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ade7758与单片机连接电路

2017年11月16日 17:18 网络整理 作者: 用户评论(0

  ADE7758是一款功能先进的数字电能表芯片,它与单片机PIC16F877 、LCD模块、电源等构成的一种多费率电子电能表电路。

  ADE7758 是一种高精确度三相电能测量 IC,带有一个串行口,两路脉冲输出。ADE7758 集成了数字积分、参考基准电压源、温度敏感元件等,有可用于有功功率、复功率、视在功率、有效值的测量以及以数字方式校正系统误差(增益、相位和失调等)所必须的信号处理电路。该芯片适用于各种三相电路(不论三线制或者四线制)中测量有功功率、复功率、视在功率。 来自电流传感器和电压传感器的电压信号经信号放大 PGA1,PGA2 和模数变换 ADC 转换为对应的数字信号

  然后,电流信号经电流通道内的高通滤波器 HPF 滤除 DC 分量并数字积分后,与经相位校正 Φ 的电压信号相乘,产生瞬时功率;此信号经低通滤波 LPF2 产生瞬时有功功率信号;各相功率相加得到总的三相瞬时有功功率,经 DOUT 引脚输出。视在功率和复功率的计算与此类似。

  ADE7758 有六路模拟量输入,分成电流和电压两个通道。 流通道由三对差分电压输入,分别是 IAP,IAN;IBP,IBN;ICP,ICN。这三个电流通道最大的信号电压变化范围为±0.5V。电流通道有一个可编程增益放大器(PGA1),放大器增益为 1,2 或 4。除了 PGA 功能外,用于 A/D 转换时,通道 1 还具有输入信号满刻度选择的功能。前面提到了,最大输入电压变化范围为±0.5V,利用增益寄存器的 3 和 4 位,ADC 的输入电压可以设置为±0.5V,±0.25V,±0.125V。这是利用 ADC 的基准参考端来实现的。
 


        ade7758内部结构图

ade7758与单片机连接电路

  电压通道具有三路单端电压输入通道,分别为VAP,VBP和VCP。这些单电压输入端的最大输入电压变化范围为±0.5V。相对于VN来说,电流和电压通道都有一个PGA(可编程放大器),增益为1,2或4,由用户编程来决定,所有的输入通道的增益相同。

  ADE7758提供系统的校正功能如:有效值偏移的校正、相位和功率的校正等等。引脚APCF的逻辑输出给出了有功功率的信息,引脚VARCF的输出提供了瞬时复功率和视在功率的信息。ADE7758具有一个波形取样寄存器,其值来自于ADC的输出。波形采样部分集成有一个用于短时持续低电平或高电平的监测电路,门槛电平和持续时间是由用户编程来决定的。三相中的任一相过零监测是同步进行的,过零监测的结果可用于测量三路电压输入中任一路的周期。

  ADE7758的所有功能都是通过读、写片上寄存器来实现的,即ADE7758的各种设定和操作主要是对其众多寄存器的读和写。每个寄存器在读、写时,首先要执行一个写通信寄存器的操作,然后开始传输数据。 电能表的测控命令和测量信息可以多种方式与MCU通讯。MCU输入的命令字控制着ADE7758的工作模式、测量模式、波形采样模式、有效值偏差补偿量和中断模式等。例如:每相的电流通道在信号通路中都有一个乘法器。电流波形可以改变±50%,这主要是由写入12位有符号电流波形增益寄存器(AIGAIN,BIGAIN ,CIGAIN)中的2进制数决定的:如果7FFH写入这三个寄存器,则ADC的输出标定值将增加50%;如果800H被写入,则输出减小50%。

  接口电路用来实现ADE7758与单片机的数据通信,一方面可以通过SPI口进行计量芯片ADE7758的初始化,另一方面ADE7758把数据处理的结果以脉冲形式或SPI口送出,供单片机进行计量处理。

  ade7758与单片机连接电路

  数据通过ADE7758 的SPI 串行接口读取。中断请求输出(IRQ)为开漏极,低电平有效。在ADE7758 中出现一个或多个中断事件时,IRQ输出变为低电平。通过状态寄存器显示中断事件的性质。ADE7758采用24引脚小外形封装(SOIC)。

  ADE7758通过串口相连啊,就是连到芯片上的CS、DIN、SCLK、DOUT口。

  ade7758与单片机连接电路

 

  ADE7758具有一个内置的SPI接口。它与MCU的串行接口由SCLK、DIN、DOUT和CS 四个信号来完成。当IRQ输出变为低电平时,MCU的ISR必须对中断状态寄存器进行读操作,以确定中断源。在对状态寄存器的内容进行读操作时,IRQ的输出在第一个字节传送的最后一个SCLK下降沿上被设定为高电平(对中断状态寄存器读出的命令)。直到下一次8位传送的最后一位(中断状态寄存器的内容)被移出之前,IRQ输出都保持高电平,若这时中断尚未决定,则IRQ输出将再次变为低电平。若没有任何中断处于等待状态,则IRQ输出将保持高电平。

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( 发表人:刘杰 )

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