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

2.3.2.1 ADS131M04 电流检测程序

图 2-7 显示了 ADS131M04 器件进入电流检测模式及在该模式下操作的详细流程。

TIDA-010036 ADS131M04 电流检测模式流程图 2-7 ADS131M04 电流检测模式流程

此流程开始时，MCU 从其正常连续转换模式向 ADS131M04 器件发送待机命令。通过发送此命令，可以将 ADS131M04 器件置于待机模式。请注意，不应像器件处于正常转换模式时那样，每次新样本可用时都将 DRDY 引脚置为有效。仅当处于电流检测模式时，如果检测到篡改电流，DRDY 引脚才会置为低电平。此外，由于器件不会转换样本，因此 DRDY 引脚在待机模式下不会置为低电平。

当器件处于待机模式后，在 SYNC/RESET 引脚上提供一个脉冲，从而使器件进入电流检测模式（假设相应 ADS131M04 寄存器中已启用 CD_EN 位）。在电流检测模式下，ADS131M04 会检查每个样本的绝对值是否高于用户定义的阈值（该阈值由 CD_THRSHLD 寄存器设置）。如果样本超过设置的阈值，则此电流采样窗口的阈值计数器会递增。该阈值递增后，系统会进行检查以查看阈值计数器是否高于相应 ADS131M04 寄存器中 CD_NUM 位所设置的值。CD_NUM 位用于配置需要超过阈值 (CD_THRSHLD) 才能进行检测的样本数。需要多个样本进行检测的目的是允许可能超过阈值的噪声值，而不代表高到足以触发主机操作的功率级别。如果阈值计数器大于 CD_NUM 位设置的值，则在 ADS131M04 寄存器中的 CD_ALLCH 位设置为 0，或者 CD_ALLCH 位设置为 1 且在所有启用的通道上检测到电流的情况下，DRDY 将被置为有效。DRDY 被置为有效后，即使尚未检查整个采样窗口，器件也会恢复到待机模式。如果检查的样本数等于采样窗口（由其中一个 ADS131M04 寄存器中的 CD_LEN 位设置），并且阈值计数器不高于 CD_NUM，则器件会返回待机模式，DRDY 不会被置为有效。

图 2-8 显示了运行电流检测模式的两个示例场景。在 图 2-8 中，首次触发电流检测模式时，超过 CD_NUM 的样本数未超过电流检测阈值。因此，ADS131M04 器件处于电流检测模式的时间达到最大时间段。在第二次触发电流检测模式时，超过 CD_NUM 的样本数超出了电流检测阈值，这可能表示发生了篡改。当超过 CD_NUM 样本的值超过电流检测阈值后，ADS131M04 立即向 MCU 发出提醒，然后退出电流检测模式，而不是在电流检测模式下继续运行，直到获得 CD_LEN 的样本数为止。因此，与第一次触发电流检测模式相比，本示例中第二次触发电流检测模式时，在电流检测模式下花费的时间更短。

TIDA-010036 ADS131M04 电流检测示例图 2-8 ADS131M04 电流检测示例