基于at73c500-501专用芯片组的电参量测量模块

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1、基于AT73C500/501专用芯片组的电参量测量模块

2、第1内容显示中关键词：电参量测量专用芯片组AT73C500/501参数校准AVR单片机近向年来，国外许多IC设计制造公司推出了系列电参量（针对工频电网的电压、电流、有功、无功、频率等参数）测量的专用芯片，如CS5460A、ADE7755、AT73C500/501等。利用它们可以方便实现单相、三相电能表的设计，达到很高的测量精度，同时大幅降低产品成本。这些不同的电参量测量芯片功能各有侧重，性能各有所长。我们在使用这些芯片过程中，发现不少特殊问题，并针对这些特点设计了通用的智能电参量测量模块。本

3、文根据实际应用AT73C500/501过程中出现的问题，对该芯片的应用进行了深入探讨，给出相应解决办法；同时，设计了高效的电参量测量模块校准软件，实现电参量测量模块自动、快速生产调试。AT73C500为44引脚PLCC封装的新型电能测量专用DSP芯片，具有一个高效的数字信号处理器（DSP）内核，DSP技术的使用，使AT73C500具有其它电能测量芯片所没有的一些特点和复杂功能。主要引脚如下；B0～B7—MCU总线；B8～B15—状态、工作模式总线；IRQ1—接AT73C501的ACK，外部采样数据中断请求；CLK—时钟输入，3.2768MHz；S

4、TROBE、BRDY、RD/CU的数据传输接口信号；SOUT0—时钟输出给外部串行EEPROM；SOUT1—串行输出，作为AT73C500的片选信号或外部EEPROM的数据输入（DI）；SIN—串行数据输入，接收AT73C501或外部EEPROM的数据输入（DO）；SCLK—串行位时钟输入来自AT73C501。2智能电参量采集模块设计我们设计的智能电参量采集模块，用于低压变压器在线监测设备中。测量模块作为关键的台变运行监测部件，要求设计成通用性强的采集模块。这样，可以方便地和现有的各种设备接口，扩展现有设备的功能。应具有造价低，可靠性强，便于维护

5、等优点。针对功能需求，在综合对比几种电能量测量芯片的价格、性能、系统实现难易程度等几方面的基础上，我们采用AT73C500/501设计了智能电参量采集模块。2.1智能电参量采集模块前端原理电参量采集模块前端以AT73C500/501为核心，由信号取样电路、逻辑电路及其它元器件测量单元结构共同组成。三相电压信号分别使用电阻分压器的互感器提取。被测三相电流由一次电流1.5A或6A、二次电流5mA、二次负荷20Ω的电流互感器转化为电压信号。图1为测量采集模块原理。选择AT73C500的工作模式时，由于校准数据直接影响测量精度，而且每次复位后AT73C5

6、00都要重新读入校准数据，如果AT73C500使用微处理器模式，导入校准数据的握手协议过于复杂，需要单片机软件干预；因此从可靠性角度考虑，AT73C500被设置成EEPROM模式，将校准数据从EEPROMAT93C46中读出，同时，单片机也能对AT93C46内的校准数据读写。前端测量电路工作流程：上电复位后，单片机对AT73C500复位，然后AT73C500进行初始化工作。首先将RD/模式后，AT73C500向状态/模式总线的最低位（BUS8）写低电平，经逻辑译码电路（GAL20V8）后产生初始化信号CS1。CS1信号选通串行EEPROMAT93

7、C46，AT73C500读出存储在AT93C46中的校准数据。校准数据读出以后，AT73C500向BUS8写高电平，经锁存后CS1变成高电平，初始化阶段结束，测量单元开始正常的测量工作。AT73C501开始通过同步串行总线向AT73C500传送采样结果。AT73C500的计算结果有两种输出方式：一种是以数据的形式输出，另一种是以脉冲的形式输出。两种方式共和数据总线，因此使用逻辑译码电路（GAL20V8）区分。当有一包数据要输出时，AT73C500向状态总线的BUS9写高电平脉冲，经锁存后产生数据就绪信号DATRDY。DATRDY信号用于智能外接单

8、片机线上数据就绪，此时ADDR0为低电平，无脉冲输出。数据输出结束后，DATRDY变为低电平。数据总线输出脉冲时，DATRDY始终为低电平；同时，DR/，使用8MHz的晶振，每条指令的执行时间仅为125ns。2.2.2接口逻辑控制电路由于AT73C500/501有多种工作模式和数据传输方式，同时系统有1片EEPROMAT93C46存储器，保存校准参数信息。AT93C46必须能够由单片机读写，还要能由AT73C500读取系数。考虑到还有其它的复杂数据控制接口信号，因此，采用1片PLDGAL20V8实现复杂逻辑功能和数据、地址译码。图2为接口逻辑控制

9、电路。2.2.3单片机数据采集接口单元测量单元的测量结果通过并行数据总线高速输出，因此，如何准确及时地接收总线上的数据是接口单元要解决的