at73c500 501在智能电参量测量模块中的应用

《at73c500 501在智能电参量测量模块中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、AT73C500/501在智能电参量测量模块中的应用龙源电气有限公司（100089）陈安卫摘要：介绍了美国ATMEL公司新型专用电能量测量专用芯片组AT73C500/501的性能指标和工作原理；给出了采用此芯片组的电参数测量模块应用设计要点和抗干扰设计方法；并利用PC机编写自动参数校准软件实现快速精确配置模块测量系数；实现了简单通用的智能电参量测量模块。关键词：电参量测量AT73C500/501参数校准AVR单片机抗干扰近几年来，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、

2、ADE7755、AT73C501/500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。本文作者根据实际应用AT73C501/500过程中出现的问题对该芯片组的应用进行了深入探讨，给出了相应解决办法。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。1.AT73C500/501芯片简介1.1芯片性能指标AT73C500/C501为美国ATMEL

3、公司2000年推出的电能测量专用芯片组，其中AT73C501为A／D变换芯片，用于测量前端信号采样；AT73C500为DSP芯片,根据AT73C501的采样数据完成电参量的计算。使用这两种芯片配合工作测量三相电参数具有如下特点：l满足IECl0361级精度要求l使用外部温度补偿的参考电源满足IEC6870.5和0.2级精度l测量三相有功功率、无功功率、视在功率和电能l测量功率因数、电网频率、电压和电流有效值l多相或单相运行l接口灵活：具有8位微处理器接口、8位状态输出、8路脉冲输出l支持增益和相位校准l支持低端非线性校准l启动电流可编程l最大可测带宽1k

4、Hzl单+5V供电l校准数据可以从串行EEPROM读取，也可以从外接微处理器读取。1.2AT73C500/501芯片简介AT73C501（图1）是28引脚PLCC封装的六路Sigma-DeltaA／D变换器。AT73C501内部包含六路16位A／D变换器、一个参考电压发生器、一个电源电压监视单元和一个时钟单元。每路A/D变换器都由高性能、过采样的Sigma-Delta调制器和数字均分滤波器组成。芯片的AIN1、AIN3、AIN5为电流采样通道输入，AIN2、AIN4、AIN6为电压采样通道输入，所有六路A/D输入都是单端输入，简化了外围设计；其它主要管脚

5、：ACK—采样数据输出准备好；XO、XI--接外部晶体3.2768M，提供工作时钟；CLK--提供DSPAT73C500工作时钟输出；CLKR—串行总线数据输出时钟；FSR—输出采样的帧信号；DATA--串行总线采样数据输出；图1：AT73C501管脚图AT73C500（图2）为44引脚PLCC封装的新型电能测量专用DSP芯片，它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具有其他电能测量芯片所没有的一些特点和复杂功能。主要管脚简介：B0-B7--MCU总线；B8-B15--状态、工作模式总线；IRQ1—接AT73C50

6、1的ACK,外部采样数据中断请求；CLK—时钟输入，3.2768M;STROBE,BRDY,RD/WR,ADDR0,ADDR1—AT73C500和外部MCU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;图2：AT73C500管脚图1.3芯片组工作原理和时序芯片组主要工作原理是：DSPAT73C500从AT73C501读入三相

7、电压、电流的采样值，对采样信号进行高通滤波，然后进行各种电参数的计算。所有计算除频率外都在10个电网周期内完成，结果修正后分成6个数据包，由数据总线输出，送到外部MCU进行处理显示。每个数据包之间至少有一个电网周期（20ms）的间隔。6个数据包循环输出的时序如图3图3：6个数据包循环输出时序所示。AT73C500的数据输出可分成三类：发给外围单片机的数据、状态信息输出以及脉冲输出。数据总线既作为脉冲输出，又作为单片机接口。每包数据输出时序中头四个字节包含有同步信息、工作模式信息及状态信息，剩下12个字节装载实际测量结果。如图4为一个数据包时序；图4：一个

8、数据包时序AT73C500在正常上电工作时，需要加载特定的校准数据到内部寄存器中