ZHCUC77 August   2024

 

  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 主要系统规格
    2. 1.2 终端设备
    3. 1.3 电表
    4. 1.4 电能质量监测仪，电能质量分析仪
  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 使用 TMAG5273 线性 3D 霍尔效应传感器进行磁篡改检测
      2. 2.2.2 独立 ADC 的模拟输入
      3. 2.2.3 电压测量模拟前端
      4. 2.2.4 用于电流测量的模拟前端
    3. 2.3 主要米6体育平台手机版_好二三四
      1. 2.3.1 AMC131M03
      2. 2.3.2 ADS131M02
      3. 2.3.3 MSPM0G1106
      4. 2.3.4 TMAG5273
      5. 2.3.5 ISO6731
      6. 2.3.6 TRS3232E
      7. 2.3.7 TPS709
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
      1. 3.1.1  软件要求
      2. 3.1.2  用于 PC GUI 通信的 UART
      3. 3.1.3  直接存储器存取 (DMA)
      4. 3.1.4  ADC 设置
      5. 3.1.5  前台进程
      6. 3.1.6  公式
        1. 3.1.6.1 标准计量参数
        2. 3.1.6.2 电能质量公式
      7. 3.1.7  后台进程
      8. 3.1.8  软件函数 per_sample_dsp()
      9. 3.1.9  电压和电流信号
      10. 3.1.10 纯波形样本
      11. 3.1.11 频率测量和周期跟踪
      12. 3.1.12 LED 脉冲生成
      13. 3.1.13 相位补偿
    2. 3.2 测试设置
      1. 3.2.1 电源选项和跳线设置
      2. 3.2.2 电表计量精度测试
      3. 3.2.3 查看计量读数和校准
        1. 3.2.3.1 从 PC 校准和查看结果
      4. 3.2.4 MSPM0+ MCU 的校准和闪存设置
      5. 3.2.5 增益校准
      6. 3.2.6 电压和电流增益校准
      7. 3.2.7 有源功率增益校准
      8. 3.2.8 偏移校准
      9. 3.2.9 相位校准
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1 能量计量精度结果
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
      3. 4.1.3 PCB 布局建议
      4. 4.1.4 布局图
      5. 4.1.5 Altium 工程
      6. 4.1.6 Gerber 文件
      7. 4.1.7 装配图
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5关于作者

3.1.4 ADC 设置

为了在所有相关模拟输入通道上提供正确的测量数据，必须对 ADC131M03 和 ADS131M02 器件寄存器进行初始化。每次启动计量应用以及每次执行从 PC 校准和查看结果计量校准程序时都要遵循图 3-1。

MSPM0+ MCU 的 SPI 模块配置为使用 4 线制模式的控制器器件（SPI 硬件模块自动将两个片选信号设置为高电平和低电平有效）。设置 SPI 后，所有中断都被禁用，并且从 MSPM0+ MCU 发送 SYNC_RESET 线路上的复位脉冲。然后，中断被重新启用，MSPM0+ MCU 按顺序向 ADS131M02 发送 SPI 写入命令以配置寄存器，然后使用 AMC131M03 重复初始化步骤：

  • MODE 寄存器设置：使用了 16 位 CCITT CRC，ADS131M02 和 AMC131M03 数据包中每个字的长度为 24 位，在启用最滞后的通道上将 DRDY 信号置为有效，当转换值不可用时 DRDY 置为高电平有效，当转换值准备就绪时 DRDY 置为低电平有效。
  • 电压 + 电流的 GAIN1 寄存器设置：PGA 增益 = 1 用于电压通道，测量相电压或 A 相至 B 相电压，PGA 增益 = 32 用于 A 相和中性或 B 相上的电流通道。
  • CFG 寄存器设置：ADS31M02 上未使用电流检测模式，AMC131M03 不支持该模式
  • CHx_CFG 寄存器设置（其中，x 为通道编号：0、1 或 2）
    • 单相模式：两个 ADC 通道输入连接到外部 ADC 引脚，且每个通道的通道相位延迟都设为 0（使用 SDK 中间件中的软件相位补偿，而不是 ADS131M02 或 AMC131M03 硬件相位补偿）
  • CLOCK 寄存器设置：1024 OSR，所有通道均已启用，高分辨率调制器功率模式

MSPM0+ MCU 在启动时配置为当两个 DRDY 引脚中的任何一个发生下降沿时生成端口中断，指示新的测量样本可用。

TIDA-010944 ADC 初始化过程图 3-1 ADC 初始化过程

ADC 调制器时钟来自馈入 CLKIN 引脚的时钟，该引脚在内部被二分频以生成 ADC 调制器时钟。方程式 3 展示了 ADC 采样频率的定义。

方程式 3. f S = f M O S R = f C L K I N 2 × O S R

其中

  • ƒS 是采样率
  • ƒM 是调制器时钟频率
  • ƒCLKIN 是馈送到 ADS131M02 和 AMC131M03 CLKIN 引脚的时钟
  • OSR 是所选的过采样率

在此设计中，MSPM0+ MCU 的 M0_CLKOUT 信号的频率为 8.192MHz。在适当的寄存器设置下，过采样率选择为 1024。因此，两个 ADC 的调制器时钟设置为 4.096MHz，采样率设置为 4000 个样本/秒。

对于测量每个相电压的单相系统，至少需要一个 ADS 器件来独立测量相电压和电流。在此设计中，软件中使用了以下 ADC 通道映射进行单相和分相配置：

  • ADS131M02 (U6) 的 AIN0P 和 AIN0N → 电流 I1（A 相电流）
  • ADS131M02 (U6) 的 AIN1P 和 AIN1N → 电压 V1（A 相线间电压或 A 相线到 B 相电压）
  • AMC131M03 (U2) 的 AIN0P 和 AIN0N → 电流 I2（B 相电流）
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