文档介绍：Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse薃基于MC9S12XS128单片机的单相电能表的设计螀摘要本文主要是针对家庭用户设计了一单相电能计量电路。此电路采用一款高精度单相电艿能计量芯片ADE7755来采集用户所使用的电量,并使用高性能的单片机MC9S12XS128来作为整个电能采集电路的控制中心。文中给出了整个电能计量电路的组成框图、单相电能测量电路图以及软件流程图,最后介绍了试验情况并对试验结果进行了分析比较,通过实验表明该电能计量电路具有较高的测量精度。膆关键词:电能计量;MC9S12XS128单片机;ADE7755芯片芅1引言袃由于电力系统的改革以及对电能合理利用的探索,出现了各种电子式的电度表,打破了荿以往感应式电度表一统天下的局面。电子式电度表具有功耗小、准确度高、工作效率高等优薇点。但是,现阶段的电子式电度表从技术上来说还没有完全成熟,存在线路复杂、系统不够蚃稳定、适用场合有限等弊端。蚂鉴于上述状况,本文针对家庭用户设计了一款简单实用的单相电子式电能计量电路。此荿电路采用了美国ADI公司生产的一款高精度单相电能计量芯片ADE7755来采集用户所使用的电量,并使用了高性能的单片机AT89C51来作为整个电能采集电路的控制中心。在采集电流、电压值时,本文采用了精度高、稳定性能好的电流、电压霍尔传感器来取代常用的电流、电压互感器。此外,本文还介绍了单相电能计量电路的组成以及软件流程图。(1)功能概述莁ADE7755是一种高准确度电能测量电路集成电路,主要用于单相电表系统,其技术指标超过了IEC1036规定的准确度要求。它只在ADC和基准电路中使用了模拟电路,其他的信号处理都由数字电路完成,这使得在恶劣的环境下仍然可以保持极高的准确度和长时间的稳定性,通过引脚F1、F2以低频形式输出有功功率的平均值,可以直接驱动机电式计数器,或者与微控制器接口,从引脚CF以高频形式输出有功功率的瞬时值,用于电能计量表的校准。蒈(2)功能特点荿精度高,在500:%;袃F1、F2输出频率表示平均有功功率;蒄高频输出CF用于校准,并提供即时有功功率;薈逻辑输出引脚REVP能只是负功率或错误链接;蒆可直接驱动机电式计数器和两相步进电机;薅在片电源监控电路;膃防潜动;±9%;羇单5V电源,低功耗;芇采用SSOP24封装。羂(3)功能框图螈莈(4)极限参数螄参数螁符号袈最小值蝿最大值蒆单位螃工作电压羈VDD-VSS袅--150芁+150莂mA蚇储藏温度肄TSTG莄-65蒁+150肈℃袆工作温度肃TO薁-40葿+85芄℃袂(5)外部引脚及其功能说明薁ADE7755有24脚DIP和SSOP两种封装薆管脚排列图如下:羆蚁蚁羇蒃管脚功能说明蚄DVDD,数字电源引脚。该引脚提供数字电路的电源,正常工作电源电压应保持在5V±5%,该引脚应使用10µF陶瓷电容进行去耦螁AC/DC,高通滤波器HPF选择引脚。当该引脚输入高电平时,通道1(电流通道)内的HPF被选通,该滤波器所涉及的相位响应在45Hz至1kHz范围内在片内已得到补偿。在电能计量的应用中,应使HPF选通。莈AVDD,模拟电源引脚。该引脚提供模拟电路的电源,正常工作电源电压应保持在5V±5%,当使电源的纹波和噪声减小到最低程度,该引脚应使用10µF电容并联100nF陶瓷电容进行去耦。膅NC(6号引脚),与6脚短接蒂V1P,V1N,通道1(电流通道)的正、负模拟输入引脚。完全差动输入方式,正常工作最大信号电平为±470mV。通道1有一个PGA。这两个引脚相对于AGND的最大信号电平为±1V。两个引脚内部都有ESD保护电路,这两个引脚能承受±6V的过电压,而不造成永久性损坏。袁RESET,复位引脚。当为低电平时,ADC和数字电路保护复位状态,在RESET的下降沿,清除内部寄存器。螈REFIN/OUT,基准电压的输入、输出引脚。±8%,典型温度系数为30ppm/℃。外部基准源可以直接连接到该引脚上。无论用内部还是外部基准源,该引脚都应使用10µF钽电容和100nF陶瓷电容对AGND进行去耦。蚃AGND,这是模拟电路(即ADC和基准源)的接地参考点,该引脚应连接到印刷电路板的模拟接地面。模拟接地面是所有模拟电路的接地参考点,如抗混叠滤波器、电流和电压传感器等。为了有效地抑制噪声,模拟接地面与数字接地面只应有一点连接。星形接地方法有助于使数字电流噪声远离模拟电路。膁SCF,校验频率选择。该引脚的逻辑输入电平确定CF引脚的输出频率。羁S1,S0,这两个引脚的逻辑输入用来选择数字/频率转换系数,这为电度表的设计提供了很大灵活性