基于C8051F310和CS5460A的電壓電流表設(shè)計
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2 接口電路設(shè)計
2．1 電壓電流信號輸入接口設(shè)計
CS5460A的電壓通道可與阻容分壓器或互感器進行接口；電流通道則可與低功耗分流器或互感器接口。電流通道的可編程增益放大器(P-GA)的增益可設(shè)為10和50。分別對應(yīng)于最大有效值為150 mV和30 mV的交流信號輸入；電壓通道的最大有效值輸入為150 mV。由于芯片CS5460A的△-∑型M／D轉(zhuǎn)換器采用過采樣原理，對高頻噪聲有較強的抑制作用，因此，對輸入信號不需要進行復(fù)雜的濾波器處理。只需在互感器輸出端通過取樣電阻對與輸入交流信號對應(yīng)的電流信號進行采樣。然后輸入到芯片CS5460A相應(yīng)的電壓、電流輸入端即可。本設(shè)計選用2000：1的電流互感器和1：1的電壓互感器來作為采樣器件。其模擬信號輸入接口電路如圖2所示。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/180256.htm
系統(tǒng)中的微型電壓互感器采用GPT-206B型，輸出額定電流為2 mA，實際使用的電壓范圍為0～400 V。實際電壓為275 V，取樣電阻R4為1lOkΩ，因而其實際電流為2．5 mA，因為電壓互感器的匝數(shù)比為1：1。故其標準輸出時的實際端電流也是2．5 mA，標準輸出時的實際端電壓由CS5460A的參考電壓決定，實際為150 mV(芯片CS5460A的參考電壓為0～150 mV)，故取樣電阻R7為150mV／2．5 mA=60Ω。
微型電流互感器采用GCT-207系列，額定輸出電流為2．5 mA。實際使用中的電流范圍為0～1A，實際電流為500 mA。因為電壓互感器的匝數(shù)比為2000：1，故其標準輸出時的實際端電流為500mA／2000=0．25 mA，標準輸出時的實際端電壓則由CS5460A的參考電壓決定為150 mV (芯片CS5460A的參考電壓為0～150 mV)，因此，取樣電阻R1為150 mV／0．25 mA=600Ω。這樣，互感器輸出端的取樣電阻分別為60Ω／和600 Ω的精密電阻。
2．2 CS5460A與單片機的通信接口設(shè)計
CS5460A有四條串行接口線：
、SDI、SDO和SCLK。其中為片選控制線，是允許訪問串口的控制線，低電平有效；SDI為串行數(shù)據(jù)輸入線，是用來把數(shù)據(jù)傳輸?shù)睫D(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)信號線；SDO為串行數(shù)據(jù)輸出線。用于從轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)據(jù)信號，當(dāng)為高電平時，SDO端呈高阻狀態(tài)；SCLK為串行時鐘，用于控制CS5460A與微控制器之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐剑?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" height="20" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20131009/180256_2_4.jpg" width="50" border="0" alt="" />為外部復(fù)位接口，單片機可通過它來控制CS5460A的復(fù)位。CS5460A與單片機C8051F310的通信接口連接方式如圖3所示。
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