基于ADE7758计量芯片的多功能电能测量表设计
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本 文 基 于 ＡＤＥ７７５８ 电 能 计 量 芯 片 设 计 了 多 功 能 电 能 测量表。
１ 系统结构设计
电表由测量、 显示、 控制、 接口和电源等部分组成如 图 １ 所示。 其中测量部分由精密小型互感器 （输入： ０～ ６００Ｖ， ０～５Ａ) 以 及 前 置 信 号 处 理 电 路 构 成 ， 从 中 获 取 电 压、 电流、 频率、 相位等多种实时数据， 显示部分采用高 品质的液晶显示模块， 控制部分以单片机为核心。
ＩＣ ｗｉｔｈ Ｐｅｒ Ｐｈａｓｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ［ Ｚ］ ． ＡＮＡＬＯＧ ＤＥＶＩＣＥＳ，
２００３．
第 一 作 者 简 介 ： 王 智 慧 ， 男 ， １９８２ 年 生 ， 内 蒙 古 人 ， 硕 士 研 究
生。 研究领域： 机械电子工程。
(编辑：吴智恒)
33
Abstracts
09-01-13 The Design of Intelligent Self-tracking Robot Based on AT89S52 ZHANG Tuo, Dai Ya-wen(Wuhan University of Technology,
ｖｏｉｄ ｗｒｉｔｅ＿ｄａｔｅ （ｕｃｈａｒ ｄａｔｅ）
／ ／ 写 ８ 位数据
邀ｕｃｈａｒ ｍ；
ＣＳ＝０；
ｆｏｒ （ｍ＝８； ｍ＞０； ｍ－－）
邀ＳＣＬＫ＝１；
ＤＩＮ＝ｄａｔｅ＆０ｘ８０；
ｄａｔｅ＜＜＝１；
ＳＣＬＫ＝０；妖
ＣＳ＝１；妖
４ 结论
本文对多功能电能测量表进行了详细的总体设计， 基
于 ＡＤＥ７７５８ 的 多 功 能 电 能 测 量 表 可 靠 地 设 计 了 数 据 采 集
３ 软件设计
整个电能表的软件程序由主程序、 系统初始化、 电量 处理模块、 数据存储、 控制中断、 ＬＣＤ 显 示 模 块 、 通 信 模 块等组成。 通过主程序或通过中断方式可以调用子程序，
32
机电工程技术 ２００９ 年第 ３８ 卷第 ０１ 期
工业控制
图 ３ 与单片机通信端接口电路
以实现系统的整体功能。 其中主程序可用于完成启动和系 统初始化 （包括 ＦＬＡＳＨ、 ＲＡＭ、 ＬＣＤ 的 设 置 、 ＳＣＩ 及 ＲＴＣ 等 的 初 始 化 ）， 以 及 判 定 时 段 ， 在 ＬＣＤ 上 显 示 电 量 和 时 间 等。 主程序的流程图如图 ４ 所示。 电量处理模块则用于读 取计量芯片的有功等电量数据， 并进行复杂的处理， 最后 保存这些电能参量。 控制中断模块主要用来处理外部控制 中断。 ＬＣＤ 显示模块则用于完成 ＬＣＤ 字段的显示， 可通过 ＬＣＤ 显示屏显示时间和总电量等参数。 通 信 模 块 主 要 按 照 通讯规约的要求， 来实现与抄表系统的可靠通讯， 以便通 过抄表系统来读取用户的电量数据以及设置时间、 费率和 地址等电表参数。
方式将数据写入。
Ｓｔａｔｉｃ ｖｏｉｄ ａｄｅ７７５８＿ｗｒｉｔｅ
（ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ａｄｄｒｅｓｓ， ｕｎ-
ｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｂｙｔｅ＿ｏｕｔ）
／ ／ 写 ＡＤＥ７７５８ 寄存器
邀 ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ａｄｄｒ；
ｗｒｉｔｅ＿ｃｏｍ＿ｗｒｉｔｅ （ ｕｃｈａｒ
ａｄｄｒｅｓｓ）；
微计算机信息， ２００４ （８）： ８４－８５， ５２．
［ ２］ 王 翠 青 ， 陈 未 如 ， 任 子 真 ， 等 ． 基 于 ＡＴｍｅｇａ１２８Ｌ 和
ＡＤＥ７７５８ 的电子式多功能电能表的设计与实现 ［Ｊ］ ． 沈阳化
工学院学报， ２００８ （０１）： ８１－８４．
［３］ ＡＤＥ７７５８ Ｄａｔｅｓｈｅｅｔ． Ｐｏｌｙｐｈａｓｅ Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍｅｔｅｒｉｎｇ
端接口电路和与单片机通信端接口电路， 可实现对电压信
号、 电流信号精确的采集； 用户的电能计量； 可实现远程
的自动抄表控制。 它的自动复位功能， 使系统具有极大的
稳定性和可靠性。 该系统性能稳定， 功能完善。
参考文献：
［１］ 王威． 基于 ＡＤＥ７７５８ 和 ＭＣＵ 的多相多功能电能测量表 ［Ｊ］ ．
ＭＣＵ 通 过 ＳＰＩ 总 线 对 ＡＤＥ７７５８ 的 各 个 寄 存 器 进 行 访 问 ， 得 到 计 量 所 需 的 各 项 数 据 。 而 ＬＣＤ、 ＥＥＰＲＯＭ、 铁电、 实时时钟、 时钟温度补偿芯片等外部设备则通过 Ｉ２Ｃ 总线与 ＭＣＵ 进行数据交 换 。 除 此 之 外 ， 系 统 同 时 实 现对外部异常情况的检测， 包括系统掉电、 开盖和电池 欠压， 对检测到的异常进行声光报警并且进行外电路控 制 ［２］。
伴随我国电力供应市场化的逐 步深入， 电能计量已经成为电力市 场改革的核心。 目前， 由全数字处 理电能测量专用集成电路芯片制成 的电度表精度高、 可靠性好、 抗电 磁 干 扰 性 能 强 ， ＡＤＥ７７５８ 是 美 国 ＡＤＩ 公 司 开 发 的 一 种 体 积 小 、 动 态 范 围 可 达 １０００∶１ 的 新 型 电 能 测 量 集 成电路， 它具有数字积分、 数字滤 波和实用电能监测、 计量等功能。 ＡＤＥ７７５８ 可 做 到 全 电 子 化 ， 有 利 于 提高性能、 降低成本； 还可以利用 现有的电话线、 专线、 高频无线电 调制解调器、 光缆、 低压配电线载 波等技术手段完成自动抄读表、 分 时电价、 实时电价、 多功能计量、 预付费等扩充应用功能， 使电能计量具有高精度、 高可靠 性、 免维护和双向通信等特点 ［１］。
电压信号到达芯片之前先被 ２ 个单电阻构成的衰减网 络 衰 减 。 由 Ｃ５、 Ｒ１１ 构 成 ＲＣ 滤 波 器 ， ２ 个 方 向 相 反 并 联 的二极管构成保护电路。 虽然 ＡＤＥ７７５８ 可 以 承 受 ６Ｖ 的 输 入电压而不导致永久性破坏， 但是信号最大值仍应不超过 额定波峰 ０．５Ｖ。
图 ４ 电能表主程序流程图 针 对 ＡＤＥ７７５８ 软 件 主 要 是 单 片 机 对 其 的 控 制 软 件 。 软 件 的 主 要 功 能 是 完 成 对 ＡＤＥ７７５８ 的 配 置 、 测 量 数 据 的 处 理 、 利 用 ＳＰＩ 串 口 传 输 处 理 后 的 数 据 、 影 响 外 部 数 据 的 查询、 校准数据设置操作。 写程序时， 先将 ＳＣＬＫ 置零， ＣＳ 置低电平， 此时与 数 据总线接通， 芯片内部寄存器清零， 定义形参采用外循环
由于多功能电能表要求实现的功能非常多， ＭＣＵ 外围 芯片电路设计较为复杂， 故采用上下层的设计方案： 下层
图 １ 内部结构示意图
以电量采集芯片为中心， 实现数据采集以及为整个系统提 供电源； 上层以微控制器为中心， 实现对采集得到的数据 进行计量、 存储、 显示、 异常检测等功能。 硬件设计以 ＡＴ８９Ｃ５１ 为 中 心 ， 配 合 其 它 各 种 外 围 芯 片 ， 实 现 特 定 功 能。
２．２ 与单片机通信端接口电路设计
单片机与 ＡＤＥ７７５８ 构成的测量模块如图 ３ 所示。 三 相 电 压 、 电 流 经 过 ＡＤＥ７７５８ 测 量 计 算 后 ， 可 转 换 为有功功率、 无功功率、 视在功率、 复数功率等信号输 出， 数据由 ＡＤＥ７７５８ 的串行口读出， 而单片机经 ＳＰＩ 将数 据读出后， 经数据总线驱动 ＬＣＤ。 在 设 计 中 ， 串 口 输 出 信 号 ＤＯＵＴ 由 ＡＤＥ７７５８ 经 过 逻 辑 触 发 器 、 高 速 光 耦 进 入 到 单片机， 这种设计具有良好的电磁兼容性， 并保证了数据 采集、 计量的实时性 ［３］。
为 ±０．１％ ， 角 差 非 线 性 度 为 ±５＇。 负 载 阻 抗 小 于 或 等 于 ３００Ω。 电压互感器输出直接与 ＡＤＥ７７５８ 相连， 单端输入。
当输入电压为 ＡＣ２２０Ｖ 时， 图 ２ 中 Ｒ９、 Ｒ１０ 用金属氧 化 膜 电 阻 ， 其 温 度 系 数 应 取 较 小 值 。 ＲＬ 为 总 负 载 电 阻 ， 应≤３００Ω， ～２８０Ｖ 时为满量程。 Ｒ１、 Ｃ１ 为抗混叠滤波。 当 输 入 电 压 为 ＡＣ３８０Ｖ 时 ， 电 阻 Ｒ９、 Ｒ１０ 取 ２００ｋΩ ／ ２Ｗ×２， ＡＣ５００Ｖ 满量程。
Wuhan430081, China)
Abstract: This article mainly studies the intelligent small car that can automatically go along the black line. In the design, the signals collected from the infrared-ray will be changed into digital signals that can be known by the MCU. The MCU will control the small car forward, turn and stop, the MCU also has to deal with some data in the moving process and to display it such as time. Key words: MCU; infrared detect; PWM; state display
ＷＲＩＴＥ＿ＤＡＴＡ
（ｂｙｔｅ＿ｏｕｔ）；妖
ｖｏｉｄ
ｗｒｉｔｅ＿ｃｏｍ＿ｗｒｉｔｅ
（ ｕｃｈａｒ ａｄｄｒ）
／ ／写通信
寄存器写
邀 ｕｃｈａｒ ｉ； ＣＳ ＝０； ａｄｄｒ ｜＝
０ｘ８０；
ｆｏｒ （ｉ＝８； ｉ＞０； ｉ－－）
邀ＳＣＬＫ＝１；
ＤＩＮ＝ａｄｄｒ＆０ｘ８０；
ａｄｄｒ＜＜＝１；
ＳＣＬＫ＝０；妖 妖
收稿日期机电工程技术 ２００９ 年第 ３８ 卷第 ０１ 期
图 ２ 数据采集端接口电路
２ 以 ＡＤＥ７７５８ 为计量芯片的硬件接口电路 设计
２．１ 数据采集端接口电路设计
数据采集端接口电路结构如图 ２ 所示。 电流通道由三对差分电压输入， 三对输入分别代表 Ａ、 Ｂ、 Ｃ 三 相 。 现 以 ＩＡＰ 项 为 例 ， 其 它 电 流 输 入 与 它 相 同 。 电 流 取 样 选 用 高 精 度 微 型 电 流 互 感 器 ＣＴ， 与 ＡＤＥ７７５８ 的连接采用差动输入， 以提高抗共模干扰能力。 ＣＴ１ 为 ０．２ 级 电 力 电 流 互 感 器 ， 仪 表 可 测 最 大 电 流 为 ７０００Ａ， Ｋ１ （ＣＴ１ 互 感 器 变 比 ， １～１４００ 倍 ， 可 根 据 主 回 路 电 流 Ｉ１ 大 小 选 择 Ｋ１） 为 ＣＴ 变 比 ， Ｋ１＝Ｉ１ ／ Ｉ２， Ｉ２ 一 般 取 ５Ａ， 根 据 用 户 需 要 也 可 选 １Ａ 或 其 他 电 流 。 ＣＴ２ 为 玻 膜 合 金 制 成的微型电流互感器， Ｋ２ （ＣＴ２ 的 变 比 ） 一 般 取 ５Ａ ／ ５ｍＡ， 原 边 输 入 电 流 （Ｉ２） 的 ５％～１２０％ （２５０ｍＡ～６Ａ） 范 围 内 比 差 非 线 度 为 ±０．１％ ， 负 载 阻 抗 （ Ｒ） ≤１００Ω， 角 差 非 线 度±５＇。 Ｒ 取值与 ＡＤＥ７７５８ 输入量程有关。 电 流 信 号 来 自 电 流 互 感 器 ＣＴ２， 由 Ｒ３、 Ｒ４、 Ｃ１ 构 成 的 ＲＣ 电 路 用 来 补 偿 相 序 ， 后 面 的 Ｒ７、 Ｃ３ 主 要 构 成 一 个 低通滤波器， 其 频 率 定 在 ４．８ｋＨｚ。 ＣＴ 被 视 为 电 流 传 感 器 。 一 般 ＣＴ 会 产 生 ０．１°～１° 相 角 误 差 ， 不 过 这 会 在 ＡＤＥ７７５８ 中 的 相 位 校 正 寄 存 器 中 得 到 校 正 （ ＡＰＨＣＡＬ、 ＢＰＨＣＡＬ、 ＣＰＨＣＡＬ）， ２ 个方向相反并联的二极管构成保护电路。 电压取样采用玻膜合金制成的微型电压型电流互感器 （ＰＴ）， 其 变 比 为 ２Ａ ／ ２ｍＡ， 在 电 压 动 态 范 围 为 ５０％～２００％ Ｕｎ （Ｕｎ 为额定电压， ＡＣ２２０ 或 ＡＣ３８０） 时 其 比 差 非 线 性 度
设计电能测量表， 采集数据准确， 控制功能灵活、 性价比高、 工作稳定可靠。 本文进行了基于 ＡＤＥ７７５８ 的多功能电能测量表的总
体设计， 着重设计了接口单元的硬件设计和测量仪的软件设计。
关键词： 电能； 测量仪； 接口设计； 数据采集； ＳＰＩ； ＡＤＥ７７５８
中图分类号： ＴＰ２１６＋．１
文献标识码： Ａ 文章编号： １００９－９４９２ (２００９) ０１－００３１－０３
机电工程技术 ２００９ 年第 ３８ 卷第 ０１ 期
工业控制
基于 ＡＤＥ７７５８ 计量芯片的多功能电能测量表设计
王智慧， 孙鹏文
（内蒙古工业大学机械学院， 内蒙古呼和浩特 ０１００５１）
摘要： 电力远程自动抄表系统的实施， 可以极大地提高抄表工作的效率， 节约大量人力和物力。 应用电能计量专用芯片 ＡＤＥ７７５８
１ 系统结构设计
电表由测量、 显示、 控制、 接口和电源等部分组成如 图 １ 所示。 其中测量部分由精密小型互感器 （输入： ０～ ６００Ｖ， ０～５Ａ) 以 及 前 置 信 号 处 理 电 路 构 成 ， 从 中 获 取 电 压、 电流、 频率、 相位等多种实时数据， 显示部分采用高 品质的液晶显示模块， 控制部分以单片机为核心。
ＩＣ ｗｉｔｈ Ｐｅｒ Ｐｈａｓｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ［ Ｚ］ ． ＡＮＡＬＯＧ ＤＥＶＩＣＥＳ，
２００３．
第 一 作 者 简 介 ： 王 智 慧 ， 男 ， １９８２ 年 生 ， 内 蒙 古 人 ， 硕 士 研 究
生。 研究领域： 机械电子工程。
(编辑：吴智恒)
33
Abstracts
09-01-13 The Design of Intelligent Self-tracking Robot Based on AT89S52 ZHANG Tuo, Dai Ya-wen(Wuhan University of Technology,
ｖｏｉｄ ｗｒｉｔｅ＿ｄａｔｅ （ｕｃｈａｒ ｄａｔｅ）
／ ／ 写 ８ 位数据
邀ｕｃｈａｒ ｍ；
ＣＳ＝０；
ｆｏｒ （ｍ＝８； ｍ＞０； ｍ－－）
邀ＳＣＬＫ＝１；
ＤＩＮ＝ｄａｔｅ＆０ｘ８０；
ｄａｔｅ＜＜＝１；
ＳＣＬＫ＝０；妖
ＣＳ＝１；妖
４ 结论
本文对多功能电能测量表进行了详细的总体设计， 基
于 ＡＤＥ７７５８ 的 多 功 能 电 能 测 量 表 可 靠 地 设 计 了 数 据 采 集
３ 软件设计
整个电能表的软件程序由主程序、 系统初始化、 电量 处理模块、 数据存储、 控制中断、 ＬＣＤ 显 示 模 块 、 通 信 模 块等组成。 通过主程序或通过中断方式可以调用子程序，
32
机电工程技术 ２００９ 年第 ３８ 卷第 ０１ 期
工业控制
图 ３ 与单片机通信端接口电路
以实现系统的整体功能。 其中主程序可用于完成启动和系 统初始化 （包括 ＦＬＡＳＨ、 ＲＡＭ、 ＬＣＤ 的 设 置 、 ＳＣＩ 及 ＲＴＣ 等 的 初 始 化 ）， 以 及 判 定 时 段 ， 在 ＬＣＤ 上 显 示 电 量 和 时 间 等。 主程序的流程图如图 ４ 所示。 电量处理模块则用于读 取计量芯片的有功等电量数据， 并进行复杂的处理， 最后 保存这些电能参量。 控制中断模块主要用来处理外部控制 中断。 ＬＣＤ 显示模块则用于完成 ＬＣＤ 字段的显示， 可通过 ＬＣＤ 显示屏显示时间和总电量等参数。 通 信 模 块 主 要 按 照 通讯规约的要求， 来实现与抄表系统的可靠通讯， 以便通 过抄表系统来读取用户的电量数据以及设置时间、 费率和 地址等电表参数。
方式将数据写入。
Ｓｔａｔｉｃ ｖｏｉｄ ａｄｅ７７５８＿ｗｒｉｔｅ
（ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ａｄｄｒｅｓｓ， ｕｎ-
ｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｂｙｔｅ＿ｏｕｔ）
／ ／ 写 ＡＤＥ７７５８ 寄存器
邀 ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ａｄｄｒ；
ｗｒｉｔｅ＿ｃｏｍ＿ｗｒｉｔｅ （ ｕｃｈａｒ
ａｄｄｒｅｓｓ）；
微计算机信息， ２００４ （８）： ８４－８５， ５２．
［ ２］ 王 翠 青 ， 陈 未 如 ， 任 子 真 ， 等 ． 基 于 ＡＴｍｅｇａ１２８Ｌ 和
ＡＤＥ７７５８ 的电子式多功能电能表的设计与实现 ［Ｊ］ ． 沈阳化
工学院学报， ２００８ （０１）： ８１－８４．
［３］ ＡＤＥ７７５８ Ｄａｔｅｓｈｅｅｔ． Ｐｏｌｙｐｈａｓｅ Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍｅｔｅｒｉｎｇ
端接口电路和与单片机通信端接口电路， 可实现对电压信
号、 电流信号精确的采集； 用户的电能计量； 可实现远程
的自动抄表控制。 它的自动复位功能， 使系统具有极大的
稳定性和可靠性。 该系统性能稳定， 功能完善。
参考文献：
［１］ 王威． 基于 ＡＤＥ７７５８ 和 ＭＣＵ 的多相多功能电能测量表 ［Ｊ］ ．
ＭＣＵ 通 过 ＳＰＩ 总 线 对 ＡＤＥ７７５８ 的 各 个 寄 存 器 进 行 访 问 ， 得 到 计 量 所 需 的 各 项 数 据 。 而 ＬＣＤ、 ＥＥＰＲＯＭ、 铁电、 实时时钟、 时钟温度补偿芯片等外部设备则通过 Ｉ２Ｃ 总线与 ＭＣＵ 进行数据交 换 。 除 此 之 外 ， 系 统 同 时 实 现对外部异常情况的检测， 包括系统掉电、 开盖和电池 欠压， 对检测到的异常进行声光报警并且进行外电路控 制 ［２］。
伴随我国电力供应市场化的逐 步深入， 电能计量已经成为电力市 场改革的核心。 目前， 由全数字处 理电能测量专用集成电路芯片制成 的电度表精度高、 可靠性好、 抗电 磁 干 扰 性 能 强 ， ＡＤＥ７７５８ 是 美 国 ＡＤＩ 公 司 开 发 的 一 种 体 积 小 、 动 态 范 围 可 达 １０００∶１ 的 新 型 电 能 测 量 集 成电路， 它具有数字积分、 数字滤 波和实用电能监测、 计量等功能。 ＡＤＥ７７５８ 可 做 到 全 电 子 化 ， 有 利 于 提高性能、 降低成本； 还可以利用 现有的电话线、 专线、 高频无线电 调制解调器、 光缆、 低压配电线载 波等技术手段完成自动抄读表、 分 时电价、 实时电价、 多功能计量、 预付费等扩充应用功能， 使电能计量具有高精度、 高可靠 性、 免维护和双向通信等特点 ［１］。
电压信号到达芯片之前先被 ２ 个单电阻构成的衰减网 络 衰 减 。 由 Ｃ５、 Ｒ１１ 构 成 ＲＣ 滤 波 器 ， ２ 个 方 向 相 反 并 联 的二极管构成保护电路。 虽然 ＡＤＥ７７５８ 可 以 承 受 ６Ｖ 的 输 入电压而不导致永久性破坏， 但是信号最大值仍应不超过 额定波峰 ０．５Ｖ。
图 ４ 电能表主程序流程图 针 对 ＡＤＥ７７５８ 软 件 主 要 是 单 片 机 对 其 的 控 制 软 件 。 软 件 的 主 要 功 能 是 完 成 对 ＡＤＥ７７５８ 的 配 置 、 测 量 数 据 的 处 理 、 利 用 ＳＰＩ 串 口 传 输 处 理 后 的 数 据 、 影 响 外 部 数 据 的 查询、 校准数据设置操作。 写程序时， 先将 ＳＣＬＫ 置零， ＣＳ 置低电平， 此时与 数 据总线接通， 芯片内部寄存器清零， 定义形参采用外循环
由于多功能电能表要求实现的功能非常多， ＭＣＵ 外围 芯片电路设计较为复杂， 故采用上下层的设计方案： 下层
图 １ 内部结构示意图
以电量采集芯片为中心， 实现数据采集以及为整个系统提 供电源； 上层以微控制器为中心， 实现对采集得到的数据 进行计量、 存储、 显示、 异常检测等功能。 硬件设计以 ＡＴ８９Ｃ５１ 为 中 心 ， 配 合 其 它 各 种 外 围 芯 片 ， 实 现 特 定 功 能。
２．２ 与单片机通信端接口电路设计
单片机与 ＡＤＥ７７５８ 构成的测量模块如图 ３ 所示。 三 相 电 压 、 电 流 经 过 ＡＤＥ７７５８ 测 量 计 算 后 ， 可 转 换 为有功功率、 无功功率、 视在功率、 复数功率等信号输 出， 数据由 ＡＤＥ７７５８ 的串行口读出， 而单片机经 ＳＰＩ 将数 据读出后， 经数据总线驱动 ＬＣＤ。 在 设 计 中 ， 串 口 输 出 信 号 ＤＯＵＴ 由 ＡＤＥ７７５８ 经 过 逻 辑 触 发 器 、 高 速 光 耦 进 入 到 单片机， 这种设计具有良好的电磁兼容性， 并保证了数据 采集、 计量的实时性 ［３］。
为 ±０．１％ ， 角 差 非 线 性 度 为 ±５＇。 负 载 阻 抗 小 于 或 等 于 ３００Ω。 电压互感器输出直接与 ＡＤＥ７７５８ 相连， 单端输入。
当输入电压为 ＡＣ２２０Ｖ 时， 图 ２ 中 Ｒ９、 Ｒ１０ 用金属氧 化 膜 电 阻 ， 其 温 度 系 数 应 取 较 小 值 。 ＲＬ 为 总 负 载 电 阻 ， 应≤３００Ω， ～２８０Ｖ 时为满量程。 Ｒ１、 Ｃ１ 为抗混叠滤波。 当 输 入 电 压 为 ＡＣ３８０Ｖ 时 ， 电 阻 Ｒ９、 Ｒ１０ 取 ２００ｋΩ ／ ２Ｗ×２， ＡＣ５００Ｖ 满量程。
Wuhan430081, China)
Abstract: This article mainly studies the intelligent small car that can automatically go along the black line. In the design, the signals collected from the infrared-ray will be changed into digital signals that can be known by the MCU. The MCU will control the small car forward, turn and stop, the MCU also has to deal with some data in the moving process and to display it such as time. Key words: MCU; infrared detect; PWM; state display
ＷＲＩＴＥ＿ＤＡＴＡ
（ｂｙｔｅ＿ｏｕｔ）；妖
ｖｏｉｄ
ｗｒｉｔｅ＿ｃｏｍ＿ｗｒｉｔｅ
（ ｕｃｈａｒ ａｄｄｒ）
／ ／写通信
寄存器写
邀 ｕｃｈａｒ ｉ； ＣＳ ＝０； ａｄｄｒ ｜＝
０ｘ８０；
ｆｏｒ （ｉ＝８； ｉ＞０； ｉ－－）
邀ＳＣＬＫ＝１；
ＤＩＮ＝ａｄｄｒ＆０ｘ８０；
ａｄｄｒ＜＜＝１；
ＳＣＬＫ＝０；妖 妖
收稿日期机电工程技术 ２００９ 年第 ３８ 卷第 ０１ 期
图 ２ 数据采集端接口电路
２ 以 ＡＤＥ７７５８ 为计量芯片的硬件接口电路 设计
２．１ 数据采集端接口电路设计
数据采集端接口电路结构如图 ２ 所示。 电流通道由三对差分电压输入， 三对输入分别代表 Ａ、 Ｂ、 Ｃ 三 相 。 现 以 ＩＡＰ 项 为 例 ， 其 它 电 流 输 入 与 它 相 同 。 电 流 取 样 选 用 高 精 度 微 型 电 流 互 感 器 ＣＴ， 与 ＡＤＥ７７５８ 的连接采用差动输入， 以提高抗共模干扰能力。 ＣＴ１ 为 ０．２ 级 电 力 电 流 互 感 器 ， 仪 表 可 测 最 大 电 流 为 ７０００Ａ， Ｋ１ （ＣＴ１ 互 感 器 变 比 ， １～１４００ 倍 ， 可 根 据 主 回 路 电 流 Ｉ１ 大 小 选 择 Ｋ１） 为 ＣＴ 变 比 ， Ｋ１＝Ｉ１ ／ Ｉ２， Ｉ２ 一 般 取 ５Ａ， 根 据 用 户 需 要 也 可 选 １Ａ 或 其 他 电 流 。 ＣＴ２ 为 玻 膜 合 金 制 成的微型电流互感器， Ｋ２ （ＣＴ２ 的 变 比 ） 一 般 取 ５Ａ ／ ５ｍＡ， 原 边 输 入 电 流 （Ｉ２） 的 ５％～１２０％ （２５０ｍＡ～６Ａ） 范 围 内 比 差 非 线 度 为 ±０．１％ ， 负 载 阻 抗 （ Ｒ） ≤１００Ω， 角 差 非 线 度±５＇。 Ｒ 取值与 ＡＤＥ７７５８ 输入量程有关。 电 流 信 号 来 自 电 流 互 感 器 ＣＴ２， 由 Ｒ３、 Ｒ４、 Ｃ１ 构 成 的 ＲＣ 电 路 用 来 补 偿 相 序 ， 后 面 的 Ｒ７、 Ｃ３ 主 要 构 成 一 个 低通滤波器， 其 频 率 定 在 ４．８ｋＨｚ。 ＣＴ 被 视 为 电 流 传 感 器 。 一 般 ＣＴ 会 产 生 ０．１°～１° 相 角 误 差 ， 不 过 这 会 在 ＡＤＥ７７５８ 中 的 相 位 校 正 寄 存 器 中 得 到 校 正 （ ＡＰＨＣＡＬ、 ＢＰＨＣＡＬ、 ＣＰＨＣＡＬ）， ２ 个方向相反并联的二极管构成保护电路。 电压取样采用玻膜合金制成的微型电压型电流互感器 （ＰＴ）， 其 变 比 为 ２Ａ ／ ２ｍＡ， 在 电 压 动 态 范 围 为 ５０％～２００％ Ｕｎ （Ｕｎ 为额定电压， ＡＣ２２０ 或 ＡＣ３８０） 时 其 比 差 非 线 性 度
设计电能测量表， 采集数据准确， 控制功能灵活、 性价比高、 工作稳定可靠。 本文进行了基于 ＡＤＥ７７５８ 的多功能电能测量表的总
体设计， 着重设计了接口单元的硬件设计和测量仪的软件设计。
关键词： 电能； 测量仪； 接口设计； 数据采集； ＳＰＩ； ＡＤＥ７７５８
中图分类号： ＴＰ２１６＋．１
文献标识码： Ａ 文章编号： １００９－９４９２ (２００９) ０１－００３１－０３
机电工程技术 ２００９ 年第 ３８ 卷第 ０１ 期
工业控制
基于 ＡＤＥ７７５８ 计量芯片的多功能电能测量表设计
王智慧， 孙鹏文
（内蒙古工业大学机械学院， 内蒙古呼和浩特 ０１００５１）
摘要： 电力远程自动抄表系统的实施， 可以极大地提高抄表工作的效率， 节约大量人力和物力。 应用电能计量专用芯片 ＡＤＥ７７５８