ZHCUB46 june   2023 ADS131M08 , MSPM0G1507

 

  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
    2. 1.2 电表
    3. 1.3 电能质量监测仪，电能质量分析仪
    4. 1.4 关键系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 外部采用 TPS3840 电源电压监控器 (SVS)
      2. 2.2.2 使用 TMAG5273 线性 3D 霍尔效应传感器进行磁篡改检测
      3. 2.2.3 模拟输入
        1. 2.2.3.1 电压测量模拟前端
        2. 2.2.3.2 电流测量模拟前端
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1  ADS131M08
      2. 2.3.2  MSPM0G3507
      3. 2.3.3  用于驱动分段式 LCD 显示屏的 MSP430FR4131
      4. 2.3.4  TPS3840
      5. 2.3.5  THVD1400
      6. 2.3.6  ISO6731
      7. 2.3.7  ISO6720
      8. 2.3.8  TRS3232E
      9. 2.3.9  TPS709
      10. 2.3.10 TMAG5273
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1  如何实现计量测试软件
    2. 3.2  计时系统
    3. 3.3  用于 GUI 通信的 UART 设置
    4. 3.4  实时时钟 (RTC)
    5. 3.5  MSP430FR4131 中的 LCD 控制器
    6. 3.6  直接存储器访问 (DMA)
    7. 3.7  ADC 设置
    8. 3.8  前台进程
      1. 3.8.1 公式
    9. 3.9  后台进程
    10. 3.10 软件函数 per_sample_dsp()
      1. 3.10.1 电压和电流信号
      2. 3.10.2 频率测量和周期跟踪
    11. 3.11 LED 脉冲生成
    12. 3.12 相位补偿
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 所需的硬件和软件
      1. 4.1.1 硬件
      2. 4.1.2 注意事项和警告
    2. 4.2 测试设置
      1. 4.2.1  将 TIDA-010243 连接到计量测试设备
      2. 4.2.2  电源选项和跳线设置
      3. 4.2.3  电表计量精度测试
      4. 4.2.4  查看计量读数和校准
        1. 4.2.4.1 从 LCD 中查看结果
        2. 4.2.4.2 从 PC 校准和查看结果
      5. 4.2.5  MSPM0+ MCU 的校准和闪存设置
      6. 4.2.6  增益校准
      7. 4.2.7  电压和电流增益校准
      8. 4.2.8  有源功率增益校准
      9. 4.2.9  偏移校准
      10. 4.2.10 相位校准
      11. 4.2.11 软件代码示例
    3. 4.3 测试结果
      1. 4.3.1 SVS 功能测试
      2. 4.3.2 电表计量精度结果
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB 布局建议
      4. 5.1.4 布局图
      5. 5.1.5 Gerber文件
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6关于作者

3.8 前台进程

前台进程包括器件复位后立即进行的 MSPM0+ MCU 硬件和软件，以及 ADS131M08 寄存器的初始设置。图 3-2 展示了此过程的流程图。

GUID-20230518-SS0I-CP27-9DWL-BJHDLHT1CVPW-low.svg图 3-2 前台进程

初始化例程涉及 MSPM0G3507 的设置：

  • 通用输入/输出 (GPIO) 端口引脚
  • 时钟系统（MCLK 或 CPU 时钟、RTC 时钟、SPI 时钟、I2C 时钟、CLK_OUT 引脚）
  • 4 个用于 UART 功能的 UART 端口
  • 两个 DMA 通道，分别用于 SPI 接收和发送
  • ADS131M08 寄存器
  • 计量变量

硬件设置完成后，从 GUI 接收到的任何帧都会被处理。如果选择了 RS-485 与 PC GUI 进行通信，THVD1400 器件必须驱动 RE 和 DE 引脚，以在适当的时间点启用接收器和驱动器，从 PC GUI 接收数据包并将响应发送回 GUI。任何数据包从 MSPM0+ MCU 发送到 PC GUI 后，前台进程负责在数据包完全从 MSPM0+ MCU 发出之后、GUI 发送下一数据包之前，将 RE 和 DE 引脚置为有效。

接下来，前台进程检查后台进程是否已通知前台进程为任何电压-电流映射计算新的计量参数。该通知是在存在可处理的数据帧时通过使“PHASE_STATUS_NEW_LOG”状态标志有效来完成的。数据帧包含在后台进程中处理后累积约一秒的点积。这相当于累积了与输入电压信号同步的 50 或 60 个数据周期。此外，采样计数器会跟踪在此帧周期内累积的样本数。此计数会随着软件与传入的市电频率同步而变化。

处理的点积包括 VRMS、IRMS、有功功率和无功功率。前台进程使用这些点积来计算以实际单位表示的相应计量读数。经过处理的电压点积、电流点积、有功电能点积和无功电能点积累积在单独的 64 位寄存器中，供进一步处理和获取 RMS 与平均值。使用前台进程的有功功率和无功功率计算值，可计算出视在功率。还可使用节 3.8.1中的公式，根据由后台进程计算出的参数值，计算出频率 (Hz) 和功率因数。

对于三相配置，有三个电压-电流映射，其中每个电压-电流映射具有不同的电压和电流通道。具体而言，在一个映射中，线 A 的相电压测量值与其电流测量值相互关联，在另一映射中，线 B 的相电压测量值与其电流测量值相互关联，线 C 也是如此。为简单起见，注意在本文档其余部分以及 PC GUI 中，每个电压-电流映射称为一相。

前台进程也会更新 LCD。LCD 显示项每两秒钟更改一次。有关 LCD 上不同显示项的详细信息，请参阅节 4.2.4.1。