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

硬件要求

此参考设计可通过将 3.3V 和 GND 连接到板连接器 J8 来供电。

MSPM0G1106 器件为运行计量库提供极少的资源,并具有连接独立 ADC 和 PC GUI 所需的外设。

所需的 MCU 外设模块为:

  • 使用外部 XTAL 的 HF 时钟子系统
  • 具有 DMA 的 SPI(独立 ADC 与 MSPM0 MCU 之间的数据传输)
  • 用于外部 SPI 闪存器件的 SPI
  • 具有 DMA 的 UART(外部 PC GUI 和 MSPM0 MCU 之间的传输数据,以读取校准和计量值)
  • GPIO(具有中断的输入或用于 LED 和 ADC 控制的输出)
  • 适用于 TMAG5273 接口的 I2C
  • RTC(日历模式基于内部 LFOSC 的 32.768kHz 频率)

上述所有外设或 MCU 模块均通过 MSPM0-SDK 中间件中的 TIDA-010944.syscfg 文件进行配置,同时使用图形 SysConfig 工具,该工具可通过 GUI 界面实现直观的 MCU 配置更改。

  1. M0+ 时钟方案源自外部 16.384MHz XTAL,外部 XTAL 馈送至 PLL 模块,它乘以和除以特定因数,得出 79.87MHz 的 MCLK 频率(CPU 时钟速度)。同一外部 16.384MHz XTAL 除以 2 并输出到具有高驱动能力的 GPIO 引脚,以创建 M0_CLKOUT 的 8.192MHz 输出频率。
  2. 两个 ADC 共享 SPI 总线,MCU 具有一个 SPI 控制器,该控制器具有两条单独的 CS(片选)线路,每条线路连接一个 ADC。SPI 总线以 19.968 或 13,312MHz 数据速率运行,提供 DMA 支持,使用两个通道,一个通道用于发送,一个通道用于接收。SPI PICO 和 POCI 数据线路是共享的,因为这些线路是按顺序驱动的,一次只有一条 CS 线路处于活动状态。来自 M0+ MCU SPI 外设的 SPI 时钟连接到两个 ADC。
  3. MSPM0G1106 配置为通过非隔离式 UART 连接以最大 115,200 波特和 8N1 与 PC GUI 进行通信。UART 驱动程序支持具有最小 MCU 中断负载的双向传输(使用两个 DMA 通道,一个用于发送,一个用于接收)。
  4. 两条 DRDY 线路(每个 ADC 各一条)连接到 MSPM0+ MCU 的两个 GPIO 输入,在下降沿启用中断。需要三个 MCU GPIO 输出:SYNC_RESET 线路用于同时触发所有 ADC(由所有 ADC 共享),以及 ACT 和 REACT 输出。这些脉冲输出用于通过计量中间件计算的有功和无功电能,并通过使用读取脉冲的外部测试系统来测量 TIDA-01044 的精度。
  5. 使用 I2C 接口连接 TMAG5273 3D 霍尔传感器器件,并将 MCU 用作 I2C 发送器。
  6. RTC 模块支持日历模式,这是电表的常见要求。M0+ MCU 内部 32.768kHz LFOSC 用作器件辅助时钟 (RTCCLK) 的时钟源。
  7. 由于两个 ADC 都需要有一个同步时钟,因此将 CLKIN 信号连接到 8.192MHz M0_CLKOUT 输出引脚。