《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于STM32的三相电表校准装置的设计
2020年电子技术应用第9期
杨 帆1，2，胡光昊1
1.武汉工程大学 电气信息学院，湖北 武汉430205； 2.湖北省视频图像与高清投影工程技术研究中心，湖北 武汉430205
摘要： 针对常规三相电表校准装置测量精度低、成本高的问题，研究了一种基于STM32F429单片机的三相多功能电表校准装置。该装置硬件电路主要包括电压电流采样量程切换电路、继电器驱动电路、时钟电路、RS232串口通信模块和显示电路。其中电压电流采样量程切换电路将电流和电压互感器采集的电压和电流信号转换成CS5463芯片的测量范围。单片机STM32F429有4个UART串口用作RS232通信，方便与其他外设相连。单片机接收到信号后，将采集到的电压和电流数据显示在TFTLCD电容触摸屏上。软件设计主要是初始化临时变量和配置CS5463的相关寄存器，然后定时采集电压和电流。通过对测试结果的分析和比较，该装置达到了小数点后4位的测量精度。
中圖分類號： TN98
文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191163
中文引用格式： 楊帆，胡光昊. 基于STM32的三相電表校準(zhǔn)裝置的設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(9)：60-63，68.
英文引用格式： Yang Fan，Hu Guanghao. Design of three-phase meter calibration device based on STM32[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(9)：60-63，68.
Design of three-phase meter calibration device based on STM32
Yang Fan1，2，Hu Guanghao1
1.School of Electrical and Information Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，China； 2.Hubei Video Image and HD Projections Engineering Research Center，Wuhan 430205，China
Abstract： Aiming at the problems of low measurement accuracy and high cost of conventional three-phase meter calibration device, this paper studies a three-phase multifunctional meter calibration device based on STM32F429 single-chip microcomputer. The hardware circuit of the device mainly includes voltage and current sampling range switching circuit, relay drive circuit, time clock circuit, RS232 serial communication module and display circuit. The voltage and current sampling range switching circuit converts the voltage and current signals collected by the current and voltage transformer into the measurement range of CS5463 chip. There are 4 UART ports for RS232 communication in STM32F429 chip, convenient to connect with other peripherals. After receiving the signal, the voltage and current data collected are displayed on the TFTLCD capacitive touch screen. Software design is mainly to initialize temporary variables and configure the relevant registers of CS5463, and then collect voltage and current at regular intervals. Through the analysis and comparison of the test results, the measurement accuracy of the device reaches 4 decimal places.
Key words : STM32F429 single chip microcomputer；voltage and current collection；range switching circuit

0 引言

    隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表精度低、功耗大，已經(jīng)不再滿足要求，人們將軟硬件技術(shù)結(jié)合提出了電子式電能表[1]。目前，三相電表的測量在不斷完善：有采用SA9904A芯片的雙向三相電表,通過SPI接口訪問寄存器，測量各相的電壓有效值和無功功率[2]；考慮到不再是簡單的數(shù)值計量，設(shè)計者將ADE計量芯片應(yīng)用于電表中，實現(xiàn)實時分析電流電壓波形數(shù)據(jù)、計量和判斷阻性負(fù)載大小的功能[3-5]；為了保證測量性能的穩(wěn)定和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送，出現(xiàn)了基于MSP430F149單片機(jī)和ARM的智能遠(yuǎn)傳三相電表，可以遠(yuǎn)程自動抄表，抗干擾能力強(qiáng)[6-7]；基于Kinetis微控制器的三相電表，可以測量視在能量并具有閃存升級的功能[8]。近幾年，STM32系列芯片在電表中的應(yīng)用成為一種趨勢[9-10]。考慮到液晶顯示和電流檢測的問題[11-12]，本文采用帶有LCD控制器的STM32F429芯片，簡化了電路設(shè)計。因此，本文針對常規(guī)三相電表校準(zhǔn)裝置存在的測量電流、電壓精度低等問題，研究了一種基于STM32F429的三相電表校準(zhǔn)裝置。




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作者信息:

楊  帆1，2，胡光昊1

(1.武漢工程大學(xué) 電氣信息學(xué)院，湖北 武漢430205；

2.湖北省視頻圖像與高清投影工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢430205)

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