基于ADE7753和MSP430单片机电能表的设计.pdf

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1、基于ADE7753和MSP430单片机电能表的设计陈亚科。等基于ADE7753和MSP430单片机电能表的设计DesignoftheEnergyMeterBasedOnADE7753andMSP430障丕科学嘲g歪加祥互磺(空军工程大学工程学院，陕西西安710038)摘要：研究了利用ADE7753电能计量芯片和MsP430F412单片机设计单相电能表的基本方法。该方法采用汇编语言进行MSP430单片机编程，对ADE7753采集的各种电力参数的计算、校正、显示和存储实行控制，并通过试验建立了数据表。同时，采用滤波算法和分段曲线拟合等方法对电能表测量结果进行了优化处理，提高了测量精度。所测得的信息

2、均可通过RS一485与上位机通信，实现了远程控制和抄表，此方法具有一定的应用价值。关键词：单片机电能表有功功率视在功率串行通信中图分类号：TM933．4文献标志码：AAbstract：Themethodofdesigningsingle-pha辩energymeterbyadoptingADE7753energychipandMSP430F412MCUisstudied．Withpm—grammingassemblylanguage-theMSP430chipcontrolsthedatacollectionofADE7753andthecalculation。correction，displ

3、ayandstorageofvariouspowerparameters；andestablishesdatatableviaexperiments．Inaddition，byadoptingfilteringalgorithmandsectionalcurvefitting，etc．，themeasuringresultsofenergymeterareoptimizedtoimplementhighlyprecisemeasurement．Alltheinformationmeasuredcaneommuni-carewiththehostPCtllroughRS-485portforre

4、alizingremotecontrolandmeterreading．Thisofferscertainapplicablevalue．Keywords：MCUEnergymeterActivepowerApparentpowerSerialcommunicationO引言随着计算机技术和网络通信技术的迅速发展，各种自动远程抄表技术正被广泛应用于现代工业和家庭中，而电能表的电流容量正在向宽量程、大电流和高精度需求方向发展。因此，设计开发一种体积小、精度高、能及时采集各种大小电流参数的新型数字电能表就显得尤为重要。本文设计的基于MSP430单片机和电能计量芯片ADE7753的单相多功能电能表，

5、可以高精度地实时测量用户的电压、电流有效值，工作频率，有功、无功和视在功率，判别用户的使用状态，并通过串口读取数据和设置参数，实现远程自动抄表。1MSP430和ADE7753功能简介MSP430F4“系列单片机是美国德州仪器在2003年推出的一种16位超低功耗Hash型混合信号处理器(MCU)。因其超低功耗的特性和各种不同应用目标的片内外设，使得这一系列单片机得到了迅速发展㈦。MSP430F412具有以下特点：修改稿收到日期：2110—07一07。第一作者陈亚科，男，1985年生。现为空军工程大学工程学院信号与信息处理专业在读硕士研究生；主要从事机载预警和信号处理方面的研究。①功耗低，电源电压

6、采用1．8～3．6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅0．1心，活动模式下耗电250“A／MIPS；②拥有5种低功耗模式，从低功耗到唤醒最多只需6妒；③采用16位的RISC架构，8MHz晶振，125ns的指令周期，可以实现高速运算；④可通过自带的JTAG接口实现在线系统串行编程调试，或利用片内固化的默认加载程序器Bootstrap，通过UART将代码装入Flash存储器，编程快速方便；⑤片内集成了看门狗定时器、3个捕获／比较模式的16位定时器和96段液晶驱动器；⑥可使用软件选择UART／SPI模式的串行通信，外围模块丰富，便于电能表的设计。ADE7753是美国ADI公司生产的带串行接口和脉冲输

7、出的高精度有功和视在能量计量芯片⋯。该芯片支持IEC61036和IEC61268协议，能测量交流电压和电流的有效值、有功功率、无功功率和视在功率等参数；能够进行有功功率的有效累计，并能对能量、相位和输入偏移进行数字校正，保证了精确输出；测量误差在l000：1的动态范围内小于0．1％；片内集成有过压欠压检测电路、参考电压源和温度传感器，绝对误差在±30C以内。ADE7753的内部结构如图1所示。66