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ade7758與單片機連接電路

2017年11月16日 17:18 網(wǎng)絡整理 作者: 用戶評論(0

  ADE7758是一款功能先進的數(shù)字電能表芯片,它與單片機PIC16F877 、LCD模塊、電源等構成的一種多費率電子電能表電路。

  ADE7758 是一種高精確度三相電能測量 IC,帶有一個串行口,兩路脈沖輸出。ADE7758 集成了數(shù)字積分、參考基準電壓源、溫度敏感元件等,有可用于有功功率、復功率、視在功率、有效值的測量以及以數(shù)字方式校正系統(tǒng)誤差(增益、相位和失調(diào)等)所必須的信號處理電路。該芯片適用于各種三相電路(不論三線制或者四線制)中測量有功功率、復功率、視在功率。 來自電流傳感器和電壓傳感器的電壓信號經(jīng)信號放大 PGA1,PGA2 和模數(shù)變換 ADC 轉(zhuǎn)換為對應的數(shù)字信號,

  然后,電流信號經(jīng)電流通道內(nèi)的高通濾波器 HPF 濾除 DC 分量并數(shù)字積分后,與經(jīng)相位校正 Φ 的電壓信號相乘,產(chǎn)生瞬時功率;此信號經(jīng)低通濾波 LPF2 產(chǎn)生瞬時有功功率信號;各相功率相加得到總的三相瞬時有功功率,經(jīng) DOUT 引腳輸出。視在功率和復功率的計算與此類似。

  ADE7758 有六路模擬量輸入,分成電流和電壓兩個通道。 流通道由三對差分電壓輸入,分別是 IAP,IAN;IBP,IBN;ICP,ICN。這三個電流通道最大的信號電壓變化范圍為±0.5V。電流通道有一個可編程增益放大器(PGA1),放大器增益為 1,2 或 4。除了 PGA 功能外,用于 A/D 轉(zhuǎn)換時,通道 1 還具有輸入信號滿刻度選擇的功能。前面提到了,最大輸入電壓變化范圍為±0.5V,利用增益寄存器的 3 和 4 位,ADC 的輸入電壓可以設置為±0.5V,±0.25V,±0.125V。這是利用 ADC 的基準參考端來實現(xiàn)的。
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? ? ? ? ade7758內(nèi)部結(jié)構圖

ade7758與單片機連接電路

  電壓通道具有三路單端電壓輸入通道,分別為VAP,VBP和VCP。這些單電壓輸入端的最大輸入電壓變化范圍為±0.5V。相對于VN來說,電流和電壓通道都有一個PGA(可編程放大器),增益為1,2或4,由用戶編程來決定,所有的輸入通道的增益相同。

  ADE7758提供系統(tǒng)的校正功能如:有效值偏移的校正、相位和功率的校正等等。引腳APCF的邏輯輸出給出了有功功率的信息,引腳VARCF的輸出提供了瞬時復功率和視在功率的信息。ADE7758具有一個波形取樣寄存器,其值來自于ADC的輸出。波形采樣部分集成有一個用于短時持續(xù)低電平或高電平的監(jiān)測電路,門檻電平和持續(xù)時間是由用戶編程來決定的。三相中的任一相過零監(jiān)測是同步進行的,過零監(jiān)測的結(jié)果可用于測量三路電壓輸入中任一路的周期。

  ADE7758的所有功能都是通過讀、寫片上寄存器來實現(xiàn)的,即ADE7758的各種設定和操作主要是對其眾多寄存器的讀和寫。每個寄存器在讀、寫時,首先要執(zhí)行一個寫通信寄存器的操作,然后開始傳輸數(shù)據(jù)。 電能表的測控命令和測量信息可以多種方式與MCU通訊。MCU輸入的命令字控制著ADE7758的工作模式、測量模式、波形采樣模式、有效值偏差補償量和中斷模式等。例如:每相的電流通道在信號通路中都有一個乘法器。電流波形可以改變±50%,這主要是由寫入12位有符號電流波形增益寄存器(AIGAIN,BIGAIN ,CIGAIN)中的2進制數(shù)決定的:如果7FFH寫入這三個寄存器,則ADC的輸出標定值將增加50%;如果800H被寫入,則輸出減小50%。

  接口電路用來實現(xiàn)ADE7758與單片機的數(shù)據(jù)通信,一方面可以通過SPI口進行計量芯片ADE7758的初始化,另一方面ADE7758把數(shù)據(jù)處理的結(jié)果以脈沖形式或SPI口送出,供單片機進行計量處理。

  ade7758與單片機連接電路

  數(shù)據(jù)通過ADE7758 的SPI 串行接口讀取。中斷請求輸出(IRQ)為開漏極,低電平有效。在ADE7758 中出現(xiàn)一個或多個中斷事件時,IRQ輸出變?yōu)榈碗娖?。通過狀態(tài)寄存器顯示中斷事件的性質(zhì)。ADE7758采用24引腳小外形封裝(SOIC)。

  ADE7758通過串口相連啊,就是連到芯片上的CS、DIN、SCLK、DOUT口。

  ade7758與單片機連接電路

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  ADE7758具有一個內(nèi)置的SPI接口。它與MCU的串行接口由SCLK、DIN、DOUT和CS 四個信號來完成。當IRQ輸出變?yōu)榈碗娖綍r,MCU的ISR必須對中斷狀態(tài)寄存器進行讀操作,以確定中斷源。在對狀態(tài)寄存器的內(nèi)容進行讀操作時,IRQ的輸出在第一個字節(jié)傳送的最后一個SCLK下降沿上被設定為高電平(對中斷狀態(tài)寄存器讀出的命令)。直到下一次8位傳送的最后一位(中斷狀態(tài)寄存器的內(nèi)容)被移出之前,IRQ輸出都保持高電平,若這時中斷尚未決定,則IRQ輸出將再次變?yōu)榈碗娖?。若沒有任何中斷處于等待狀態(tài),則IRQ輸出將保持高電平。

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( 發(fā)表人:劉杰 )

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