ZHCUCP4 December   2024

 

  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 主要系统规格
    2. 1.2 终端设备
    3. 1.3 电表
  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 电压测量 – 模拟前端
      2. 2.2.2 电流测量模拟前端
      3. 2.2.3 输入电压
      4. 2.2.4 时钟
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 AMC130M02
      2. 2.3.2 MSPM0G1106
      3. 2.3.3 LMK6C
      4. 2.3.4 TLV76133
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
    2. 3.2 软件要求
      1. 3.2.1 公式
      2. 3.2.2 计量软件进程
        1. 3.2.2.1 用于 PC GUI 通信的 UART
        2. 3.2.2.2 直接存储器存取 (DMA)
        3. 3.2.2.3 ADC 设置
        4. 3.2.2.4 前台进程
        5. 3.2.2.5 后台进程
        6. 3.2.2.6 软件函数 per_sample_dsp()
        7. 3.2.2.7 频率测量和周期跟踪
        8. 3.2.2.8 LED 脉冲生成
    3. 3.3 测试设置
      1. 3.3.1 电源和跳线设置
      2. 3.3.2 查看计量读数和校准
      3. 3.3.3 校准
        1. 3.3.3.1 电压和电流偏移校准
        2. 3.3.3.2 电压和电流增益校准
        3. 3.3.3.3 有源功率增益校准
        4. 3.3.3.4 偏移校准
        5. 3.3.3.5 相位校准
    4. 3.4 测试结果
      1. 3.4.1 电表计量精度结果
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
      3. 4.1.3 PCB 布局建议
        1. 4.1.3.1 布局图
      4. 4.1.4 Altium 工程
      5. 4.1.5 Gerber 文件
      6. 4.1.6 装配图
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5作者简介

3.1 硬件要求

此参考设计可通过 J1（最高 16V）供电，然后通过 LDO (TLV76133) 输出 3.3V 的电压作为 MCU 和 ADC 电源。

MSPM0G1106 器件为运行计量库提供极少的资源，并具有连接独立 ADC 和 PC GUI 所需的外设。

所需的 MCU 外设模块包括：

  • 使用外部振荡器的 HF 时钟子系统
  • 具有 DMA 的 SPI（独立 ADC 与 MSPM0 MCU 之间的数据传输）
  • 具有 DMA 的 UART（外部 PC GUI 和 MSPM0 MCU 之间的传输数据，以读取校准和计量值）
  • GPIO（具有中断的输入或用于 LED 和 ADC 控制的输出）
  • RTC（日历模式基于内部 LFOSC 的 32.768kHz 频率）

上面列出的所有外设或 MCU 模块均通过 MSPM0-SDK 中间件中的 TIDA-010960.syscfg 文件进行配置，同时使用图形 SysConfig 工具，该工具可通过 GUI 界面实现直观的 MCU 配置更改。

  1. M0+ 时钟方案源自外部 8.192MHz 振荡器，该振荡器馈送至 PLL 模块，它乘以和除以特定因数，得出 79.87MHz 的 MCLK 频率（CPU 时钟速度）。
  2. SPI 总线以 8MHz 数据速率运行，提供 DMA 支持，使用两个通道，一个通道用于发送，一个通道用于接收。
  3. MSPM0G1106 配置为通过非隔离式 UART 连接以最大 115,200 波特和 8N1 与 PC GUI 进行通信。UART 驱动程序支持具有最小 MCU 中断负载的双向传输（使用两个 DMA 通道，一个用于发送，一个用于接收）。
  4. DRDY 线路连接到 MSPM0+ MCU 的 GPIO 输入，在下降沿启用中断。需要三个 MCU GPIO 输出：SYNC_RESET 线路（用于触发 ADC），以及 ACT 和 REACT 输出。这些脉冲输出用于通过计量中间件计算的有功和无功电能，并通过使用读取脉冲的外部测试系统来测量 TIDA-010960 的精度。
  5. RTC 模块支持日历模式，这是电表的常见要求。M0+ MCU 内部 32.768kHz LFOSC 用作器件辅助时钟 (RTCCLK) 的时钟源。