基于CS5463的新型多功能電能表電路設(shè)計
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本儀表由P89LPC916控制CS5463的檢測過程和數(shù)值顯示。電路上電以后，通過撥碼開關(guān)可對電路進(jìn)行初始化。通過撥碼開關(guān)輸入單片機(jī)要初始化的電量代碼后，再由單片機(jī)根據(jù)設(shè)定好的編碼規(guī)則向CS5463發(fā)出相應(yīng)的指令，CS5463根據(jù)單片機(jī)發(fā)來的指令將相應(yīng)的要初始化的電量的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)值傳給單片機(jī)，單片機(jī)再將此數(shù)據(jù)傳給X5045并存儲在其中，以供CS5463復(fù)位時再次獲得校準(zhǔn)值，并供單片機(jī)用于隨時校準(zhǔn)檢測值，從而提高精度。也就是說，在LPC916的控制下，由CS5463檢測電信號并輸出測量值給單片機(jī)，其中X5045可存放標(biāo)準(zhǔn)校正值。該計量電路中的控制模塊如圖3所示。
該電壓采樣電路由電阻網(wǎng)絡(luò)、過壓保護(hù)及去抖動電容組成。為保證采樣精度，電阻應(yīng)全部采用高穩(wěn)定度的精密電阻。
本系統(tǒng)中的電流采樣電路由電流互感器、過壓保護(hù)、電阻網(wǎng)絡(luò)和去抖動電容組成。采用電流互感器的主要優(yōu)點在于可實現(xiàn)高壓與低壓的隔離。由于CS5463的電流檢測實際上是將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柡蟮碾妷簷z測，所以，在電路中，先由采樣電阻將互感電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，再通過限流電阻和電容濾波后輸人到CS5463的電流檢測管腳(16、15腳)。另外，在兩路輸入中，還分別用二極管進(jìn)行電壓嵌位，以避免電壓過高損壞CS5463。CS5463的3、14腳分別為模擬、數(shù)字+5V電源。同時，為了濾除電壓波動，增加電源的穩(wěn)定性，在兩路電源輸入時，分別加了濾波電容。由于此為電流檢測，所以電壓檢測的兩輸入腳9和10也應(yīng)接模擬地以避免干擾。另外，13腳VA要接模擬地，4腳DGND接數(shù)字地，模擬地和數(shù)字地之間用電感連接。1、24(XOUT，XIN)兩腳接4.096 NHz的晶振。并用程序控制CS5463自動完成輸入信號的檢測，同時通過6腳SDO輸出數(shù)據(jù)；而分別由5腳SCLK、7腳、19腳RES、20腳INT、23腳SDI輸出單片機(jī)的時鐘脈沖、片選信號、復(fù)位信號、中斷信號以及單片機(jī)對CS5463的控制信號。由于CS5463要完成對模擬信號的檢測并以數(shù)字信號輸出檢測值，即一個芯片同時有模擬、數(shù)字兩種信號，因而需要模擬和數(shù)字兩路電源；同時，其需要接地的管腳一定要正確接相應(yīng)的地，不然將會引入很大的干擾。
5顯示電路
本儀表系統(tǒng)采用七段LED顯示。移位寄存器74HC164的時鐘信號由單片機(jī)提供。從單片機(jī)輸出數(shù)據(jù)信號時，先輸出低位，后輸出高位。數(shù)據(jù)首先傳輸?shù)綄?yīng)顯示高位數(shù)碼管的74HC164，每當(dāng)?shù)絹硪粋€時鐘脈沖時，數(shù)據(jù)便移位一次，經(jīng)過一個周期后，數(shù)據(jù)將全部傳輸?shù)狡鋵?yīng)各位的74HC164并由數(shù)碼管顯示出來。
6 結(jié)束語
本文給出了一種多功能電能表的設(shè)計方法，詳細(xì)說明了電能表的工作原理和設(shè)計思路，重點介紹了電源設(shè)計和電能計量模塊的原理、實現(xiàn)及注意事項。經(jīng)使用證明，該電能表具有運行穩(wěn)定、可靠性高、精度高、成本低等優(yōu)點，而且實用性強(qiáng)。此外，還可針對不同的需求來改進(jìn)功能，如增加通訊模塊等。 電能表相關(guān)文章:電能表原理
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