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MSP430系列單片機在電表中的應用
MSP430系列單片機在電表中的應用
 更新時間:2009-11-30 16:38:51  點擊數(shù):0
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1.MSP430F41x系列單片機,在單相復費率電能表中的應用;
2.MSP430FE42x系列單片機,在單相多功能電能表中的應用;
3.MSP430F44x系列單片機,在三相多功能電能表中的應用。

1. MSP430F41x系列單片機

1.1. F41x系列單片機的優(yōu)勢:
1.1.1. 超低功耗,停電顯示。(1.2Ah的鋰電池,壽命在10年以上);
1.1.2. 沒有外時鐘要求的地區(qū),可用內部時鐘,降低成本。內時鐘的處理方法見《附錄A MSP430內部軟件時鐘的處理方法》;
1.1.3. 有很強的抗干擾能力,已經(jīng)通過各項EMC測試。

1.2. F41x系列單片機的不足:
1.2.1. 功能上:沒有A/D,F(xiàn)LASH只有8K,對于開發(fā)人員的編程方法上有一些講究;
1.2.2. 價格上:銷售人員應該清楚的認識到F413與其它單片機之間的優(yōu)劣;

1.3. F41x系列單片機在電表中的應用,單相復費率電能表的基本功能:
1.3.1. 計量功能:ADE7755把電能轉換成脈沖,通過電耦到單片機,應了解脈沖常數(shù)的概念,如果脈沖常數(shù)是1600,即用戶耗電1度電(千瓦時,kWh),ADE7755將產(chǎn)生1600個脈沖到單片機,常用的有800、1600、3200等等,額定電流大的電表,常數(shù)要小一些。
1.3.2. 時間管理:具有日歷、計時和閏年自動切換功能;日歷、時間設置電表內部有相應的編程開關,防止非授權人對其操作。
1.3.3. 費率管理:應當了解費率的幾概念:
  年時區(qū)
  日時段表
  日時段
  費率(尖、鋒、平、谷)
1.3.4. 通信接口:紅外通訊和RS485,其對應的硬件電路和軟件的實現(xiàn)方法。
  紅外通訊:半雙工的串行通訊,采用38k的載波調制,波特率為1200bps,1個起始位,8個數(shù)據(jù)位,1個奇偶校驗位(通常為偶校驗),1個停止位。
  RS-485:和紅外通訊基本一樣,無載波,帶收發(fā)控制,通常處于接收狀態(tài)。
1.3.5. 顯示:電表的顯示及其它數(shù)據(jù)的存儲,最好采用壓縮的BCD碼存儲。

2. MSP430FE42x系列單片機

2.1. FE42x系列單片機優(yōu)勢:

2.1.1. FE42x系列單片機的功能很強
  內置計量模塊:返回的參數(shù)有:電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、零線電流檢測等等。
  內置LCD驅動:128段的LCD驅動。
  內置軟時鐘:與溫度傳感器一起使用,解決了時鐘的0點偏差和溫度偏差。
  內置溫度傳感器:

2.1.2. 單芯片完成單相多功能電能表,高度集成,提高了整機的可靠性,硬件電路設計變得非常簡單,更容易通過EMC試驗。

2.1.3. 價格優(yōu)勢明顯:一塊芯片,相當于其它單片機,再加上四塊外圍芯片。

2.2. FE42x系列單片機不足:I/O口較少,國內部份地區(qū)硬件的要求比較復雜,做這些地區(qū)的單相復費率電表,有一定的難度,但足夠做國外的大部份單相多功能電表。

3. MSP430F44x系列單片機
詳見《MSP430F449三相多功能電表》。

附錄A MSP430內部軟件時鐘的處理方法
1. 日歷、時鐘的計算:

2. 閏年的判斷:

3. 時鐘偏差的調整:

3.1. 硬件電路:應把ACLK作為時鐘輸出的測試口;

3.2. 軟件:置ACLK口為外圍模塊方式,并且置為高電平;

3.3. 用頻率計測ACLK口輸出的頻率FQ。

3.4. 秒信號1/64秒中斷一次,計算調整的步長M,計算公式:

  Z= FQ – 32768.00 ---------------------[公式1]

  M = (32768 / 64)/ Z ----------------- [公式2]

其中:1、當50 ≥| Z | ≥ 0.02時,進行誤差調整,否則,不進行調整;
2、當Z > 0 時,時鐘減去1/64秒,否則,加上1/64秒。

4. 時鐘的溫度修正:溫度修正文檔。

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