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

方框图

TIDA-010243 方框图,三相 + 中线配置 展示了适用于基于 ADS131M08 的三相电能测量应用的简要接口方框图。对于每个相位,直接测量相电压,以及线电流(三个相位)和通过 N 线(中线)的电流。

在 TIDA-010243 方框图中,电流互感器 (CT) 连接每个电流通道,并使用简单的分压器来对每个通道的相应电压进行分压。每个 CT 都有关联的负载电阻器,必须始终连接该电阻器以保护测量器件。CT 和负载电阻器的选择基于制造商和电能测量所需的电流范围。

为电压通道选择的分压电阻器要确保对市电电压进行分压后符合 ADS131M08 器件的正常输入电压范围。ADS131M08 ADC 具有较大的动态范围,而测量电压时不需要较大的动态范围,因此特意选择了电压前端电路,使 ADC 电压通道输入端的最大电压落在满量程电压范围内。

GUID-20230518-SS0I-Q3LP-FWVF-PGZFNWRSBCRZ-low.svg图 2-1 TIDA-010243 方框图,三相 + 中线配置

通过降低馈送到三个 ADS131M08 ADC 电压通道的电压,电压-电流串扰(对计量精度的实际影响大于对 ADC 电压通道精度的影响)会减小(电压精度也会降低),从而在较低的电流下实现更准确的电能测量。

ADS131M08 器件通过以下方式与 MSPM0+ MCU 进行交互:

  1. ADS131M08 器件使用的 CLKIN 时钟由 MSPM0G3507 MCU 的 M0_CLKOUT 时钟信号输出提供。
  2. ADS131M08 器件将 CLKIN 引脚上提供的时钟进行二分频,并使用该分频时钟作为 Δ-Σ 调制时钟。
  3. 当新的 ADC 样本就绪时,ADS131M08 器件使 DRDY 引脚生效,从而通知 MSPM0+ MCU 有新样本可用。
  4. 然后,MSPM0+ MCU 使用 DMA 模块中的一个 SPI 和两个 DMA 通道从 ADS131M08 器件获取电压和电流样本。

可选 TPS3840 器件用作 MSPM0+ MCU 的外部 SVS。尽管 MSPM0+ MCU 具有内部上电复位 (POR) 以及具有四个可配置阈值电压的欠压复位 (BOR) 电源监测器,但外部 TPS3840 独立式 SVS 会增加电源故障情况下的冗余。

图 2-1 中的其他相关信号是用于精度测量和校准的有功和无功电能脉冲。ISO6720 器件为这些脉冲提供隔离式连接,以便连接到非隔离设备。此设计还通过使用 TPS70933、ISO6731B 和 TRS3232E 器件支持隔离式 RS-232 通信。硬件使用按钮开关在 RS-485 接口(通过 ISO6731 和 THVD1400 器件)或 RS-232 接口(通过 TRS3232E)之间进行选择。

此设计可通过在 TP6 处直接施加 3.3V 电压并在 TP1 处连接 GND,或者通过将 3.3V 和 GND 连接到应用板连接器 J13 来供电。有关为两种方案中电路板供电的正确跳线连接的更多详细信息,请参阅接头名称和跳线设置