ZHCU663A April   2019  – February 2021

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 终端设备
      1. 1.1.1 电表
    2. 1.2 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 重点产品
      1. 2.2.1 ADS131M04
      2. 2.2.2 TPS7A78
      3. 2.2.3 MSP432P4111
      4. 2.2.4 TPS3840
      5. 2.2.5 THVD1500
      6. 2.2.6 ISO7731B
      7. 2.2.7 TRS3232E
      8. 2.2.8 TPS709
      9. 2.2.9 ISO7720
    3. 2.3 设计注意事项
      1. 2.3.1 设计硬件实现
        1. 2.3.1.1 TPS7A78 电容压降式电源
        2. 2.3.1.2 TPS3840 SVS
        3. 2.3.1.3 模拟输入
          1. 2.3.1.3.1 电压测量模拟前端
          2. 2.3.1.3.2 电流测量模拟前端
      2. 2.3.2 电流检测模式
        1. 2.3.2.1 ADS131M04 电流检测程序
        2. 2.3.2.2 使用 MCU 触发电流检测模式
          1. 2.3.2.2.1 使用计时器定期触发电流检测模式
          2. 2.3.2.2.2 MCU 进入和退出电流检测模式的流程
        3. 2.3.2.3 如何实现计量测试软件
          1. 2.3.2.3.1 设置
            1. 2.3.2.3.1.1 时钟
            2. 2.3.2.3.1.2 端口映射
            3. 2.3.2.3.1.3 用于 GUI 通信的 UART 设置
            4. 2.3.2.3.1.4 实时时钟 (RTC)
            5. 2.3.2.3.1.5 LCD 控制器
            6. 2.3.2.3.1.6 直接存储器存取 (DMA)
            7. 2.3.2.3.1.7 ADC 设置
          2. 2.3.2.3.2 前台进程
            1. 2.3.2.3.2.1 公式
          3. 2.3.2.3.3 后台进程
            1. 2.3.2.3.3.1 per_sample_dsp()
              1. 2.3.2.3.3.1.1 电压和电流信号
              2. 2.3.2.3.3.1.2 频率测量和周期跟踪
            2. 2.3.2.3.3.2 LED 脉冲生成
            3. 2.3.2.3.3.3 相位补偿
    4. 2.4 硬件、软件、测试要求和测试结果
      1. 2.4.1 所需的硬件和软件
        1. 2.4.1.1 注意事项和警告
        2. 2.4.1.2 硬件
          1. 2.4.1.2.1 与测试设置的连接
          2. 2.4.1.2.2 电源选项和跳线设置
        3. 2.4.1.3 软件
      2. 2.4.2 测试和结果
        1. 2.4.2.1 测试设置
          1. 2.4.2.1.1 SVS 和电容压降功能测试
          2. 2.4.2.1.2 电表计量精度测试
          3. 2.4.2.1.3 电流检测模式测试
          4. 2.4.2.1.4 查看计量读数和校准
            1. 2.4.2.1.4.1 从 LCD 中查看结果
            2. 2.4.2.1.4.2 从 PC 校准和查看结果
              1. 2.4.2.1.4.2.1 查看结果
              2. 2.4.2.1.4.2.2 校准
                1. 2.4.2.1.4.2.2.1 增益校准
                  1. 4.2.1.4.2.2.1.1 电压和电流增益校准
                  2. 4.2.1.4.2.2.1.2 有源功率增益校准
                2. 2.4.2.1.4.2.2.2 偏移校准
                3. 2.4.2.1.4.2.2.3 相位校准
        2. 2.4.2.2 测试结果
          1. 2.4.2.2.1 SVS 和 TPS7A78 功能测试结果
          2. 2.4.2.2.2 电表计量精度结果
          3. 2.4.2.2.3 电流检测模式结果
  9. 3设计文件
    1. 3.1 原理图
    2. 3.2 物料清单
    3. 3.3 PCB 布局建议
      1. 3.3.1 布局图
    4. 3.4 Altium 工程
    5. 3.5 Gerber 文件
    6. 3.6 装配图
  10. 4相关文档
    1. 4.1 商标
  11. 5作者简介
  12. 6修订历史记录
2.4.2.1.4.2.1 查看结果

要从 GUI 查看计量参数值，请执行以下步骤：

  1. 选择是使用 RS-485 还是 RS-232 连接来与 PC GUI 进行通信。该配置通过跳线连接 J16、J17 和 J18 三个跳线接头实现。要选择 RS-485 通信选项，需将跳线置于这三个接头最左侧的顶端两组引脚（板上标有“RS-485”）上。要选择 RS-232 通信选项，需将跳线置于这三个接头最右侧的两组引脚（板上标有“RS-232”）上。
  2. 将参考设计连接到 PC
    • RS-232 选项：使用 RS-232 电缆将参考设计连接到 PC。如果 PC 没有 RS-232 适配器，请使用串行 RS-232 适配器。插入 RS-232 适配器后，此适配器会在 PC 上创建一个 COM 端口。
    • RS-485 选项：可以使用 USB 转 RS-485 适配器在 PC GUI 与此设计上的 RS-485 端口之间进行通信。插入适配器后，USB 转 RS-485 适配器会在 PC 上创建一个 COM 端口。适配器的另一端具有用于 RS-485 数据 A 和数据 B 连接、GND 连接和 5V 电源连接的电线，请按照端子块引脚旁边的连接标签，将所有连接线接入设计的 J21 螺钉端子块。为测试此电路，专门使用了以下 USB 转 RS-485 适配器：http://www.ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/Cables/DS_USB_RS485_CABLES.pdf。对于此特定适配器，数据 A 连接为橙色，数据 B 连接线为黄色，GND 连接为黑色，5V 电源连接为红色。
  3. 打开 GUI 文件夹，并在文本编辑器中打开 calibration-config.xml。
  4. 将 meter 标签内的 port name 字段更改为连接到系统的 COM 端口。如图 2-30 所示，此字段更改为 COM7。
    TIDA-010036 更改了 GUI 配置文件以与电能测量系统通信图 2-30 更改了 GUI 配置文件以与电能测量系统通信
  5. 运行位于 GUI 文件夹中的 calibrator.exe 文件。如果在上一步中已将
    calibration-config.xml 中的 COM 端口更改为连接到参考设计的 COM 端口，则 GUI 将打开（请参阅 图 2-31）。如果 GUI 正确连接到设计，左上角的按钮为绿色。如果连接有问题或代码配置不正确，则此按钮为红色。点击绿色按钮查看结果。
    TIDA-010036 GUI 启动窗口图 2-31 GUI 启动窗口

点击绿色按钮后，结果窗口将打开（请参阅图 2-32）。在此图中，Power factor 值末尾的“L”或“C”分别表示感性负载或容性负载。请注意，默认情况下，GUI 中标记为 "Phase A" 的列实际上是分流器通道，标记为 "Neutral" 的列实际上是 CT 通道。如果系统和分流电阻是相对于零线为基准，则分流电阻实际上将测量零线电流，而 CT 将测量火线电流，这与 GUI 的标记方式不同。

TIDA-010036 GUI 结果窗口图 2-32 GUI 结果窗口

在结果窗口中，可通过点击 Meter Consumption 按钮来查看总能耗读数。用户点击此按钮后，将弹出 Meter events and consumption 窗口，如图 2-33 所示。

TIDA-010036 电表事件和能耗窗口图 2-33 电表事件和能耗窗口

在结果窗口中，还可以通过点击 Meter features 按钮查看电表设置，通过点击 Meter calibration factors 按钮查看系统校准因数，或者通过点击 Manual cal. 按钮打开用于校准系统的窗口。