ZHCAD60B May   2011  – September 2023 MSP430AFE221 , MSP430AFE222 , MSP430AFE223 , MSP430AFE231 , MSP430AFE232 , MSP430AFE233 , MSP430AFE251 , MSP430AFE252 , MSP430AFE253

 

  1.   1
  2.   使用 MSP430AFE2xx 实施单相电子电表
  3. 1 商标
  4. 2 引言
  5. 3 方框图
  6. 4 硬件实现
    1. 4.1 电源
      1. 4.1.1 电阻电容 (RC) 电源
      2. 4.1.2 基于开关的电源
    2. 4.2 模拟输入
      1. 4.2.1 电压输入
      2. 4.2.2 电流输入
  7. 5 软件实现
    1. 5.1 外设设置
      1. 5.1.1 SD24 设置
    2. 5.2 前台进程
      1. 5.2.1 公式
        1. 5.2.1.1 电压和电流
        2. 5.2.1.2 功率和能量
    3. 5.3 后台进程
      1. 5.3.1 电压和电流信号
      2. 5.3.2 相位补偿
      3. 5.3.3 频率测量和周期跟踪
      4. 5.3.4 LED 脉冲生成
    4. 5.4 能量计配置
  8. 6 能量计演示
    1. 6.1 EVM 概览
      1. 6.1.1 与测试设置或交流电压的连接
      2. 6.1.2 电源选项
    2. 6.2 加载示例代码
      1. 6.2.1 打开工程
  9. 7 结果
    1. 7.1 在 PC 上查看结果
    2. 7.2 在调试期间查看结果
  10. 8 重要注意事项
  11. 9 原理图
  12. 10参考文献
  13. 11修订历史记录

5.3.4 LED 脉冲生成

在电表中，能耗通常以千瓦时 (kWh) 脉冲的几分之一来测量。此信息可用于准确校准任何仪表或在正常运行期间报告测量结果。为了有效地完成这两项任务，微控制器必须精确地生成和记录这些脉冲的数量。一般要求是生成这些抖动相对较小的脉冲。尽管时间抖动并不表示准确度不佳，但只要将抖动平均化，就会让人对仪表的整体准确度产生负面印象。

样本代码使用平均功耗来生成电能脉冲。每次 SD24 中断时，都会累积平均功耗（由前台进程计算）。此积累过程相当于将功率转化为电能。当累积的电能超过阈值后，便会产生一个脉冲。高于此阈值的电能值将保留下来，然后在下一个中断周期中会有一个新的电能值加到此阈值之上。由于平均功率趋于稳定值，这种产生电能脉冲的方式非常稳定，没有抖动。

该阈值决定了电力公司指定的电能刻度，并且是一个常数，例如，它可以以 kWh 为单位。在大多数仪表中，每千瓦时的脉冲决定了该能量刻度。例如，在此应用中，有功和无功电能每千瓦时产生的脉冲数设置为 1600。在这种情况下的电能刻度 为 1kWh/1600。将生成电能脉冲，也可以通过板上的 LED 进行指示。端口引脚针对脉冲进行切换，并控制每个脉冲的脉冲宽度。

图 5-5 展示了脉冲生成流程图。

GUID-9189FB68-B4BD-4C64-8554-35060005BFCC-low.gif图 5-5 用于电能指示的脉冲生成

平均功率以 0.01W 为单位，1kWh 阈值定义为：

1kWh 阈值 = 1 / 0.01 × 1kW × (每秒的中断数) × (一小时的秒数) = 100000 × 3906 × 3600 = 0x14765AAD400