《电子技术应用》
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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。
中图分类号: TN98
文献标识码: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.191163
中文引用格式: 杨帆,胡光昊. 基于STM32的三相电表校准装置的设计[J].电子技术应用,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

    随着电子信息技术的发展,传统的感应式电能表精度低、功耗大,已经不再满足要求,人们将软硬件技术结合提出了电子式电能表[1]。目前,三相电表的测量在不断完善:有采用SA9904A芯片的双向三相电表,通过SPI接口访问寄存器,测量各相的电压有效值和无功功率[2];考虑到不再是简单的数值计量,设计者将ADE计量芯片应用于电表中,实现实时分析电流电压波形数据、计量和判断阻性负载大小的功能[3-5];为了保证测量性能的稳定和远程数据传送,出现了基于MSP430F149单片机和ARM的智能远传三相电表,可以远程自动抄表,抗干扰能力强[6-7];基于Kinetis微控制器的三相电表,可以测量视在能量并具有闪存升级的功能[8]。近几年,STM32系列芯片在电表中的应用成为一种趋势[9-10]。考虑到液晶显示和电流检测的问题[11-12],本文采用带有LCD控制器的STM32F429芯片,简化了电路设计。因此,本文针对常规三相电表校准装置存在的测量电流、电压精度低等问题,研究了一种基于STM32F429的三相电表校准装置。




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作者信息:

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)

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