT。在执行任何测试之前,请验证该端子块是否安全牢固地连接到 CT 的两条输出引线。
J72 引脚插头有功电能脉冲
(警告)
在此处探测累积的有功电能脉冲。此接头有两个引脚:GND 和 ACT,有功电能脉冲实际在这里输出。此接头不与交流市电隔离,因此请勿在此处连接测量设备。另请参阅 J14 的“ISO_ACT”引脚,该引脚是隔离引脚。如果需要测试有功功率脉冲,请改用 J14 的“ISO_ACT”引脚,因为 是隔离引脚。
J84 引脚接头无功电能脉冲
(警告)
在此处探测累积的无功电能脉冲。此接头有两个引脚:GND 和 REACT,无功电能脉冲实际在这里输出。此接头不与交流市电隔离,因此请勿在此处连接测量设备。如果需要测试无功功率脉冲,请改用 J14 的“ISO_REACT”引脚,因为它是隔离引脚。
J910 引脚 2 排连接器中性连接
(警告)
XDS110 调试探针连接到此连接器,以便为 MSPM0G3507 MCU 供电。XDS110 调试探针用于对 MSPM0G3507 器件进行编程。请注意,必须从外部为 MSPM0 MCU 供电才能对其进行编程。由于此接头和 XDS110 不隔离,因此在使用市电运行且市电未隔离时,请勿连接到此接头。
J106 引脚插头FTDI UART 转 USB 接头
(警告)
未连接市电 的情况下进行调试时,使用 FTDI 电缆和 UART 链路。通过 PC USB 端口提供 UART 链路。由于此接头不隔离,因此在使用市电运行且市电未隔离时,请勿连接到此接头。

J11

8 引脚插头ADS131M08 MSPM0G3507 通信接头
(警告)
在此处探测与 ADS131M08 器件的 4 线 SPI 信号、RST 信号、CLKIN 信号和 DRDY 信号的连接。RST 引脚用于将 ADS131M08 复位。初始化 ADS131M08 时,MSPM0G3507 会驱动该引脚以将 ADS131M08 复位。ADS131M08 器件的 DRDY 引脚用于提醒 MSPM0+ MCU 有新的电流样本可用。CLKIN 引脚从 MSPM0+ MCU 的 CLK_OUT 时钟输出馈送到 ADS131M08 器件,后者对时钟进行分频以产生所使用的调制器时钟。(警告)此接头未与交流市电隔离,因此,除非可以使用参考设计的外部隔离器,否则请勿在使用市电运行时连接测量设备。此接头上的引脚映射如下:
● 引脚 1:ADS131M08 CLKIN 引脚
● 引脚 2:SPI DIN、ADS131M08 DOUT/引脚 POCI
● 引脚 3:SPI DOUT、ADS131M08 DIN 引脚/PICO ● 引脚 4:SPI CLK(ADS131M08 SCLK 引脚)
● 引脚 5:ADS131M08 DRDY 引脚
● 引脚 6:ADS131M08 CS 引脚
● 引脚 7:ADS131M08 SYNC/RESET 引脚)。引脚 8:NC

J12

4 引脚端子块隔离式 RS-485 连接要使用 RS-485 查看 GUI,请连接此处的 USB 转 RS-485 适配器。必须在该接头的引脚 3 上从外部提供 5V 电压。引脚 4 是 RS-485 地,引脚 2 是 B 总线 I/O 线,引脚 1 是 A 总线 I/O 线。

J13

14 引脚 2 排接头应用连接器
(警告)
在此处探测各种非隔离信号。用于接入其他 UART 链路以及 ACT 和 REACT 线路。由于此接头不隔离,因此在使用市电运行且市电未隔离时,请勿连接到此接头。
J144 引脚接头隔离式脉冲接头在此处探测隔离式累积有功电能脉冲和隔离式累积三相无功电能脉冲。此接头有四个引脚:GND_ISO、REACT_ISO、ACT_ISO 和 DVDD_ISO。GND_ISO 是能量脉冲的隔离地。DVDD_ISO 是隔离式有功和无功电能脉冲的 VDD 连接。ACT_ISO 是输出隔离式有功电能脉冲的位置。REACT_ISO 是输出隔离式无功电能脉冲的位置。
此接头与交流市电隔离,因此可以安全地连接到示波器或其他测量设备,这是因为已经存在隔离器。然而,必须在 GND_ISO 和 DVDD_ISO 之间施加 3.3V 或 5V 电压,才能在此接头处产生有功和无功电能脉冲。产生的脉冲具有逻辑高电压,等于在 GND_ISO 和 DVDD_ISO 之间施加的电压。

J15

3 引脚端子块中性连接
(警告)
中线 CT 后的电流输入(如果需要监测中线电流)。这是三位置端子块,但仅使用最左侧和最右侧位置。中心位置连接至 GND,不连接至 CT。在执行任何测试之前,请验证该端子块是否安全牢固地连接到 CT 的两条输出引线。

J17

6 引脚插头

来自 MSPM0G3507 的 GPIO 线路

接入 6 个未使用的 GPIO连接到 6 个 GPIO 以用于实验和调试

S2

12 引脚双开关RS-232 或 RS-485 串行接口选择开关将 S2 设置为左侧或右侧位置,以便选择使用串行接口 RS-232 或 RS-485。两个接口均通过 U5 (ISO6731) 进行隔离。PCB 丝印标识指示 RS-232 和 RS-485 的位置。
JP13 引脚跳线接头复位选择根据哪一个 RESET 线路处于工作状态,在 1-2 或 2-3 位置放置一条跳线。TVS3840 和按钮 S1 在位置 1-2 中使用,其他情况下在 2-3 中使用,来自 J9(ARM 调试连接器)的 nRST_DEBUG 线路处于工作状态。在电路板调试和代码开发过程中有用
JP23 引脚跳线接头上拉或下拉 MSPM0G3507 上的 BSL_Invoke 线根据 BSL_INVOKE 是 VDD_3V3 还是 GND,分别在 1-2 或 2-3 位置放置一条跳线。过去在第 1 个器件修订版本中使用,已不再需要。